Youngs dubbelspalt: Att mäta ljusets våglängd

1 · Förutsäg

Ljus som passerar genom två tätt liggande spalter skapar ett mönster av ljusa och mörka ränder på en skärm. Flyttas spalterna närmare varandra, hamnar ränderna tätare eller glesare?

• Tätare randavstånd för närmare spalter.
• Randavståndet beror inte på spaltavståndet.
• Glesare — mindre spaltavstånd breder ut randmönstret mer.

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Youngs dubbelspalt och tryck på Återställ. Ljusets våglängd är 550 nm; skärmen ligger 100 cm från spalterna.
2. Aktivera avläsningen av randavståndet.
3. Ställ in spaltavståndet för varje försök och notera resulterande randavstånd på skärmen.

3 · Samla data

Rita randavståndet y (y-axeln) mot 1/d (x-axeln) för dina tre försök. Är linjen rak genom origo?

4 · Analysera

1. Beräkna för ett försök y = λL/d med λ = 550 nm, L = 100 cm (omvandla enheter noggrant för att få y i mm). Jämför med tabellen.
2. Förklara, med hjälp av y = λL/d, varför mindre spaltavstånd d ger GLESARE ränder — det motsatta vad man kanske först gissar.

5 · Utvidga

1. Detta experiment kan köras baklänges: mät randavståndet, spaltavståndet och avståndet till skärmen och lös sedan för λ. Så mätte fysiker först våglängden hos synligt ljus exakt. Förklara varför ett mycket litet spaltavstånd d (jämfört med våglängderna för synligt ljus) krävs för att producera ett randmönster som är brett nog att se och mäta.
2. Youngs ursprungliga experiment krävde att ljuset från båda spalterna var koherent (ett fast fasförhållande) för att producera ett stabilt interferensmönster — med en enda liten källa som belyste båda spalterna, i stället för två separata lampor. Varför skulle inte två oberoende, okorrelerade ljuskällor producera ett stabilt, synligt randmönster?

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik