ช่องแคบคู่ของยัง การวัดความยาวคลื่นแสง

1 · ทำนาย

แสงผ่านสองช่องแคบชิดกันสร้างแบบแผนแถบสว่างและมืดบนจอ การเลื่อนช่องให้ชิดกันมากขึ้นทำให้แถบชิดกว่าหรือห่างกว่า

• แถบชิดกว่าสำหรับช่องที่ใกล้กันกว่า
• ระยะห่างแถบไม่ขึ้นกับระยะห่างช่อง
• กว้างกว่า — ระยะห่างช่องเล็กลงกางแบบแผนแถบออกกว้างกว่า

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ young-double-slit แล้วกดรีเซ็ต ความยาวคลื่นแสง 550 nm จออยู่ห่างช่อง 100 cm
2. เปิดค่าแสดงระยะห่างแถบ
3. ตั้งระยะห่างช่องในแต่ละรอบแล้วบันทึกระยะห่างแถบบนจอ

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตระยะห่างแถบ y (แกน y) กับ 1/d (แกน x) จากสามรอบการทดลอง เส้นตรงผ่านจุดกำเนิดหรือไม่

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ y = λL/d โดยใช้ λ = 550 nm, L = 100 cm (แปลงหน่วยระวัง ๆ ให้ y เป็น mm) เทียบกับตาราง
2. จงใช้ y = λL/d อธิบายว่าทำไมระยะห่างช่อง d ที่เล็กลงจึงให้แถบที่ห่างกัน 'กว้างขึ้น' ตรงข้ามกับที่อาจเดาครั้งแรก

5 · ต่อยอด

1. การทดลองนี้ย้อนทางได้ วัดระยะห่างแถบ ระยะห่างช่อง และระยะจอ แล้วแก้หา λ นี่คือวิธีที่นักฟิสิกส์วัดความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นอย่างแม่นยำครั้งแรก อธิบายว่าเหตุในระยะห่างช่อง d ที่เล็กมาก (เทียบกับความยาวคลื่นแสงที่มองเห็น) จึงจำเป็นเพื่อให้แบบแผนแถบกว้างพอเห็นและวัดได้
2. การทดลองดั้งเดิมของยังต้องการแสงจากทั้งสองช่องให้ coherent (ความสัมพันธ์เฟสคงที่) เพื่อเกิดแบบแผนแทรกสอดคงที่ — โดยใช้แหล่งเล็กเดียวส่องสองช่อง ไม่ใช่สองตะเกียงแยก เหตุใดสองแหล่งแสงอิสระที่ไม่สัมพันธ์กันจึงไม่ให้แบบแผนแถบคงที่ที่มองเห็นได้

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง