Optika

Youngova dvojna reža

Dve koherentni reži interferirata v enakomerno razmaknjene svetle proge — Δy = λL/d. Povečaj d in proge se stisnejo skupaj.

Youngova dvojna reža — interaktivna simulacija Optika. Dve koherentni reži interferirata v enakomerno razmaknjene svetle proge — Δy = λL/d. Povečaj d in proge se stisnejo skupaj. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.

Youngova dvojna reža

Dve koherentni reži interferirata v enakomerno razmaknjene svetle proge — Δy = λL/d. Povečaj d in proge se stisnejo.

Koherentna vira iz dveh rež proizvedeta od dolžine poti odvisno fazo. Konstruktivna interferenca pri Δy = λL/d da enakomerno razmaknjene svetle proge. Manjši razmik rež d stisne proge; daljša valovna dolžina jih razpre — Youngov klasični dokaz valovne narave svetlobe.

• Δy = λL/d
• Konstruktivne proge

Oris preiskave

Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij

Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.

Vodilno vprašanje

Svetloba, ki gre skozi dve tesno razmaknjeni reži, ustvari vzorec svetlih in temnih prog na zaslonu. Ali premikanje rež bližje skupaj naredi proge tesneje ali širše razmaknjene?

Predvidevanja za pretehtanje

• Ožji razmak za bližje reži.
• Razmak prog ni odvisen od razmika rež.
• Širše — manjši razmik rež razpre vzorec prog bolj.

Vloge spremenljivk

Kaj nastaviš:

• Razmik rež d (µm)

Kaj izmeriš:

• Razmak prog y (mm)

Kako poteka preiskava

1. Odpri prednastavitev young-double-slit in pritisni Ponastavi. Valovna dolžina svetlobe je 550 nm; zaslon sedi 100 cm od rež.
2. Omogoči odčitek razmaka prog.
3. Nastavi razmik rež za vsak poskus in zabeleži nastali razmak prog na zaslonu.

Vodilna enačba

Razmak prog dvojne reže — Δy = λL/d

Dve koherentni reži, ločeni z razdaljo d, proizvedeta interferenčne proge na zaslonu na razdalji L, razmaknjene za y = λL/d. Bližje reži (manjši d) razprejo vzorec širše; daljša valovna dolžina prav tako razširi razmak.

Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati

• Za en poskus izračunaj y = λL/d z λ = 550 nm, L = 100 cm (previdno s pretvorbo enot, da dobiš y v mm). Primerjaj s tabelo.
• Z y = λL/d razloži, zakaj manjši razmik rež d proizvede ŠIRŠE razmaknjene proge — nasprotje od tega, kar bi prvič ugibal.

Kje se to pokaže onkraj laboratorija

• Ta poskus se lahko izvede obratno: izmeri razmak prog, razmik rež in razdaljo zaslona, nato reši za λ. Tako so fiziki prvič natančno izmerili valovno dolžino vidne svetlobe. Razloži, zakaj je zelo majhen razmik rež d (glede na valovne dolžine vidne svetlobe) potreben, da proizvede vzorec prog, dovolj širok za gledanje in merjenje.
• Youngov izvirni poskus je potreboval, da je svetloba iz obeh rež koherentna (fiksno fazno razmerje), da proizvede stabilen interferenčni vzorec — z enim samim majhnim virom, ki osvetljuje obe reži, namesto z dvema ločenima svetilkama. Zakaj dva neodvisna, nekorelirana vira svetlobe ne bi proizvedla stabilnega, videnega vzorca prog?

• 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. Dobrodošli pri Youngovi dvojni reži
2. Izberi dvojno režo
3. Pritisni Predvajaj
4. Svetle in temne proge
5. Odpri ploščo Lastnosti
6. Uspelo ti je!

Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.

Odpri interaktivni laboratorij →

Prenesi delovni list →

Interferenca in uklon