Eksperyans doub fant Young lan - pwoblèm ak solisyon
1. d se distans ki genyen ant 2 fant, L se distans ki genyen ant fant lan ak ekran an, P2 se distans ki genyen ant franj dezyèm lòd la ak sant ekran an. Detèmine longèdonn limyè a (1 Å = 10 -10 m).
Li te ye:
Distans ant de fant (d) = 1 mm = 1 x 10 -3 m
Distans ant fant lan ak ekran an (L) = 1 m
Distans ant franj dezyèm lòd la ak franj santral la (P2 ) = 1 mm = 1 x 10-3 m
Lòd (n) = 2
Yo bezwen: longèdonn limyè a (λ)
Solisyon:
Ekwasyon entèferans doub fant ( entèferans konstriktif ) :
d sin θ = n λ
sin θ ≈ tan θ = P 2 / L = (1 x 10 -3 ) / 1 = 1 x 10 -3 m
Longèdonn limyè a:
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 10⁻⁷ m
λ = 5000 x 10 -10 m
λ = 5000 Å
2. Figi ki anba a montre rezilta yon entèferans doub fant. Detèmine longèdonn limyè a (1 m = 10 10 Å)
Li te ye:
Distans ant de fant (d) = 0.8 mm = 8 x 10-4 m
Distans ant fant lan ak ekran an (L) = 1 m
Distans ant franj katriyèm lòd la ak franj santral la (P) = 3 mm = 3 x 10 -3 m
Lòd (n) = 4
Rechèch: Longèdonn limyè a (λ)
Solisyon:
Ekwasyon entèferans doub fant ( entèferans konstriktif ) :
d sin θ = n λ
sin θ ≈ tan θ = P / L = (3 x 10 -3 ) / 1 = 3 x 10 -3 me
Longèdonn limyè a:
λ = d sin θ / n
λ = (8 x 10 -4 )(3 x 10 -3 ) / 4 = (24 x 10 -7 ) / 4
λ = 6 x 10 -7 m = 6000 x 10 -10 m
λ = 6000 Å
3. Baze sou figi ki anba a, pwen A ak B se de premye franj entèferans klere yo epi longèdonn limyè a se 6000 Å (1 Å = 10 -10 m). Detèmine distans ki genyen ant de fant yo.
Li te ye:
Distans ant fant lan ak ekran an (L) = 1 m
Longèdonn limyè a (λ) = 6000 Å = 6000 x 10 -10 m = 6 x 10 -7 m
Distans ant franj premye lòd la ak franj santral la (P) = 0.2 mm = 0.2 x 10 -3 m = 2 x 10 -4 m
Lòd (n) = 1
Distans ki nesesè ant de fant (d)
Solisyon:
Ekwasyon entèferans konstriktif la:
d = n λ / sin θ
sin θ ≈ tan θ = P / L = (2 x 10 -4 ) / 1 = 2 x 10 -4 m
Distans ant de fant:
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 pwoblèm ki gen rapò ak eksperyans doub fant Young lan ansanm ak solisyon yo:
1. Pwoblèm: Nan yon eksperyans doub fant, modèl entèferans lan disparèt lè yo kouvri youn nan fant yo. Poukisa?
Solisyon: Lè yon fant kouvri, limyè a ka sèlman pase nan yon sèl fant, sa vle di pa gen okenn entèferans ki soti nan de sous. Se poutèt sa nou wè yon modèl difraksyon yon sèl fant olye de modèl entèferans doub fant lan.
2. Pwoblèm: Modèl entèferans lan chanje lè yo mete yon plak an vè devan youn nan fant yo. Poukisa?
Solisyon: Plak an vè a entwodui yon chanjman faz nan vag limyè k ap pase ladan l. Chanjman faz sa a lakòz yon diferans nan chemen relatif ant vag limyè k ap soti nan de fant yo, kidonk li deplase modèl entèferans lan.
3. Pwoblèm: Distans ki genyen ant franj entèferans yo diminye lè longèdonn limyè ki itilize a ogmante. Eksplike.
Solisyon: Espasman franj Δ� la bay pa Δ�= kote se longèdonn lan, se distans ki genyen ant fant yo ak ekran an, epi se distans ki genyen ant fant yo. Lè ogmante, Δ� ogmante tou.
4. Pwoblèm: Lè limyè wouj monokromatik ranplase pa limyè ble monokromatik, espasman franj lan diminye. Poukisa?
Solisyon: Limyè ble a gen yon longèdonn ki pi kout pase limyè wouj la. Kòm espasman franj Δ� dirèkteman pwopòsyonèl ak (longèdonn), yon ki pi kout ap lakòz yon Δ� pi piti.
5. Pwoblèm: Modèl entèferans lan pa obsève lè distans ki genyen ant de fant yo twò gwo. Poukisa?
Solisyon: Pou modèl entèferans obsèvab, diferans chemen an dwe nan lòd longèdonn limyè a. Si fant yo twò lwen youn ak lòt, ang kote entèferans konstriktif oswa destriktif la rive a twò piti pou diferansye ant franj yo.
6. Pwoblèm: Modèl entèferans lan disparèt lè sous limyè a twò laj oswa li pa koeran. Poukisa?
Solisyon: Pou entèferans rive, ond limyè yo dwe koeran, sa vle di yo dwe kenbe yon relasyon faz ki konsistan. Sous laj oswa enkoeran pwodui ond limyè ak relasyon faz o aza, sa ki elimine modèl entèferans klè a.
7. Pwoblèm: Modèl entèferans lan chanje lè aparèy la plonje nan dlo. Eksplike.
Solisyon: Plonje aparèy la nan dlo chanje vitès limyè a. Longèdonn limyè nan dlo redwi konpare ak lè a. Kòm espasman franj Δ dirèkteman pwopòsyonèl ak , modèl entèferans lan deplase.
8. Pwoblèm: Yon elèv obsève yon modèl entèferans ki twoub. Ki sa ki ta ka rezon an?
Solisyon: Flou a ka akòz plizyè rezon: fant yo ka pa vrèman paralèl, ekran an ka pa parfe pèpandikilè ak chemen limyè a, oswa sous limyè a ka pa parfe monokromatik oswa koeran.
9. Pwoblèm: Franj yo pa espace egalman. Poukisa?
Solisyon: Sa a ta ka akòz inegalite nan lajè fant yo oswa yon espas ki pa lineyè ant fant yo. Enpèfeksyon nan konfigirasyon eksperimantal la ka mennen nan franj inegal.
10. Pwoblèm: Yo pa obsève modèl entèferans lan ditou lè yo itilize limyè blan, men yo wè yon franj klere nan mitan an. Eksplike.
Solisyon: Limyè blan an konpoze de plizyè koulè (longèdonn) limyè. Chak koulè pral entèfere nan diferan pozisyon akòz diferan longèdonn yo. Sipèpoze modèl sa yo pral efase modèl entèferans distenk la, kite sèlman yon franj blan santral kote tout koulè yo entèfere konstriktifman.
Nòt: Pwoblèm ak solisyon ki anwo yo prezante nan yon fason senplifye pou pi fasil konpreyansyon. Nan eksperyans reyèl, lòt faktè ka jwe yon wòl nan obsèvasyon yo.
