Difracția la fantă unică: un alt tip de tipar

1 · Prezice

Lumina care trece pr-o SINGURĂ fantă îngustă se răspândește și ea într-un tipar pe un ecran (difracție), cu o bandă centrală luminoasă flancată de franje mai slabe. Răspândește o fantă mai lată acest tipar de difracție mai mult sau mai puțin decât una mai îngustă?

2 · Montaj

  1. Deschide presetarea single-slit și apasă Resetează. Lungimea de undă a luminii este 550 nm; ecranul stă la 100 cm de fantă.
  2. Activează citirea poziției primului minim.
  3. Setează lățimea fantei pentru fiecare încercare și înregistrează poziția primei franje întunecate (minim).

3 · Colectează date

Lățimea fantei a (µm)Poziția primului minim y (mm)
20.00
40.00
60.00

Plotează poziția primului minim y (axa y) în funcție de 1/a (axa x) pentru cele trei încercări.

4 · Analizează

  1. Pentru o încercare, calculează y = λL/a folosind λ = 550 nm, L = 100 cm (convertind unități pentru a obține y în mm — aceasta este poziția PRIMEI franje întunecate, m = 1). Compară cu tabelul.
  2. Compară forma acestei formule cu formula franjelor de fantă dublă, dar observă faptul că folosește LĂȚIMEA a fantei unice, nu o depărtare între două fante. Explică de ce o fantă unică mai îngustă produce un tipar central de difracție MAI LARG — contrar intuiției, dar consecvent cu aceeași scalare 1/lățime.

5 · Extinde

  1. Aceeași fizică (aperturile mai înguste difractă lumina mai mult) stabilește o limită fundamentală pentru cât de clar poate focaliza orice lentilă sau telescop sau poate rezolva detalii fine — limita de difracție. Explică de ce o apertură mai mare de telescop (ca depărtarea mai largă de la fantă dublă) dă putere de rezoluție mai bună, nu mai rea.
  2. Tiparul de difracție al unei fante unice are o bandă centrală luminoasă cu benzi laterale progresiv mai slabe; tiparul de interferență al fantelor duble are multe franje luminoase strâns depărtate, de luminozitate similară, toate călărind într-o anvelopă de difracție de fantă unică mai lată. Explică de ce un experiment real cu fantă dublă (cu fante de lățime nenulă) arată de fapt AMBELE efecte combinate.

← Înapoi la experiment

Optică

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit