Кош тешик интерференциясы - көйгөйлөр жана аларды чечүү жолдору
1. Сары жарык эки тешиктен өтөт жана экранда интерференциялык үлгү байкалат.
(1) Эгерде сары жарык көк түскө алмаштырылса, ачык түстөгү тилкелердин туурасы чоңоёт
(2) Эгерде тешиктердин ортосундагы аралык минималдаштырылса , жаркыраган тилкелердин туурасы көбөйөт
(3) Жарыктын интенсивдүүлүгү борбордук четинен алыс болсо, ал азаят
(4) Жарыктын интенсивдүүлүгү борбордук четинен алыс болсо, туруктуу болот
Кайсынысы туура билдирүү?
чечим
Тешиктердин ортосундагы аралык тешиги менен экрандын ортосундагы аралыктан кичине болгондуктан, ал бурч өтө кичинекей. Андан кийин,
Кош тешиктүү интерференциянын теңдемеси (конструктивдүү интерференция )
d = тешиктердин ортосундагы аралык , y = жарык сызык менен борбордук четтин ортосундагы аралык , l = экран менен тешиктин ортосундагы аралык , n = r тартиби , λ = толкун узундугу
(1) Эгерде сары жарык көк түскө алмаштырылса, ачык түстөгү тилкелердин туурасы чоңоёт
Жогорудагы теңдеме боюнча, жарык сызыктардын саны (n) толкун узундугуна (λ) тескери пропорционалдуу. Эгерде толкун узундугу азайса, жарык сызыктардын саны (n) көбөйөт. Сары жарыктын толкун узундугу көк жарыкка караганда чоңураак (кичинекей жыштык). Эгерде сары жарык көккө өзгөрсө, толкун узундугу азаят, ошондуктан жарык сызыктардын саны (n) көбөйөт.
Бул билдирүү туура.
(2) Эгерде тешиктердин ортосундагы аралык минималдаштырылса, жаркыраган четтердин туурасы көбөйөт
Жогорудагы формулага таянып, тешиктердин ортосундагы аралык (d) жарык сызыктардын санына (n) түз пропорционалдуу. Эгерде тешиктердин ортосундагы аралык минималдаштырылса, жарык сызыктардын саны (n) азаят.
Бул билдирүү туура эмес.
(3) Жарыктын интенсивдүүлүгү борбордук четинен алыс болсо, ал азаят
Интенсивдүүлүк жарыктын деңгээлине байланыштуу. Эгерде аралык чоң болсо, интенсивдүүлүк кичине болсо, интенсивдүүлүк аралыкка тескери пропорционалдуу болот (жарыктын күңүрттүгү).
Бул билдирүү туура.
(4) Жарыктын интенсивдүүлүгү борбордук четинен алыс болсо, туруктуу болот
Бул билдирүү туура эмес.
2. Жарык бири-биринен 2 мм аралыкта жайгашкан эки тешикке түшүп, оймо-чийменин борборунан 1 мм аралыкта жайгашкан төртүнчү даражадагы жарык сызыктан 1 м аралыкта жайгашкан экранда пайда болот. Колдонулган жарыктын толкун узундугу кандай?
Белгилүү:
Тилкелердин ортосундагы аралык (d) = 2 мм = 2 x 10 -3 м
r (n) = 4 тартиби
Экран менен тешиктин ортосундагы аралык (l) = 1 метр
Төртүнчү тартиптеги жаркыраган сызык менен оймо-чийменин борбору (y) ортосундагы аралык = 1 мм = 1 x 10 -3 м = 10 -3 м
Изделген: Толкун узундугу ( λ)
Чечим:
Кош тешик интерференциясынын теңдемеси:
d sin θ = n λ
Жарыктын толкун узундугу ( λ):
3. Экрандан 1 метр аралыкта, бири-биринен 3 мм аралыкта жайгашкан эки тешик. Эгерде алтынчы даражадагы жарык сызык оймо-чийменин борборунан 1 мм аралыкта пайда болсо, колдонулган жарыктын толкун узундугу кандай?
Белгилүү:
Тилкелердин ортосундагы аралык (d) = 3 мм = 3 x 10 -3 м
r (n) = 6 тартиби
Экран менен тешиктин ортосундагы аралык (l) = 1 метр
Алтынчы даражадагы жаркыраган сызык менен оймо-чийменин борбору (y) ортосундагы аралык = 1 мм = 1 x 10 -3 м = 10 -3 метр
Изделген нерсе: Жарыктын толкун узундугу ( λ)
Чечим:
Жарыктын толкун узундугу ( λ)
1. Суроо: Кош тешиктүү интерференциянын негизги принциби эмнеде?
Жооп: Кош тешиктүү интерференция эки жакын жайгашкан тешиктен чыккан толкундардын суперпозициясынан келип чыгат, бул конструктивдүү жана деструктивдүү интерференция аймактарына алып келет.
2. Суроо: Экранда жарык жана караңгы тилкелер кантип пайда болот?
Жооп: Жаркыраган тилкелер (максимумдар) толкун чокулары бири-бирине дал келгендеги конструктивдүү интерференциядан пайда болот, ал эми караңгы тилкелер (минимумдар) бир тешиктен чыккан чоку экинчисинен чыккан ойдуң менен дал келгендеги деструктивдүү интерференциядан пайда болот.
3. Суроо: Эмне үчүн кош тешиктүү экспериментте монохроматтык жарык көбүнчө колдонулат?
Жооп: Монохроматтык жарык бирдей толкун узундугун камсыз кылат, так жана туруктуу интерференциялык үлгүнү пайда кылат.
