Bestudeer die voorbeeldprobleme van interferensie en diffraksie van lig – enkelspleet , en werk dan aan die probleme van interferensie en diffraksie van lig.
1. Lig met 'n golflengte van 700 nm gaan deur 'n spleet met 'n breedte van 0,2 mm. Die diffraksiepatroon op die skerm is op 'n afstand van 50 cm vanaf die spleet. Bepaal die afstand tussen die tweede donker lyn en die hoofliglyn.
Bespreking
Gevra: y?
Antwoord:
Die breedte van die spleet is baie klein in vergelyking met die afstand tussen die spleet en die skerm (in die figuur is die breedte van die spleet vergroot), dus is die hoek baie klein. Die hoek is so klein dat die waarde van sin theta naby die waarde van tangens theta is.
Die afstand tussen die hoof helder lyn en die tweede donker lyn is 3,5 millimeter.
2. 'n Enkele spleet met 'n breedte van 0,1 mm word deur monochromatiese lig verlig en op 'n skerm 4 meter van die spleet af kan verskeie lyne, helder en donker, as gevolg van diffraksie waargeneem word. As die afstand tussen die tweede donker lyn en die hoof helder lyn 16 mm is, bepaal die golflengte van die lig!
Bespreking
Dit is bekend dat:
d = 0,1 mm = 0,0001 m = 1 x 10-4 m
l = 4 m
n = 2
y = 16 mm = 16 x 10-3 m
Gevra: wat is die golflengte van lig?
Antwoord:
Golflengte van lig = 200 nanometer
3. Kyk na die prentjie hieronder!
Enkele gaping 'n 0,2 mm wye S word verlig deur 'n parallelle ligstraal met λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m). Die resulterende diffraksiepatroon word op 'n skerm 60 cm van die spleet vasgelê. Die afstand tussen die tweede donker lyn en die sentrale helder lyn is…
A. 3,0 mm
B. 3,6 mm
C. 4,8 mm
D. 5,8 mm
E. 6,0 mm
Bespreking
Is bekend :
λ = 500 nm = 500 x 10-9 m = 5 x 10-7 m
d = 0,2 mm = 0,2 x 10-3 m = 2 x 10-4 m
l = 60 cm = 0,6 m
n = 2
Gevra : j ?
Jawab :
Die breedte van die spleet is baie klein in vergelyking met die afstand tussen die spleet en die skerm, dus is die hoek baie klein (die breedte van die spleet in die beeld hierbo is vergroot). Die hoek is baie klein, dus die waarde van sin tiet naderende raaklyn tiet.
sin θ ≈ tan θ = y / l = y / 0,6
Enkelspleet diffraksie formule (minimum):
d sin θ = n λ
(2 x 10-4)(y/0,6) = (2)(5 x 10-7)
(2 x 10-4) y = (0,6)(10 x 10-7)
(2 x 10-4) y = 6 x 10-7
y = (6 x 10-7) / (2 x 10-4)
y = 3 x 10-3
y = 0,003 meter
y = 3 millimeter
Die korrekte antwoord is A.
4. 'n Straal monochromatiese lig met 'n golflengte van 5000 Å (1 Å = 10−10 m ) wat deur 'n enkele spleet beweeg, produseer 'n eerste-orde helder diffraksiepatroon soos in die figuur getoon. Die breedte van die spleet is…
A. 0,001 mm
B. 0,004 mm
C. 0,012 mm
D. 0,017 mm
E. 0,019 mm
Bespreking
Is bekend :
λ = 5000 Å = 5000 x 10-10 m = 5 x 10-7 m
sonde 30o = 0,5
n = 1
Gevra : gapingwydte (d) ?
Jawab :
d sin θ = n λ
d (0,5) = (1)(5 x 10-7)
d = (5 x 10-7) / (0,5)
d = 10 x 10-7 m
d = 1 x 10-6 m
d = 1 x 10-3 mm
d = 0,001 mm
Die korrekte antwoord is A.
Interferensie en diffraksie van lig – enkelspleet
1. 'n Spleet met 'n breedte van 0,5 mm word verlig deur lig met 'n golflengte van 650 nm. Die diffraksiepatroon op die skerm is op 'n afstand van 50 cm vanaf die spleet. Bepaal die afstand tussen die tweede donker lyn en die hoofliglyn.
2. 'n Enkele spleet met 'n breedte van 0,4 mm word deur monochromatiese lig verlig en op 'n skerm 2 meter vanaf die diffraksierooster kan 'n helder en donker diffraksiepatroon waargeneem word. As die afstand tussen die derde donker lyn en die hoof helder lyn 20 mm is, bepaal die golflengte van die lig!
