Опыт Юнга: измерение длины волны света

1 · Прогноз

Свет через две близкие щели создаёт на экране картину светлых и тёмных полос. Сближение щелей делает полосы более плотными или более разреженными?

• Более плотный шаг для более близких щелей.
• Шаг полос не зависит от расстояния между щелями.
• Более разреженными — меньшее расстояние между щелями сильнее разбрасывает картину полос.

2 · Подготовка

1. Откройте пресет young-double-slit и нажмите «Сброс». Длина волны света 550 nm; экран в 100 cm от щелей.
2. Включите показание шага полос.
3. Задайте расстояние между щелями для каждой пробы и запишите итоговый шаг полос на экране.

3 · Сбор данных

Постройте шаг полос y (ось y) против 1/d (ось x) для трёх проб. Линия прямая через начало координат?

4 · Анализ

1. Для одной пробы вычислите y = λL/d при λ = 550 нм; L = 100 см (аккуратно переведите единицы, чтобы получить y в мм). Сравните с таблицей.
2. Используя y = λL/d, объясните, почему меньшее расстояние между щелями d даёт БОЛЕЕ ШИРОКО расставленные полосы — противоположность первому предположению.

5 · Развитие

1. Этот эксперимент обратим: измерьте шаг полос, расстояние между щелями и до экрана, затем решите относительно λ. Так физики впервые точно измерили длину волны видимого света. Объясните, почему очень малое расстояние между щелями d (сравнимое с длинами волн видимого света) необходимо для картины полос, достаточно широкой, чтобы увидеть и измерить.
2. Оригинальному опыту Юнга требовалась когерентность света от обеих щелей (фиксированное фазовое соотношение) для устойчивой интерференционной картины — один малый источник освещал обе щели, а не две отдельные лампы. Почему два независимых некоррелированных источника не дали бы устойчивой видимой картины полос?

Физика этого эксперимента

← Вернуться к эксперименту