Optika

Youngov dvojitý otvor

Dva koherentné otvory interferujú a vytvárajú rovnomerne rozmiestnené svetlé pásy — Δy = λL/d. Zväčšíš d a pásy sa zhustia.

Youngov dvojitý otvor — interaktívna simulácia Optika. Dva koherentné otvory interferujú a vytvárajú rovnomerne rozmiestnené svetlé pásy — Δy = λL/d. Zväčšíš d a pásy sa zhustia. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.

Youngova dvojštrbina

Dve koherentné štrbiny interferujú a dávajú rovnomerne rozostavené svetlé pruhy — Δy = λL/d. Rozšír d a pruhy sa zhustia.

Koherentné zdroje z dvoch štrbín produkujú fázu závislú na dĺžke dráhy. Konštruktívna interferencia pri Δy = λL/d dáva rovnomerne rozostavené svetlé pruhy. Menší rozostup štrbín d zhustí pruhy; dlhšia vlnová dĺžka ich rozostúpi — Youngova klasická demonštrácia vlnovej podstaty svetla.

• Δy = λL/d
• Konštruktívne pruhy

Prehľad skúmania

Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória

Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.

Hlavná otázka

Svetlo prechádzajúce cez dve tesne rozostavené štrbiny vytvára vzor svetlých a tmavých pruhov na plátne. Robí priblíženie štrbín k sebe pruhy hustejšie alebo rozostúpenejšie?

Predikcie na zváženie

• Užšie rozostavenie pre bližšie štrbiny.
• Rozostup pruhov nezávisí na rozostupe štrbín.
• Rozostúpenejšie — menší rozostup štrbín rozprestiera vzor pruhov viac.

Úlohy premenných

Čo nastavuješ:

• Rozostup štrbín d (µm)

Čo meriaš:

• Rozostup pruhov y (mm)

Ako skúmanie prebieha

1. Otvor predvolbu Youngova dvojštrbina a stlač Resetovať. Vlnová dĺžka svetla je 550 nm; plátno sedí 100 cm od štrbín.
2. Zapni odčítanie rozostupu pruhov.
3. Nastav rozostup štrbín pre každý pokus a zaznamenaj výsledný rozostup pruhov na plátne.

Riadiaca rovnica

Rozostup pruhov dvojštrbiny — Δy = λL/d

Dve koherentné štrbiny oddelené vzdialenosťou d produkujú interferenčné pruhy na plátne vo vzdialenosti L, rozostavené y = λL/d. Bližšie štrbiny (menšie d) rozprestierajú vzor širšie; dlhšia vlnová dĺžka tiež rozširuje rozostup.

Čo má študentov naučiť tlačiteľný list

• Pre jeden pokus vypočítaj y = λL/d s λ = 550 nm, L = 100 cm (opatrne prevodiac jednotky na y v mm). Porovnaj s tabuľkou.
• Vysvetli pomocou y = λL/d, prečo menší rozostup štrbín d produkuje ROZOSTÚPENEJŠIE pruhy — opak toho, čo by si možno najprv tipoval.

Kde sa to objavuje mimo laboratória

• Tento experiment sa dá spustiť naopak: odmeraj rozostup pruhov, rozostup štrbín a vzdialenosť plátna, potom vyrieš pre λ. Takto fyzici prvýkrát presne zmerali vlnovú dĺžku viditeľného svetla. Vysvetli, prečo veľmi malý rozostup štrbín d (v porovnaní s vlnovými dĺžkami viditeľného svetla) je potrebný na produkciu pruhového vzoru dostatočne širokého na videnie a meranie.
• Youngov pôvodný experiment potreboval, aby svetlo z oboch štrbín bolo koherentné (pevný fázový vzťah) na produkciu stabilného interferenčného vzoru — s použitím jediného malého zdroja osvetľujúceho obe štrbiny, nie dvoch oddelených lámp. Prečo by dva nezávislé, nekorrelevantné svetelné zdroje neprodukovali stabilný, viditeľný vzor pruhov?

• AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
• IB Physics — C.3 Wave phenomena
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Vitaj pri Youngovom dvojštrbinovom experimente
2. Vyber dvojštrbinu
3. Stlač Prehrať
4. Svetlé a tmavé pruhy
5. Otvor panel Vlastnosti
6. Zvládol si to!

Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.

Otvoriť interaktívne laboratórium →

Stiahnuť pracovný list →

Interferencia a ohyb