Turgnamh scoilte dúbailte Young – fadhbanna agus réitigh
1. Is é d an fad idir 2 scoilt, is é L an fad idir an scoilt agus an scáileán féachana, is é P2 an fad idir an imeall den dara hord agus lár an scáileáin. Faigh tonnfhad an tsolais (1 Å = 10 -10 m).
Ar a dtugtar:
Fad idir dhá scoilt (d) = 1 mm = 1 x 10-3 m
Fad idir an scoilt agus an scáileán féachana (L) = 1 m
Fad idir an imeall den dara hord agus an imeall lárnach (P2 ) = 1 mm = 1 x 10-3 m
Ordú (n) = 2
Ag teastáil: tonnfhad an tsolais (λ)
Réiteach:
Cothromóid na trasnaíochta scoilte dúbailte ( trasnaíocht thógálach ) :
d sin θ = n λ
sin θ ≈ tan θ = P 2 / L = ( 1 x 10 -3 ) / 1 = 1 x 10 -3 m
Tonnfhad an tsolais:
λ = d sin θ / n
λ = (1 x 10-3 ) (1 x 10-3 ) / 2 = (1 x 10-6 ) / 2
λ = 0.5 x 10⁻⁶ m = 5 x 10⁻⁶ m
λ = 5000 x 10⁻⁻⁸ m
λ = 5000 Å
2. Taispeánann an figiúr thíos toradh trasnaíochta scoilte dúbailte. Faigh tonnfhad an tsolais (1 m = 10 10 Å)
Ar a dtugtar:
Fad idir dhá scoilt (d) = 0.8 mm = 8 x 10-4 m
Fad idir an scoilt agus an scáileán féachana (L) = 1 m
Fad idir an imeall den cheathrú ord agus an imeall lárnach (P) = 3 mm = 3 x 10-3 m
Ordú (n) = 4
Ag Teastáil: Tonnfhad an tsolais (λ)
Réiteach:
Cothromóid na trasnaíochta scoilte dúbailte ( trasnaíocht thógálach ) :
d sin θ = n λ
sin θ ≈ tan θ = P / L = ( 3 x 10 -3 ) / 1 = 3 x 10 -3 mé
Tonnfhad an tsolais:
λ = d sin θ / n
λ = (8 x 10-4 ) (3 x 10-3 ) / 4 = (24 x 10-7 ) / 4
λ = 6 x 10⁻⁶⁶ m = 6000 x 10⁻⁶⁶⁶ m
λ = 6000 Å
3. Bunaithe ar an bhfíor thíos, is iad pointí A agus B an chéad dá fhrains trasnaíochta geala agus is é tonnfhad an tsolais 6000 Å (1 Å = 10 -10 m). Faigh amach an fad idir dhá scoilt.
Ar a dtugtar:
Fad idir an scoilt agus an scáileán féachana (L) = 1 m
Tonnfhad an tsolais (λ) = 6000 Å = 6000 x 10⁻⁴ -10 m = 6 x 10⁻⁴ -7 m
Fad idir an imeall den chéad ord agus an imeall lárnach (P) = 0.2 mm = 0.2 x 10⁻³ m = 2 x 10⁻³ m
Ordú (n) = 1
Ag Teastáil: Fad idir dhá scoilt (d)
Réiteach:
Cothromóid na trasnaíochta tógálaí:
d = n λ / sin θ
sin θ ≈ tan θ = P / L = ( 2 x 10 -4 ) / 1 = 2 x 10 -4 m
Fad idir dhá scoilt:
d = n λ / sin θ = (1)(6 x 10 -7 ) / (2 x 10 -4 )
d = (6 x 10-7 ) / (2 x 10-4 ) = (3 x 10-3 )
d = 0.003 m
d = 3 mm
10 bhfadhb a bhaineann le turgnamh scoilte dúbailte Young mar aon lena réitigh:
1. Fadhb: I dturgnamh scoilte dúbailte, imíonn an patrún trasnaíochta nuair a chlúdaítear ceann de na scoilteanna. Cén fáth?
Réiteach: Nuair a bhíonn scoilt amháin clúdaithe, ní féidir leis an solas dul ach trí scoilt amháin, rud a chiallaíonn nach bhfuil aon chur isteach ó dhá fhoinse. Sin é an fáth a bhfeicimid patrún difreactaithe scoilte aonair seachas an patrún cur isteach scoilte dúbailte.
