Thomas Youngs dobbel slit eksperimentet var svært viktig i området av bølgeteori. Hans eksperiment beviser at lyset viser wavelike egenskaper.
Monokromatisk lys, lys som består av en farge, er delt ved hjelp av to åpninger plassert nær hverandre. To bølger dukke opp på den andre siden av spaltene. Koherent lys, noe som betyr at bølgene har samme og fase, vil både konstruktivt og destruktivt samhandle. Dette samspillet fører til lyse og mørke frynser basert på enkel geometri. Dersom dette mønsteret er faktisk den Resultatet av forsøket, blir lett påvist å ha bølgelignende egenskaper.
De lyse og mørke frynser er forårsaket av forskjellen i fasen av lyset når det faller inn på et objekt (dvs. lys-sensor). Lyset fra den nederste sliss har lenger å reise og derfor en faseforskjell som finnes mellom de to stråler av lys. Dette samspillet mellom disse to bølgene skaper en lys, mørk eller middels frynser.
Et område hvor en lys frynse inntreffer, er faseforskjellen mellom de to koherente lysbølger null grader. For eksempel er det ingen faseforskjell og bølgene legge sammen til en utkant med maksimal intensitet. Et område hvor en mørk frynse inntreffer, er faseforskjellen mellom de to koherente lysbølger lik 180 grader. På dette punktet, bølgene legge sammen og helt utelukker hverandre. Mellomliggende frynser oppstå når faseforskjellen er et eller annet sted mellom null og 180 grader. Generelt avtar intensiteten av frynse som fasedifferansen mellom de to lysbølgene øker fra null til 180 grader.
Trinn
- 1Sett opp optikk benk:
- Begynn med optikk benk foran deg med 0 cm merket på venstre side.
- Monter diode laser på 0 cm mark vendt mot høyre. Dette bør kreve litt innsats.
- Monter multi-slit apparat til dens passende mount. Dette kan kreve litt kraft og vil gjøre en klikke lyd når den er riktig installert. Montering skulle vise seg å være ganske enkel.
- Installer den nylig montert multi-slit apparat på optikk benk mellom 5 og 10 cm-merket. Justering vil bli gjort senere i forsøket til både posisjon og slit-innstillinger.
- 2Hente følgende materialer: lineær oversetter, lyssensor og blenderåpning mount, og roterende bevegelse sensor.
- Fjern en av skruene fra den lineære oversetter som fester rillet bar og trekk den ut fra rammen av den lineære oversetter.
- Installer roterende bevegelse sensoren på sporete bar. Dette kan oppnås ved å skyve den rillede bar i det firkantede hull i sentrum av den roterende bevegelse sensoren. En viktig merknad er at mengden av monterte trinser på roterende bevegelse sensor skal vende opp når installert riktig.
- Erstatte rillet bar til sin opprinnelige posisjon og sett inn skruen.
- Bør legge merke til at den ene enden av veivstangen er litt mindre i diameter og er gjenget. I den ene hånden holder kobler stang med gjenget ende opp. Plasser blenderåpning festet på stang etterfulgt av lyssensoren å sørge for at åpningen av lyssensoren er fast mot den roterende disk består av varierende størrelse åpninger.
- Bare skru inn trekkstangen (kun håndstrammes).
- Monter dette nylig skapte stykke ved å plassere forbindelsesstangen i den siste gjenværende hull av den roterende bevegelse sensor, slik at lyset sensorapparat er oppreist.
- Stram oppbevaring skruen på roterende bevegelse sensor (kun håndstrammes).
- 3Dette nye apparat er beregnet for montering på den optikk benken. På bunnen av den lineære oversetter bør du merke en gjenget stang med en mutter. Samtidig bør man legge merke til at den optikk Benken har en smal sliss som går gjennom midten av sporet, og at det fra hver ende litt under overflaten av optikk benk denne sliss åpner seg inn i en større kanal akkurat stor nok for mutteren på bunnen av lineær oversetter.
- Justere stillingen av mutteren inntil den kommer inn i den høyeste kanal og den lineære oversetter hviler på den hevede overflaten av optikk benken.
- Skyv den lineære oversetter ned sporet til lyssensoren er ca 1 meter fra multi-slit apparat. Dette kan kreve bevege den multi-sliss apparat nærmere diodelaser.
- 4Koble alle sensorer til Pasco grensesnittet.
- 5Gjør din endelige justeringer:
- Velg en av de doble spaltene fra multi-slit apparat, på dette punktet spiller det ingen rolle hvilken, ved å spinne multi-slit hjulet til riktig slit er stort sett i tråd med diode laser. Du vil være i stand til å føle en liten dukker som hver slit gruppering når denne posisjonen.
- Snu dioden laser på ved å koble strømforsyningen og flippe bryteren på baksiden av diode laser. Legg merke til at ved siden av av / på-bryteren er det to knotter. En vil justere diodelaser i vertikal retning og den andre i horisontal retning.
- I den andre enden av den optikk benk justere blender-innstillingen av lyssensoren festet til spalte # 3 er valgt.
- Med laseren på, justere både de horisontale og vertikale knottene til du har opprettet en interferens og diffraksjon mønster (ser ut som en linje av lys) som skinner gjennom den smale sprekken av lyssensoren apparat som du bare justeres, forsikrer at at mønsteret er også vinkelrett slit nr. 3.
- Sette opp datamaskinen din, inkludert en graf på Data Studio plotting intensitet vs avstand.
- 6Utfør eksperimentet:
- Velg et sett av hensiktsmessige doble slisser fra den multi-spalte apparat og spinne dem i stilling. En ting å huske på når du velger er at jo mindre slit størrelse jo vanskeligere vil det være å oppdage maksimumsgrenser for høyere moh verdier.
- Slå av lysene og justere skjermen for å redusere lyset i omgivelsene.
- Slå på diode laser.
- Beveg rotasjonsanordningen sensoren til en side av den lineære oversetteren.
- Klikk "Start" på Data Studio for å begynne å samle inn data.
- Jevnt og langsomt bevege rotasjonsanordningen sensoren til den andre siden av den lineære oversetteren.
- Klikk Stopp for å avslutte datainnsamlingen.
- Pass på å samle inn følgende data for en mer dyptgående analyse og lagre / skrive ut grafen.
- Slit Avstand = d (Verdier kan bli funnet på multi-slit apparat)
- Slit Size = a (Verdier kan bli funnet på multi-slit apparat)
- Avstand fra multi-slit apparat til lyssensoren = l
- Avstander fra sentrale maksimalt til andre maksimumsgrenser (se graf) = x
- Bølgelengde = λ
Tips
- Gjøre rommet så mørkt som mulig. Dette kan ikke understrekes nok, og inkluderer også dataskjermen.
- Flytt roterende bevegelse sensor på en langsom og konstant hastighet.
- Ikke tillater bevegelse i vertikal retning. Dette kan bety å skyve enten bak eller foran på roterende bevegelse sensor ned under gjennomløping.
- Mindre blenderåpninger vil øke både nøyaktighet og presisjon. Men dette vil også gjøre eksperimentet mindre tilgivende på grunn av noen plutselige støt under gjennomløping.
- Begynn med større dobbel slit innstillinger og jobb deg nedover.
Advarsler
- Ikke se direkte inn i diode laser. Det fører til varig skade.
Ting du trenger
- Optikk benk
- diode laser & strømkabel
- lyssensor
- lyssensor blenderåpning montering apparat med tilkobling stang
- lineær oversetter
- multi-slit apparater og apparater mount
- Data Studios
- roterende bevegelse sensor