ஒளியியல்

ஒற்றை-திறப்பு விளிம்பு விலகல்

ஒற்றைத் திறப்பு ஒளியை அகன்ற மைய அதிகபட்சமாகப் பரப்புகிறது, பக்க மடல்கள் மங்கலாக; முதல் இருண்ட பட்டை a·sinθ = λ-இல்.

ஒற்றை-திறப்பு விளிம்பு விலகல் — ஊடாடும் ஒளியியல் உருவகம். ஒற்றைத் திறப்பு ஒளியை அகன்ற மைய அதிகபட்சமாகப் பரப்புகிறது, பக்க மடல்கள் மங்கலாக; முதல் இருண்ட பட்டை a·sinθ = λ-இல். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.

ஒற்றை-திறப்பு விளிம்பு விலகல்

ஒற்றைத் திறப்பு, ஒளியை அகன்ற மைய அதிகபட்சமாகவும் மங்கலான பக்க மடல்களாகவும் பரப்புகிறது; முதல் இருண்ட பட்டை a·sinθ = λ-இல்.

ஒரு ஒற்றை துவாரம், ஒளியை sinc வடிவ வடிவத்தில் விளிம்பு விலகல் செய்கிறது. முதல் இருண்ட விளிம்பு a sin θ = λ நிகழும்போது, மைய மடலின் கோண அகலத்தை அமைக்கிறது. குறுகிய திறப்புகள் வடிவத்தை அகலப்படுத்துகின்றன—ஒளியியல் தெளிவுக்கான வரம்பு, விளிம்பு விலகல் கட்டமங்களின் அடிப்படை.

a sin θ = mλ
அகன்ற மைய அதிகபட்சம்

ஆய்வுச் சுருக்கம்

ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்

சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.

இயக்கும் கேள்வி

ஒற்றை குறுகிய திறப்பு வழியாக செல்லும் ஒளியும் ஒரு திரையில் (விளிம்பு விலகல்) ஒரு வடிவத்தாக பரவுகிறது, ஒரு பிரகாசமான மைய பட்டையும் அதன் இருபுறமும் மங்கலான வரிகளும் உள்ளன. அகலமான திறப்பு, இந்த விளிம்பு விலகல் வடிவத்தை ஒரு குறுகிய திறப்பை விட அதிகமாவா குறைவாகவா பரப்பும்?

நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்

குறைவாக — அகலமான திறப்பு, குறுகிய, அதிக இறுக்கமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட விளிம்பு விலகல் வடிவத்தை உருவாக்குகிறது.
அகலமான திறப்பு வடிவத்தை அதிகமாகப் பரப்புகிறது.
திறப்பு அகலம், விளிம்பு விலகல் வடிவத்தின் பரவலை பாதிக்காது.

மாறிகளின் பாத்திரங்கள்

நீங்கள் அமைப்பவை:

திறப்பு அகலம் a (µm)

நீங்கள் அளப்பவை:

முதல் குறைந்தபட்ச நிலை y (mm)

விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது

single-slit முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். ஒளி அலைநீளம் 550 nm; திரை திறப்பிலிருந்து 100 cm தூரத்தில் உள்ளது.
முதல்-குறைந்தபட்ச நிலை வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் திறப்பு அகலத்தை அமைத்து, முதல் இருண்ட வரியின் (குறைந்தபட்ச) நிலையைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது

ஒரு முயற்சிக்கு, λ = 550 nm, L = 100 cm பயன்படுத்தி (mm-இல் y பெற அலகுகளை மாற்றி — இது முதல் இருண்ட வரியின் நிலை, m = 1) y = λL/a கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
இந்த சூத்திரத்தின் வடிவத்தை இரு-திறப்பு வரி சூத்திரத்துடன் ஒப்பிடுங்கள், ஆனால் இரண்டு திறப்புகளுக்கு இடையேயான பிரிப்பை அல்ல, ஒற்றை திறப்பின் அகலத்தை அது பயன்படுத்துகிறது என்பதைக் கவனியுங்கள். ஒரு குறுகிய ஒற்றை திறப்பு, ஏன் ஒரு அகலமான மைய விளிம்பு விலகல் வடிவத்தை உருவாக்குகிறது — அறிவுக்கு எதிரானது, ஆனால் அதே 1/அகல அளவிடுதலுடன் ஒத்திருக்கிறது — என்று விளக்குங்கள்.

ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது

இதே இயற்பியல் (குறுகிய திறப்புகள் ஒளியை அதிகமாக விளிம்பு விலக்குகின்றன), எந்த வில்லை அல்லது தொலைநோக்கியும் எவ்வளவு கூர்மையாக குவியம் அல்லது நுணுக்கத்தை தீர்க்க முடியும் என்பதற்கு ஒரு அடிப்படை வரம்பை அமைக்கிறது — விளிம்பு விலகல் வரம்பு. பெரிய தொலைநோக்கி திறப்பு (இரு-திறப்பின் அகலமான இடைவெளி போன்றது), மங்கலாக்காமல் ஏன் கூர்மையான தீர்க்கும் ஆற்றலைத் தருகிறது என்று விளக்குங்கள்.
ஒற்றை திறப்பின் விளிம்பு விலகல் வடிவத்தில் ஒரு மைய பிரகாசமான பட்டையும் படிப்படியாக மங்கும் பக்க பட்டைகளும் உள்ளன; ஒரு இரு-திறப்பின் குறுக்கீடு வடிவத்தில், பரந்த ஒற்றை-திறப்பு விளிம்பு விலகல் உறைக்குள் சவாரி செய்யும், இதே பிரகாசத்தின் பல இறுக்கமாக இடம்பெற்ற பிரகாசமான வரிகள் உள்ளன. பூஜ்யமற்ற அகலம் கொண்ட திறப்புகளுடன் ஒரு உண்மையான இரு-திறப்பு சோதனை, உண்மையில் இரண்டு விளைவுகளையும் இணைத்து ஏன் காட்டுகிறது என்று விளக்குங்கள்.

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

ஒற்றை-திறப்பு விளிம்பு விலகலுக்கு வருக
திறப்பைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
அகன்ற மைய அதிகபட்சம்
பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
செய்துவிட்டீர்கள்!

காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.

ஊடாடும் ஆய்வகத்தைத் திற →

ஆய்வகத் தாளைப் பதிவிறக்கு →

குறுக்கீடு & விளிம்பு விலகல்