2. Fadhb: Athraíonn an patrún trasnaíochta nuair a chuirtear pláta gloine os comhair ceann de na scoilteanna. Cén fáth?
Réiteach: Tugann an pláta gloine athrú céime isteach sa tonn solais atá ag dul tríd. Is cúis leis an athrú céime seo difríocht choibhneasta sa chonair idir na tonnta solais a thagann ó na dhá scoilt, rud a athraíonn an patrún trasnaíochta.
3. Fadhb: Laghdaíonn an fad idir na himill trasnaíochta de réir mar a mhéadaítear tonnfhad an tsolais a úsáidtear. Mínigh.
Réiteach: an spásáil imeallach Δ� mar Δ�= áit a don tonnfhad, don achar ó na scoilteanna go dtí an scáileán, agus don achar idir na scoilteanna. De réir mar mhéadaíonn , méadaíonn Δ� freisin
4. Fadhb: Nuair a chuirtear solas gorm monacrómatach in ionad solas dearg monacrómatach, laghdaíonn an spásáil imeallach. Cén fáth?
Réiteach: Tá tonnfhad níos giorra ag solas gorm ná solas dearg. Ós rud é go bhfuil an spásáil imeallach go le (tonnfhad), beidh Δ� níos lú mar thoradh ar níos giorra.
5. Fadhb: Ní fheictear an patrún trasnaíochta nuair a bhíonn an fad idir an dá scoilt ró-mhór. Cén fáth?
Réiteach: I gcás patrúin trasnaíochta inbhraite, ní mór don difríocht sa chonair a bheith ar ord tonnfhad an tsolais. Má tá na scoilteanna rófhada óna chéile, bíonn an uillinn ag a dtarlaíonn trasnaíocht thógálach nó millteach róbheag chun idirdhealú a dhéanamh idir imill.
6. Fadhb: Imíonn an patrún trasnaíochta nuair a bhíonn an fhoinse solais ró-leathan nó neamhleanúnach. Cén fáth?
Réiteach: Chun go dtarlóidh cur isteach, ní mór do na tonnta solais a bheith comhtháite, rud a chiallaíonn go gcoinníonn siad caidreamh céime comhsheasmhach. Táirgeann foinsí leathana nó neamhchomhleanúnacha tonnta solais le caidrimh chéime randamacha, rud a chuireann deireadh leis an bpatrún cur isteach soiléir.
7. Fadhb: Athraíonn an patrún trasnaíochta nuair a bhíonn an fearas tumtha in uisce. Mínigh.
Réiteach: Athraíonn tumadh an fhearais in uisce luas an tsolais. Laghdaítear tonnfhad an tsolais in uisce i gcomparáid le huisce. Ós rud é go bhfuil spásáil imeall Δ� comhréireach go díreach le athraíonn an patrún trasnaíochta.
8. Fadhb: Feiceann mac léinn patrún doiléir trasnaíochta. Cad a d'fhéadfadh a bheith ina chúis leis?
Réiteach: Is féidir leis an doiléiriú a bheith mar gheall ar roinnt cúiseanna: b'fhéidir nach bhfuil na scoilteanna comhthreomhar i ndáiríre, b'fhéidir nach bhfuil an scáileán go hiomlán ingearach leis an gcosán solais, nó b'fhéidir nach bhfuil an fhoinse solais go hiomlán monacrómatach nó comhtháite.
9. Fadhb: Níl na himill scartha go cothrom óna chéile. Cén fáth?
Réiteach: D’fhéadfadh sé seo a bheith mar gheall ar neamh-aonfhoirmeachtaí i leithead na scoilteanna nó spásáil neamhlíneach idir na scoilteanna. Is féidir le neamhfhoirfeachtaí sa socrú turgnamhach imill mhíchothroma a bheith mar thoradh air.
10. Fadhb: Ní fheictear an patrún trasnaíochta ar chor ar bith nuair a úsáidtear solas bán, ach feictear imeall geal lárnach. Mínigh.
Réiteach: Tá solas bán comhdhéanta de dathanna (tonnfhaid) iolracha solais. Cuirfidh gach dath isteach ag suíomhanna difriúla mar gheall ar a dtonnfhaid éagsúla. Má fhorluíonn na patrúin seo thar a chéile, ní bheidh ach imeall bán lárnach fágtha ina gcuireann na dathanna go léir isteach go foirgníoch.
Nóta: Cuirtear na fadhbanna agus na réitigh thuas i láthair ar bhealach simplithe chun tuiscint níos éasca a fháil. I dturgnaimh iarbhír, d’fhéadfadh fachtóirí breise ról a bheith acu sna breathnuithe.
