光學
楊氏雙縫
兩條相干縫干涉,產生等間距的亮紋——Δy = λL/d。增大 d,條紋變密。
楊氏雙縫——互動式光學模擬。兩條相干縫干涉,產生等間距的亮紋——Δy = λL/d。增大 d,條紋變密。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室,提供即時 SI 測量與分步引導教學。
楊氏雙縫
兩條相干縫干涉,產生等間距的亮紋——Δy = λL/d。增大 d,條紋變密。
兩條縫的相干光源產生依路徑差而變的相位。Δy = λL/d 處的建設性干涉給出等間距亮紋。縫距 d 越小,條紋越密集;波長越長,條紋越疏——楊氏關於光波動性的經典演示。
- 電子干涉 Δy = λL/d
- 建設性條紋
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面:探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定,以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
光穿過兩條間距很近的狹縫後,會在螢幕上產生明暗相間的條紋圖樣。把狹縫靠得更近,條紋間距會變得更密集還是更寬?
預測權重
- 間距較窄,縫隙較近。
- 條紋間距不取決於狹縫間距。
- 更寬 - 更小的狹縫間隔使條紋圖案更加分散。
可變角色
您設定的內容:
- 狹縫間距d (µm)
您測量的內容:
- 條紋間距y (mm)
調查如何進行
- 開啟 young-double-slit 預設並按下 Reset。光波長為550nm;螢幕距離狹縫 100 公分。
- 啟用條紋間距讀數。
- 設定每次試驗的狹縫間距,並在螢幕上記錄所得的條紋間距。
控制方程
雙縫條紋間距 — Δy = λL/d
相隔距離 d 的兩個相干狹縫在螢幕上產生距離為 L 的干涉條紋,間隔 y = λL/d。狹縫越近(d 越小),圖案就越寬;較長的波長也會加寬間距。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一項試驗,使用 λ = 550 nm、L = 100 cm 計算 y = λL/d(仔細轉換單位以獲得以毫米為單位的 y)。與表比較。
- 使用 y = λL/d 解釋為什麼較小的狹縫間隔 d 會產生更寬的條紋 - 與您最初猜測的相反。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 本實驗也可以反過來進行:測量條紋間距、狹縫間距和螢幕距離,然後求解λ。物理學家最早正是用這種方法精確測得了可見光的波長。請解釋為什麼(相對於可見光波長而言)非常小的狹縫間距d,是產生足夠寬、可被看見並測量的條紋圖樣所必需的。
- 楊最初的實驗需要兩個狹縫的光相干(固定的相位關係)以產生穩定的干涉圖案——使用單個小光源照亮兩個狹縫,而不是兩個單獨的燈。為什麼兩個獨立、不相關的光源不能產生穩定、可見的條紋圖案?
- 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
- 歡迎學習楊氏雙縫
- 選擇雙縫
- 播放
- 明暗條紋
- 打開檢查器
- 完成了!
打開互動式模擬以構建場景,點擊運行,並透過即時測量和引導式教學進行探索。