Експеримент з подвійною щілиною Юнга

вивчіть досвід Юнга з щілинами. Читайте, яку відстань між щілинами в досліді Юнга, ширина смуги і два отвори, характеристика світла як хвилі, експеримент.

У своєму експерименті Томас Юнг показав, що речовина і енергія здатні показувати характеристики хвиль і частинок.

завдання навчання

  • Зрозуміти, чому експеримент Юнга здається правдоподібніше виразів Гюйгенса.

Основні пункти

  • Хвильові характеристики призводять до того, що проходить крізь щілину світло заважає собі, формуючи світлі і темні ділянки.
  • Якщо хвилі заважають в гребенях, але сходяться по фазі, то стикаємося з конструктивними перешкодами. Якщо хвилі повністю не збігаються, то це руйнівні перешкоди.
  • У кожної точки на стіні є різна дистанція до щілини. Цим шляхах відповідає різна кількість хвиль.

терміни

  • Руйнівні перешкоди – хвилі заважають і не відповідають один одному.
  • Конструктивні перешкоди – хвилі заважають в гребенях, але збігаються по фазі.

В експерименті з подвійною щілиною видно, що речовина і енергія здатні вести себе як хвилі або частки. У 1628 році Крістіан Гюйгенгс довів, що світло виступає хвилею. Але деякі люди не погоджувалися, особливо Ісаак Ньютон. Він вважав, що для пояснення будуть потрібні кольорові інтерференційні і дифракційні ефекти. До 1801 роки ніхто не вірив, що світло – хвиля, поки не з’явився Томас Юнг зі своїм експериментом з подвійною щілиною – досвід Юнга. Він зробив дві близько поставлених вертикальних щілини (приблизну відстань між щілинами в досліді Юнга можна побачити на нижній схемою) і пустив крізь них світло, спостерігаючи за створеним на стіні візерунком.

Світло проходить крізь дві вертикальних щілини і дифрагує у вигляді двох вертикальних ліній, розташованих горизонтально. Якби не дифракція і інтерференція, то світло просто створив дві лінії

Двоїстість хвильових частинок

Через хвильових характеристик світло проходить крізь щілини і стикається, формуючи світлі і темні регіони на стіні. Він розсіюється і поглинається стіною, набуваючи рис частинок.

експеримент Юнга

Чому досвід Юнга з двома щілинами всіх переконав? Гюйгенс виявився спочатку прав, але йому не вдавалося показати на практиці свої висновки. Світло має відносно короткими довжинами хвиль, тому для демонстрації зобов’язаний контактувати з чимось невеликим.

У прикладі використовується два когерентних світлових джерела з одного монохроматичної довжиною хвилі (в єдиній фазі). Тобто, два джерела будуть створювати конструктивні або деструктивні перешкоди.

Конструктивні та деструктивні перешкоди

Конструктивні перешкоди з’являються, якщо хвилі заважають по гребенях, але збігаються в фазі. Це буде посилювати результуючу хвилю. Деструктивні заважають один одному повністю і не збігаються, що скасовує хвилю.

Дві щілини формують два когерентних хвильових джерела, що заважають один одному. (А) – Світло розсіюється від кожної щілини, через їх вузькості. Хвилі перекриваються і заважають конструктивно (яскраві лінії) і деструктивно (темні ділянки). (b) – Візерунок подвійний щілини для водних хвиль практично збігається зі світловими. Найбільша активність помітна на ділянках з деструктивними перешкодами. (С) – При попаданні світла на екран, ми стикаємося з подібним шаблоном

Хвильові амплітуди складаються. (А) – Чистий конструктивна перешкода можлива, якщо однакові хвилі сходяться по фазі. (b) – Чистий деструктивна перешкода – однакові хвилі точно не сходяться по фазі

Створений візерунок НЕ буде випадковим. Кожна щілина розташована на певній дистанції. Всі хвилі починаються з однієї фази, але дистанція від точки на стіні до щілини створює тип перешкоди.

Ссылка на основную публикацию