Eksperimen celah ganda Young - masalah lan solusi
1. d iku jarak antarane 2 celah, L iku kadohan antarane celah lan layar tampilan, P2 yaiku jarak antarane pinggiran urutan kapindho lan tengah layar. Nemtokake gelombang cahya (1 Å = 10-10 m).
Dikenal:
Jarak antarane rong celah (d) = 1 mm = 1 x 10-3 m
Jarak antarane celah lan layar tampilan (L) = 1 m
Jarak antarane pinggiran orde kapindho lan pinggiran tengah (P2) = 1 mm = 1 x 10-3 m
Urutan (n) = 2
Dikarepake: dawa gelombang cahya (λ)
Solusi:
Persamaan saka gangguan celah ganda (gangguan konstruktif) :
d sin θ = n λ
sin θ ≈ tan θ = P2 / L = (1 x 10-3) / 1 = 1 x 10-3 m
Dawane gelombang cahya:
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. Gambar ing ngisor iki nuduhake asil interferensi celah ganda. Temtokake dawa gelombang cahya (1 m = 1010 Å)
Dikenal:
Jarak antarane rong celah (d) = 0.8 mm = 8 x 10-4 m
Jarak antarane celah lan layar tampilan (L) = 1 m
Jarak antarane pinggiran urutan kaping papat lan pinggiran tengah (P) = 3 mm = 3 x 10-3 m
Urutan (n) = 4
Dikarepake: Dawane gelombang cahya (λ)
Solusi:
Persamaan interferensi celah ganda (gangguan konstruktif) :
d sin θ = n λ
sin θ ≈ tan θ = P / L = (3 x 10-3) / 1 = 3 x 10-3 me
Dawane gelombang cahya:
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. Adhedhasar gambar ing ngisor iki, titik A lan B minangka rong pinggiran interferensi padhang pisanan lan dawa gelombang cahya yaiku 6000 Å (1 Å = 10-10 m). Nemtokake jarak antarane rong celah.
Dikenal:
Jarak antarane celah lan layar tampilan (L) = 1 m
Dawane gelombang cahya (λ) = 6000 Å = 6000 x 10-10 m = 6 x 10-7 m
Jarak antarane pinggiran orde pertama lan pinggiran tengah (P) = 0.2 mm = 0.2 x 10-3 m = 2 x 10-4 m
Urutan (n) = 1
Dikarepake: Jarak antarane rong celah (d)
Solusi:
Persamaan interferensi konstruktif:
d = n λ / sin θ
sin θ ≈ tan θ = P / L = (2 x 10-4) / 1 = 2 x 10-4 m
Jarak antarane rong celah:
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 masalah sing ana gandhengane karo eksperimen celah ganda Young bebarengan karo solusine:
1. Masalah: Ing eksperimen celah ganda, pola interferensi ilang nalika salah siji celah ditutupi. Kenapa?
Solution: Nalika siji celah ditutupi, cahya mung bisa nembus siji celah, sing tegese ora ana gangguan saka rong sumber. Iki sebabe kita ndeleng pola difraksi celah tunggal tinimbang pola interferensi celah ganda.
2. Masalah: Pola interferensi owah nalika piring kaca diselehake ing ngarep salah sawijining celah. Apa sebabe?
Solution: Pelat kaca kasebut ngenalake owah-owahan fase ing gelombang cahya sing ngliwati. Owah-owahan fase iki nyebabake beda jalur relatif antarane gelombang cahya sing asale saka rong celah, saengga ngowahi pola interferensi.
3. Masalah: Jarak antarane pinggiran interferensi mudhun nalika dawa gelombang cahya sing digunakake mundhak. Jelasna.
Solution: Jarak pinggiran � diwenehi dening ��=�� ngendi yaiku dawa gelombang, yaiku jarak saka celah menyang layar, lan yaiku jarak antarane celah. AS mundhak, � uga mundhak.
4. Masalah: Nalika cahya abang monokromatik diganti karo cahya biru monokromatik, jarak pinggiran mudhun. Kenapa?
Solution: Cahya biru nduwèni dawa gelombang sing luwih cendhek tinimbang cahya abang. Minangka jarak pinggiran Δ� iku proporsional langsung karo (dawa gelombang), sing luwih cendhek bakal ngasilake sing luwih cilik Δ�.
5. Masalah: Pola interferensi ora diamati nalika jarak antarane rong celah kasebut kegedhen. Apa sebabe?
Solution: Kanggo pola interferensi sing bisa diamati, bedane jalur kudu ana ing urutan dawa gelombang cahya. Yen celah kasebut adoh banget, sudut ing ngendi interferensi konstruktif utawa destruktif kedadeyan cilik banget kanggo mbedakake antarane pinggiran.
6. Masalah: Pola interferensi ilang nalika sumber cahya amba banget utawa ora koheren. Apa sebabe?
Solution: Supaya interferensi bisa kedadeyan, gelombang cahya kudu koheren, tegese njaga hubungan fase sing konsisten. Sumber sing amba utawa ora koheren ngasilake gelombang cahya kanthi hubungan fase acak, ngilangi pola interferensi sing jelas.
7. Masalah: Pola interferensi owah nalika piranti kasebut dicelupake ing banyu. Jelasna.
Solution: Nyemplungake piranti ing banyu bakal ngowahi kecepatan cahya. Dawane gelombang cahya ing banyu luwih suda dibandhingake karo udhara. Amarga jarak pinggiran Δ� iku proporsional langsung karo , pola interferensi owah.
8. Masalah: Siswa ngamati pola interferensi sing burem. Apa sebabe?
Solution: Kabure cahya bisa uga amarga sawetara alesan: celah kasebut bisa uga ora sejajar, layar bisa uga ora tegak lurus karo jalur cahya, utawa sumber cahya bisa uga ora monokromatik utawa koheren kanthi sampurna.
9. Masalah: Poni-poniné ora padha jaraké. Kenapa?
Solution: Iki bisa uga amarga ora seragam ing jembar celah utawa jarak non-linier antarane celah. Ketidaksempurnaan ing persiyapan eksperimen bisa nyebabake pinggiran sing ora rata.
10. Masalah: Pola interferensi ora diamati babar pisan nalika cahya putih digunakake, nanging pinggiran padhang ing tengah katon. Jelasna.
Solution: Cahya putih kasusun saka pirang-pirang warna (dawa gelombang) cahya. Saben warna bakal ngganggu ing posisi sing beda-beda amarga dawa gelombang sing beda-beda. Tumpang tindih pola-pola iki bakal ngilangi pola interferensi sing beda, mung ninggalake pinggiran putih tengah ing ngendi kabeh warna ngganggu kanthi konstruktif.
Cathetan: Masalah lan solusi ing ndhuwur diwenehake kanthi cara sing disederhanakake supaya luwih gampang dingerteni. Ing eksperimen nyata, faktor tambahan bisa uga nduweni peran ing pengamatan.
