ஒற்றை-திறப்பு விளிம்பு விலகல்: வேறு வகை வடிவம்

1 · கணிப்பு

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?

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

2 · அமைப்பு

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

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், 1/a (x-அச்சு) எதிராக முதல்-குறைந்தபட்ச நிலை y (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள்.

4 · பகுப்பாய்வு

1. 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.
2. 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.

5 · நீட்டிப்பு

1. 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.
2. 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.

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்