Youngova dvojštrbina: meranie vlnovej dĺžky svetla

1 · Predikuj

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

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

2 · Priprav

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.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj rozostup pruhov y (os y) verzus 1/d (os x) pre svoje tri pokusy. Je priamka rovná cez začiatok?

4 · Analyzuj

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

5 · Rozšír

1. 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.
2. 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?

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky