ድርብ ስፕሊት ጣልቃገብነት - ችግሮች እና መፍትሄዎች
1. ቢጫ ብርሃን በሁለት ክፍተቶች ውስጥ ያልፋል እና በማያ ገጹ ላይ የጣልቃ ገብነት ንድፍ ይታያል።
(1) ቢጫው መብራት ሰማያዊ ከተተካ ደማቅ ጠርዞቹ ስፋት ይጨምራሉ
(2) በክፍተቶቹ መካከል ያለው ርቀት ከተቀነሰ ብሩህ ጠርዞቹ ስፋት ይጨምራሉ
(3) የብርሃን ጥንካሬ ከማዕከላዊው ጠርዝ ርቆ ከሆነ ይቀንሳል
(4) የብርሃን ጥንካሬ ከማዕከላዊው ጠርዝ ርቆ ከሆነ ቋሚ ነው
ትክክለኛው መግለጫ የትኛው ነው?
መፍትሔ
በስንጥቆቹ መካከል ያለው ርቀት በስንጥቁ እና በማያ ገጹ መካከል ካለው ርቀት ያነሰ ስለሆነ ያ አንግል በጣም ትንሽ ይሆናል። ከዚያም
የሁለት-ስንጥቅ ጣልቃገብነት እኩልታ (ገንቢ ጣልቃገብነት )
d = በስንጥቆች መካከል ያለው ርቀት ፣ y = በደማቅ መስመር እና በማዕከላዊው ጠርዝ መካከል ያለው ርቀት ፣ l = በማያ ገጹ እና በስንጥቡ መካከል ያለው ርቀት ፣ n = ቅደም ተከተል r ፣ λ = የሞገድ ርዝመት
(1) ቢጫው መብራት ሰማያዊ ከተተካ ደማቅ ጠርዞቹ ስፋት ይጨምራሉ
ከላይ በተጠቀሰው እኩልታ ላይ በመመስረት፣ የብሩህ መስመሮች (n) ቁጥር ከሞገድ ርዝመት (λ) ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ ነው። የሞገድ ርዝመት ቢቀንስ የብሩህ መስመሮች (n) ቁጥር ይጨምራል። ቢጫ ብርሃን ከሰማያዊ ብርሃን የበለጠ የሞገድ ርዝመት (አነስተኛ ድግግሞሽ) አለው። ቢጫው ብርሃን ወደ ሰማያዊ ከተቀየረ የሞገድ ርዝመት ይቀንሳል፣ ስለዚህ የብሩህ መስመሮች (n) ብዛት ይጨምራል።
ይህ መግለጫ ትክክል ነው።
(2) በክፍተቶቹ መካከል ያለው ርቀት ከተቀነሰ ደማቅ ጠርዞቹ ስፋት ይጨምራሉ
ከላይ በተጠቀሰው ቀመር መሠረት፣ በስንጥቆች (መ) መካከል ያለው ርቀት ከደማቅ መስመሮች ብዛት (n) ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው። በስንጥቦቹ መካከል ያለው ርቀት ከተቀነሰ፣ የደማቅ መስመሮች (n) ቁጥር ይቀንሳል።
ይህ መግለጫ የተሳሳተ ነው።
(3) የብርሃን ጥንካሬ ከማዕከላዊው ጠርዝ ርቆ ከሆነ ይቀንሳል
ጥንካሬ ከብርሃን ደረጃ ጋር ይዛመዳል። ርቀቱ ከፍ ካለ ጥንካሬው ያነሰ ከሆነ (የብርሃን ዲመር) ከርቀቱ ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ ነው።
ይህ መግለጫ ትክክል ነው።
(4) የብርሃን ጥንካሬ ከማዕከላዊው ጠርዝ ርቆ ከሆነ ቋሚ ነው
ይህ መግለጫ የተሳሳተ ነው።
2. አንድ መብራት በሁለት ስስሎች ላይ በ2 ሚሜ ርቀት ላይ ይወድቃል እና ከአራተኛው ደረጃ ብሩህ መስመር 1 ሜትር ርቀት ላይ ከስዕሉ መሃል 1 ሚሜ ርቀት ላይ ባለው ስክሪን ላይ ይፈጥራል። ጥቅም ላይ የዋለው ብርሃን የሞገድ ርዝመት ስንት ነው?
የሚታወቅ፦
በክፍተቶች መካከል ያለው ርቀት (መ) = 2 ሚሜ = 2 x 10 -3 ሜትር
ትዕዛዝ r (n) = 4
በማያ ገጹ እና በስንጥቁ መካከል ያለው ርቀት (ሊ) = 1 ሜትር
በአራተኛው-ደረጃ ደማቅ መስመር እና በንድፉ መሃል መካከል ያለው ርቀት (y) = 1 ሚሜ = 1 x 10 -3 ሜትር = 10 -3 ሜትር
የሚፈለግ ፡ የሞገድ ርዝመት ( λ)
መፍትሔው
የሁለትዮሽ ክፍተት ጣልቃገብነት እኩልታ፡
d sin θ = n λ
የብርሃን የሞገድ ርዝመት ( λ):
3. ሁለት የ3-ሚሜ ክፍተቶች፣ ከማያ ገጹ 1 ሜትር ርቀት ላይ። ከስርዓተ ጥለት መሃል 1-ሚሜ ስድስተኛ ደረጃ ያለው ደማቅ መስመር ከተሰራ፣ ጥቅም ላይ የዋለው ብርሃን የሞገድ ርዝመት ስንት ነው?
የሚታወቅ፦
በክፍተቶች መካከል ያለው ርቀት (መ) = 3 ሚሜ = 3 x 10 -3 ሜትር
ትዕዛዝ r (n) = 6
በማያ ገጹ እና በስንጥቁ መካከል ያለው ርቀት (ሊ) = 1 ሜትር
በስድስተኛው ቅደም ተከተል ደማቅ መስመር እና በንድፉ መሃል መካከል ያለው ርቀት (y) = 1 ሚሜ = 1 x 10 -3 ሜትር = 10 -3 ሜትር
የሚፈለግ ፡ የብርሃን የሞገድ ርዝመት ( λ)
መፍትሔው
የብርሃን የሞገድ ርዝመት ( λ)
1. ጥያቄ፡- በድርብ መሰንጠቅ ጣልቃ ገብነት ጀርባ ያለው መሠረታዊ መርህ ምንድን ነው?
መልስ ፡ ድርብ-ስንጥቅ ጣልቃ ገብነት የሚፈጠረው ከሁለት እርስ በርስ በተቀራረቡ ክፍተቶች የሚመነጩ ሞገዶችን በመቆጣጠር ሲሆን ይህም ገንቢ እና አጥፊ ጣልቃገብነቶች ወደሚኖሩባቸው ክልሎች ይመራል።
2. ጥያቄ፡- በማያ ገጹ ላይ ደማቅ እና ጥቁር ጠርዞች እንዴት ይፈጠራሉ?
መልስ፡- ደማቅ ጠርዞች (ማክሲማ) የሚመነጩት የሞገድ ክሬሞች ሲደራረቡ ገንቢ ጣልቃገብነት ሲሆን፣ ጥቁር ጠርዞች (ሚኒማ) ደግሞ ከአጥፊ ጣልቃገብነት የሚመነጩት ከአንድ ስንጥቅ የሚወጣ ክር ከሌላኛው ጉድጓድ ጋር ሲደራረብ ነው።
3. ጥያቄ፡- ሞኖክሮማቲክ ብርሃን በድርብ ስሊት ሙከራ ውስጥ በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውለው ለምንድነው?
መልስ ፡ ሞኖክሮማቲክ ብርሃን ወጥ የሆነ የሞገድ ርዝመት እንዲኖረው ያረጋግጣል፣ ይህም ግልጽ እና የተረጋጋ የጣልቃ ገብነት ንድፍ ይፈጥራል።
4. ጥያቄ ፡ የብርሃን የሞገድ ርዝመት መቀየር የጣልቃ ገብነት ንድፍን እንዴት ይነካዋል?
መልስ ፡ የሞገድ ርዝመቱን መጨመር የጠርዙን ክፍተት ይጨምራል፣ የሞገድ ርዝመቱን መቀነስ ደግሞ ይቀንሳል።
5. ጥያቄ፡- በሁለቱ ክፍተቶች መካከል ያለው ክፍተት የጣልቃ ገብነት ንድፍን እንዴት ይነካዋል?
መልስ ፡ በስንጥቆቹ መካከል ያለው ክፍተት በጨመረ ቁጥር የመስተጓጎሉ ጠርዞች በማያ ገጹ ላይ ይቀራረባሉ።
6. ጥያቄ፡- እንደ ኤሌክትሮኖች ባሉ ቅንጣቶች ላይ ድርብ-ስንጥቅ ጣልቃ ገብነት ሊታይ ይችላል?
መልስ ፡ አዎ፣ እንደ ኤሌክትሮኖች ያሉ ቅንጣቶች የሞገድ-ቅንጣት ድርብነት ያሳያሉ፣ በድርብ ክፍተቶች ሲያልፍ ከብርሃን ጋር ተመሳሳይ የሆኑ የጣልቃ ገብነት ቅጦችን ያሳያሉ።
7. ጥያቄ፡- ወደ ደማቅ ጠርዝ በሚደርሱ ሞገዶች መካከል ያለው የመንገዱ ልዩነት ምንድን ነው?
መልስ ፡ በደማቅ ጠርዝ ላይ ያለው የመንገድ ልዩነት እንደ 0፣ λ፣ 2λ፣ ወዘተ ያሉ የሞገድ ርዝመት ዋና ብዜት ነው።
8. ጥያቄ፡- በድርብ ስሊቶች እና በማያ ገጹ መካከል ያለው ርቀት የጣልቃ ገብነት ንድፍን እንዴት ይነካዋል?
መልስ ፡ በስንጥቆቹ እና በማያ ገጹ መካከል ያለው ርቀት እየጨመረ ሲሄድ፣ በጠርዙ መካከል ያለው ልዩነት እየጨመረ ይሄዳል።
9. ጥያቄ፡- ማዕከላዊው ከፍተኛ መጠን በጣልቃ ገብነት ንድፍ ውስጥ ምንን ይወክላል?
መልስ ፡ ማዕከላዊው ከፍተኛ ነጥብ በቀጥታ ከድርብ ስሊቶች ተቃራኒው በጣም ብሩህ ቦታ ሲሆን ከሁለቱም ስሊቶች የሚመጡ ሞገዶች ወደ ማያ ገጹ ተመሳሳይ ርቀት የሚጓዙበት ሲሆን ይህም ገንቢ ጣልቃገብነትን ያስከትላል።
10. ጥያቄ፡- የጣልቃ ገብነት ንድፍ በራቁ አይን ሊታይ ይችላል?
መልስ ፡ በተለምዶ፣ የጣልቃ ገብነት ጠርዞቹ በባዶ ዓይን ለመፍታት በጣም ቅርብ ስለሆኑ የመመልከቻ ስክሪን ወይም መመርመሪያ ጥቅም ላይ ይውላል።
12. ጥያቄ ፡ የብርሃን ምንጭ በነጭ የብርሃን ምንጭ ሲተካ የጣልቃ ገብነት ንድፍ ምን ይሆናል?
መልስ ፡ ነጭ ብርሃን የተለያየ የሞገድ ርዝመት በትንሹ በተለያዩ ቦታዎች ላይ ጣልቃ ስለሚገባ በቀለማት ያሸበረቁ ጠርዞች የተከበበ ማዕከላዊ ነጭ ጠርዝ ይፈጥራል።
13. ጥያቄ፡- ወጥነት ከድርብ መሰንጠቅ ጣልቃ ገብነት ጋር እንዴት ይዛመዳል?
መልስ ፡ ግልጽ የሆነ የጣልቃ ገብነት ንድፍ ለማግኘት፣ ከሁለቱ ክፍተቶች የሚመነጩት የብርሃን ምንጮች ወጥነት ያላቸው መሆን አለባቸው፣ ይህም ማለት የማያቋርጥ የደረጃ ግንኙነትን ይጠብቃሉ ማለት ነው።
14. ጥያቄ፡- የአንድ ፎቶን ሙከራዎች ድርብ-ስንጥቅ ጣልቃ ገብነትን በመረዳት ረገድ ለምን ጠቃሚ ናቸው?
መልስ፡- ነጠላ-ፎቶን ሙከራዎች እንደሚያሳዩት እያንዳንዱ ፎቶኖች በራሳቸው ላይ ጣልቃ ሊገቡ ይችላሉ፣ ይህም የሞገድ-ቅንጣት ድርብነት ጽንሰ-ሀሳብን የበለጠ ይደግፋል።
15. ጥያቄ ፡ የእያንዳንዱ ስፌት ስፋት የጣልቃ ገብነት ንድፍን እንዴት ይነካዋል?
መልስ ፡ ሰፋ ያለ ክፍተት ሰፋ ያለ የዲፍራክሽን ቅጦችን ያስከትላል፣ ይህም እርስ በርስ የሚደራረብ እና የጣልቃ ገብነትን ንድፍ ታይነት እና ጥርት ያለነት የሚቀይር ነው።
16. ጥያቄ፡- የሱፐርፖዚሽን መርህ በጣልቃ ገብነት ውስጥ ምን ሚና ይጫወታል?
መልስ ፡ የሱፐርፖዚሽን መርህ እንደሚገልጸው የተደራረቡ ሞገዶች አጠቃላይ መፈናቀል የግለሰባዊ መፈናቀላቸው ድምር ነው። ይህም በድርብ ስፕሊት ሙከራዎች ውስጥ ገንቢ እና አጥፊ ጣልቃ ገብነትን ያስከትላል።
17. ጥያቄ፡- ከብርሃን በተጨማሪ ከሌሎች ሞገዶች ጋር ድርብ-ስንጥቅ ጣልቃ ገብነት ሊከሰት ይችላል?
መልስ ፡ አዎ፣ ጣልቃ ገብነት መሰረታዊ የሞገድ ክስተት ሲሆን በድምፅ ሞገዶች፣ በውሃ ሞገዶች እና እንደ ኤሌክትሮኖች ባሉ ቁስ ሞገዶች እንኳን ሊታይ ይችላል።
18. ጥያቄ፡- አንደኛው ስንጥቅ ሲሸፈን የጣልቃ ገብነት ንድፍ ምን ይሆናል?
መልስ ፡ አንድ ቀዳዳ መሸፈን የጣልቃ ገብነት ንድፉን ያስወግዳል፣ እና ከአንድ ክፍት ቀዳዳ የሚወጣ የዲፍራክሽን ንድፍ ብቻ ይታያል።
19. ጥያቄ፡- ድርብ-ስንጥቅ ሙከራ ከሞገድ-ቅንጣት ድርብነት ጽንሰ-ሀሳብ ጋር እንዴት ይዛመዳል?
መልስ፡- ድርብ-ስንጥቅ ሙከራው እንደሚያሳየው እንደ ኤሌክትሮኖች ያሉ ቅንጣቶች ሞገድን የመሰለ ባህሪ (ጣልቃ ገብነት) እና ቅንጣትን የመሰለ ባህሪ (እንደ ግለሰባዊ ቅንጣቶች ሊታወቅ የሚችል) ሊያሳዩ ይችላሉ፣ ይህም የሞገድ-ቅንጣትን ሁለትነት ያጎላል።
20. ጥያቄ፡- ቅንጣቶች በየትኛው ክፍተት ውስጥ ሲያልፉ ጣልቃ ገብነቱ ምን ይሆናል?
መልስ ፡ የምልከታ ተግባር የሞገድ ተግባሩን ያደናቅፋል፣ እና የጣልቃ ገብነት ንድፍ ይጠፋል፣ ይህም ተመልካቹ የተመለከተውን ነገር የሚነካውን የኳንተም ሜካኒክስ መርህ ያሳያል።
የሁለት-ስሊት ጣልቃ ገብነትን መረዳት በክላሲካል ሞገድ ኦፕቲክስ እና በኳንተም ሜካኒክስ ውስጥ መሰረታዊ ነገር ሲሆን የብርሃን እና የቁስ ውስብስብ ተፈጥሮን ያሳያል።