4. Суроо: Жарыктын толкун узундугунун өзгөрүшү интерференциялык көрүнүшкө кандай таасир этет?
Жооп: Толкун узундугун көбөйтүү менен тилкелердин аралыгы көбөйөт, ал эми толкун узундугун азайтуу менен ал азаят.
5. Суроо: Эки тешиктин ортосундагы аралык интерференциялык схемага кандай таасир этет?
Жооп: Тилкелердин ортосундагы аралык канчалык чоң болсо, экрандагы интерференциялык тилкелер ошончолук бири-бирине жакын болот.
6. Суроо: Электрон сыяктуу бөлүкчөлөр менен кош тешиктүү интерференцияны байкоого болобу?
Жооп: Ооба, электрон сыяктуу бөлүкчөлөр толкун-бөлүкчө дуализмин көрсөтүп, кош тешиктерден өткөндө жарыкка окшош интерференциялык үлгүлөрдү көрсөтөт.
7. Суроо: Жаркыраган тилкеге келген толкундардын ортосундагы жол айырмасы канча?
Жооп: Жаркыраган тилкедеги жол айырмасы толкун узундугунун интегралдык эсеси болуп саналат, мисалы, 0, λ, 2λ ж.б.
8. Суроо: Кош тешиктер менен экрандын ортосундагы аралык интерференциялык көрүнүшкө кандай таасир этет?
Жооп: Тиликтер менен экрандын ортосундагы аралык чоңойгон сайын, четки тилкелердин ортосундагы аралык чоңоёт.
9. Суроо: Интерференциялык схемада борбордук максимум эмнени билдирет?
Жооп: Борбордук максимум - бул кош тешиктердин карама-каршысындагы эң жарык чекит, мында эки тешиктен тең толкундар экранга бирдей аралыкта тарайт, натыйжада конструктивдүү интерференция пайда болот.
10. Суроо: Интерференциялык сүрөттү көз менен көрүүгө болобу?
Жооп: Адатта, интерференциялык тилкелер бири-бирине өтө жакын жайгашкандыктан, көз менен көрүү үчүн экран же детектор колдонулат.
12. Суроо: Жарык булагы ак жарык булагы менен алмаштырылганда интерференциялык көрүнүш эмне болот?
Жооп: Ак жарык борбордук ак тилкени пайда кылат, анын айланасында түстүү тилкелер жайгашкан, анткени ар кандай толкун узундуктары бир аз башка жерлерде интерференцияланат.
13. Суроо: Когеренттүүлүк кош тешиктүү интерференция менен кандай байланышта?
Жооп: Интерференциялык схеманын так болушу үчүн, эки тешиктен чыккан жарык булактары когеренттүү болушу керек, башкача айтканда, алар туруктуу фазалык байланышты сакташат.
14. Суроо: Эмне үчүн бир фотондук эксперименттер кош тешиктүү интерференцияны түшүнүүдө маанилүү?
Жооп: Бир фотондук эксперименттер жеке фотондордун өздөрүнө интерференция жасай аларын көрсөтүп, толкун-бөлүкчө дуализми концепциясын дагы бир жолу колдойт.
15. Суроо: Ар бир тешиктин туурасы интерференциялык схемага кандай таасир этет?
Жооп: Кеңирээк тешик кеңирээк дифракциялык үлгүлөрдү пайда кылат, алар бири-бирине дал келип, интерференциялык үлгүнүн көрүнүүсүн жана курчтугун өзгөртөт.
16. Суроо: Суперпозиция принциби интерференцияда кандай роль ойнойт?
Жооп: Суперпозиция принциби бири-бирине дал келген толкундардын жалпы жылышуусу алардын жеке жылыштарынын суммасына барабар экенин айтат. Бул кош тешиктүү эксперименттерде конструктивдүү жана деструктивдүү интерференцияга алып келет.
17. Суроо: Жарыктан башка толкун түрлөрү менен кош тешиктүү интерференция болушу мүмкүнбү?
Жооп: Ооба, интерференция фундаменталдык толкун кубулушу болуп саналат жана аны үн толкундары, суу толкундары жана ал тургай электрон сыяктуу зат толкундары менен байкоого болот.
18. Суроо: Тилкелердин бири жабылып калганда интерференциялык үлгү эмне болот?
Жооп: Бир тешикти жабуу интерференциялык схеманы жок кылат жана бир ачык тешиктен дифракциялык схема гана байкалат.
19. Суроо: Кош тешиктүү эксперимент толкун-бөлүкчө дуализми түшүнүгү менен кандай байланышта?
Жооп: Кош тешиктүү эксперимент электрон сыяктуу бөлүкчөлөр толкун сымал жүрүм-турумду (интерференция) жана бөлүкчө сымал жүрүм-турумду (жеке бөлүкчөлөр катары аныкталат) көрсөтө аларын көрсөтүп, толкун-бөлүкчө дуализмин баса белгилейт.
20. Суроо: Бөлүкчөлөр кайсы жылчыктан өткөнүн байкаганда интерференциялык схема эмне болот?
Жооп: Байкоо жүргүзүү толкун функциясын кыйратат жана интерференциялык схема жоголот, бул кванттык механиканын принцибин көрсөтүп турат, бул байкоочу байкалган нерсеге таасир этет.
Кош тешиктүү интерференцияны түшүнүү классикалык толкун оптикасында да, кванттык механикада да фундаменталдык мааниге ээ, жарык менен материянын татаал мүнөзүн ачып берет.
