ทัศนศาสตร์
ช่องแคบคู่ของยัง
ช่องแคบสองช่องที่มีความสอดคล้องกันแทรกสอดกันทำให้เกิดแถบสว่างที่มีระยะห่างเท่ากัน — Δy = λL/d ถ้าเพิ่ม d แถบจะเบียดเข้าหากัน
ช่องแคบคู่ของยัง — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ ช่องแคบสองช่องที่มีความสอดคล้องกันแทรกสอดกันทำให้เกิดแถบสว่างที่มีระยะห่างเท่ากัน — Δy = λL/d ถ้าเพิ่ม d แถบจะเบียดเข้าหากัน ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
ช่องแคบคู่ของยัง
ช่องแคบสองช่องที่มีความเชื่อมโยงกันแทรกสอดกันทำให้เกิดแถบสว่างเรียงห่างเท่ากัน — Δy = λL/d เมื่อเพิ่ม d แถบต่างๆ จะเบียดเข้าใกล้กัน
แหล่งกำเนิดแสงที่เชื่อมโยงกันจากช่องแคบสองช่องทำให้เกิดเฟสที่ขึ้นกับความยาวเส้นทาง การแทรกสอดแบบเสริมที่ Δy = λL/d ให้แถบสว่างเรียงห่างเท่ากัน ระยะห่างช่องแคบ d ที่แคบลงทำให้แถบเบียดกัน ส่วนความยาวคลื่นที่มากขึ้นทำให้แถบกระจายออก—การพิสูจน์คลาสสิกของยังเรื่องธรรมชาติคลื่นของแสง
- Δy = λL/d
- แถบแทรกสอดแบบเสริม
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
แสงผ่านสองช่องแคบชิดกันสร้างแบบแผนแถบสว่างและมืดบนจอ การเลื่อนช่องให้ชิดกันมากขึ้นทำให้แถบชิดกว่าหรือห่างกว่า
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- แถบชิดกว่าสำหรับช่องที่ใกล้กันกว่า
- ระยะห่างแถบไม่ขึ้นกับระยะห่างช่อง
- กว้างกว่า — ระยะห่างช่องเล็กลงกางแบบแผนแถบออกกว้างกว่า
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะห่างช่องแคบ d (µm)
สิ่งที่คุณวัด:
- ระยะห่างแถบ y (mm)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ young-double-slit แล้วกดรีเซ็ต ความยาวคลื่นแสง 550 nm จออยู่ห่างช่อง 100 cm
- เปิดค่าแสดงระยะห่างแถบ
- ตั้งระยะห่างช่องในแต่ละรอบแล้วบันทึกระยะห่างแถบบนจอ
สมการควบคุม
ระยะห่างแถบช่องแคบคู่ — Δy = λL/d
ช่องต่อเนื่องสองช่องห่างกัน d สร้างแถบแทรกสอดบนจอที่ระยะ L ห่างกัน y = λL/d ช่องที่ใกล้กัน (d เล็ก) กางลวดลายกว้างขึ้น ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นก็กว้างขึ้นเช่นกัน
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ y = λL/d โดยใช้ λ = 550 nm, L = 100 cm (แปลงหน่วยระวัง ๆ ให้ y เป็น mm) เทียบกับตาราง
- จงใช้ y = λL/d อธิบายว่าทำไมระยะห่างช่อง d ที่เล็กลงจึงให้แถบที่ห่างกัน 'กว้างขึ้น' ตรงข้ามกับที่อาจเดาครั้งแรก
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- การทดลองนี้ย้อนทางได้ วัดระยะห่างแถบ ระยะห่างช่อง และระยะจอ แล้วแก้หา λ นี่คือวิธีที่นักฟิสิกส์วัดความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นอย่างแม่นยำครั้งแรก อธิบายว่าเหตุในระยะห่างช่อง d ที่เล็กมาก (เทียบกับความยาวคลื่นแสงที่มองเห็น) จึงจำเป็นเพื่อให้แบบแผนแถบกว้างพอเห็นและวัดได้
- การทดลองดั้งเดิมของยังต้องการแสงจากทั้งสองช่องให้ coherent (ความสัมพันธ์เฟสคงที่) เพื่อเกิดแบบแผนแทรกสอดคงที่ — โดยใช้แหล่งเล็กเดียวส่องสองช่อง ไม่ใช่สองตะเกียงแยก เหตุใดสองแหล่งแสงอิสระที่ไม่สัมพันธ์กันจึงไม่ให้แบบแผนแถบคงที่ที่มองเห็นได้
- 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
- ยินดีต้อนรับสู่ ช่องแคบคู่ของยัง
- เลือกช่องแคบคู่
- กดเล่น
- แถบสว่างและแถบมืด
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