Дві щілини Юнга: вимірювання довжини хвилі світла

1 · Прогноз

Світло, що проходить крізь дві щільно розставлені щілини, створює картину світлих і темних смуг на екрані. Чи робить зближення щілин смуги щільнішими чи ширше розставленими?

• Щільніше для ближчих щілин.
• Крок смуг не залежить від відстані між щілинами.
• Ширше — менша відстань між щілинами розгортає картину смуг більше.

2 · Установка

1. Відкрийте пресет young-double-slit та натисніть «Скинути». Довжина хвилі світла 550 nm; екран сидить за 100 cm від щілин.
2. Увімкніть показ кроку смуг.
3. Задайте відстань між щілинами для кожного заміру та запишіть результуючий крок смуг на екрані.

3 · Збір даних

Побудуйте крок смуг y (вісь y) проти 1/d (вісь x) для трьох замірів. Чи пряма лінія через початок?

4 · Аналіз

1. Для одного заміру обчисліть y = λL/d з λ = 550 nm, L = 100 cm (обережно конвертуючи одиниці, щоб отримати y у mm). Порівняйте з таблицею.
2. Поясніть, використовуючи y = λL/d, чому менша відстань між щілинами d дає ШИРШЕ розставлені смуги — протилежне тому, що ви могли б спершу подумати.

5 · Поглиблення

1. Цей експеримент можна запустити навпаки: виміряти крок смуг, відстань між щілинами та відстань до екрана, потім розв'язати для λ. Так фізики вперше точно виміряли довжину хвилі видимого світла. Поясніть, чому дуже мала відстань між щілинами d (порівняно з довжинами хвиль видимого світла) необхідна, щоб утворити картину смуг, достатньо широку для побачення та вимірювання.
2. Оригінальний експеримент Юнга вимагав, щоб світло від обох щілин було когерентним (фіксований фазовий зв'язок), щоб утворити стабільну інтерференційну картину — використовуючи одне мале джерело, що освітлює обидві щілини, а не дві окремі лампи. Чому двох незалежних, некорельованих джерел світла не вистачило б для стабільної, видимої картини смуг?

Фізика цього експерименту

← Назад до експерименту