దృగ్విజ్ఞానం

ఏక-రంధ్ర వివర్తనం

ఒంటరి రంధ్రం కాంతిని వెడల్పైన మధ్య గరిష్ఠంగా, మసక పక్క లోబ్‌లుగా విస్తరిస్తుంది; మొదటి చీకటి పట్టీ a·sinθ = λ వద్ద ఉంటుంది.

ఏక-రంధ్ర వివర్తనం — ఇంటరాక్టివ్ దృగ్విజ్ఞానం సిమ్యులేషన్. ఒంటరి రంధ్రం కాంతిని వెడల్పైన మధ్య గరిష్ఠంగా, మసక పక్క లోబ్‌లుగా విస్తరిస్తుంది; మొదటి చీకటి పట్టీ a·sinθ = λ వద్ద ఉంటుంది. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.

ఏక-రంధ్ర వివర్తనం

ఒంటరి రంధ్రం కాంతిని sinc-ఆకార నమూనాగా వివర్తనం చేస్తుంది. a sin θ = λ అయినప్పుడు మొదటి చీకటి ఫ్రింజ్ వస్తుంది — మధ్య లోబ్ కోణీయ వెడల్పును అది నిర్ణయిస్తుంది. ఇరుకైన రంధ్రాలు నమూనాను వెడల్పు చేస్తాయి — ఆప్టికల్ విభేదనకు పరిమితి, వివర్తన గ్రేటింగ్‌లకు పునాది.

a sin θ = mλ
వెడల్పైన మధ్య గరిష్ఠం

దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ

ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి

ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.

ముఖ్య ప్రశ్న

ఒకే సన్నని రంధ్రం గుండా పోయే కాంతి కూడా తెరపై నమూనాలో విస్తరిస్తుంది (వివర్తనం), ప్రకాశవంతమైన మధ్య పట్టీకి ఇరువైపులా మసక ఫ్రింజ్‌లతో. వెడల్పాటి రంధ్రం ఈ వివర్తన నమూనాను ఇరుకైన రంధ్రం కంటే ఎక్కువగా విస్తరిస్తుందా, తక్కువగా?

పరిగణించాల్సిన ఊహలు

తక్కువ — వెడల్పాటి రంధ్రం ఇరుకైన, మరింత పరిమితమైన వివర్తన నమూనాను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
వెడల్పాటి రంధ్రం నమూనాను ఎక్కువగా విస్తరిస్తుంది.
రంధ్ర వెడల్పు వివర్తన నమూనా విస్తరణను ప్రభావితం చేయదు.

చరరాశి పాత్రలు

మీరు సెట్ చేసేవి:

రంధ్ర వెడల్పు a (µm)

మీరు కొలిచేవి:

మొదటి కనిష్ఠ స్థానం y (mm)

పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది

single-slit ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం 550 nm; తెర రంధ్రం నుండి 100 cm దూరంలో ఉంది.
మొదటి-కనిష్ఠ స్థాన రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
ప్రతి ప్రయత్నానికి రంధ్ర వెడల్పును సెట్ చేసి, మొదటి చీకటి ఫ్రింజ్ (కనిష్ఠం) స్థానాన్ని నమోదు చేయండి.

ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది

ఒక ప్రయత్నానికి, λ = 550 nm, L = 100 cm ఉపయోగించి y = λL/a లెక్కించండి (y ను mm లో పొందేలా యూనిట్లను మార్చి — ఇది మొదటి చీకటి ఫ్రింజ్ స్థానం, m = 1). పట్టికతో పోల్చండి.
ఈ సూత్రపు ఆకారాన్ని ద్వి-రంధ్ర ఫ్రింజ్ సూత్రంతో పోల్చండి, కానీ ఇది రెండు రంధ్రాల మధ్య వేరుపాటు కాదు, ఏక రంధ్రపు వెడల్పు a ను వాడుతుందని గమనించండి. ఇరుకైన ఏక రంధ్రం ఎందుకు వెడల్పాటి మధ్య వివర్తన నమూనాను ఇస్తుందో వివరించండి — ఊహకు విరుద్ధంగా, కానీ అదే 1/వెడల్పు స్కేలింగ్‌కు అనుగుణంగా.

ల్యాబ్‌కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది

ఈ అదే భౌతికశాస్త్రం (ఇరుకైన రంధ్రాలు కాంతిని ఎక్కువ వివర్తనం చేయడం) ఏ కటకం లేదా టెలిస్కోప్ చక్కగా నిశ్చితార్థం చేయగలదో, సూక్ష్మ వివరాన్ని విభేదించగలదో అనే దానికి మౌలిక హద్దును నిర్ణయిస్తుంది — వివర్తన హద్దు. పెద్ద టెలిస్కోప్ రంధ్రం (ద్వి-రంధ్ర వెడల్పాటి అంతరం వలె) మసక కాదు, మరింత పదునైన విభేదక సామర్థ్యాన్ని ఎందుకు ఇస్తుందో వివరించండి.
ఏక రంధ్ర వివర్తన నమూనాలో ఒక మధ్య ప్రకాశ పట్టీ, దాని తర్వాత క్రమంగా మసకబారే పక్క పట్టీలు ఉంటాయి; ద్వి-రంధ్ర వ్యతికరణ నమూనాలో సరిసమాన ప్రకాశం గల అనేక దగ్గరగా ఉన్న ప్రకాశ ఫ్రింజ్‌లు, అన్నీ విశాలమైన ఏక-రంధ్ర వివర్తన కవచం లోపలే ఉంటాయి. రంధ్రాలకు శూన్యేతర వెడల్పు ఉన్న నిజమైన ద్వి-రంధ్ర ప్రయోగం వాస్తవానికి రెండు ప్రభావాలనూ కలిపి చూపుతుందో వివరించండి.

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

Single Slit కు స్వాగతం
రంధ్రం ఎంచుకోండి
ప్లే నొక్కండి
వెడల్పైన మధ్య గరిష్ఠం
లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
మీరు సాధించారు!

దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.

ఇంటరాక్టివ్ ల్యాబ్ తెరవండి →

ప్రయోగ పత్రకం డౌన్‌లోడ్ →

వ్యతికరణ & వివర్తనం