ການແຊກແຊງຊ່ອງສອງຊັ້ນ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ
1. ແສງສີເຫຼືອງຜ່ານສອງຮອຍແຕກ ແລະ ສັງເກດເຫັນຮູບແບບການແຊກແຊງຢູ່ເທິງໜ້າຈໍ.
(1) ຂອບທີ່ ສະຫວ່າງ ຈະກວ້າງຂຶ້ນຖ້າແສງສີເຫຼືອງຖືກປ່ຽນແທນດ້ວຍສີຟ້າ
(2) ຂອບ ທີ່ສົດໃສ ຈະກວ້າງຂຶ້ນຖ້າ ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກຖືກຫຼຸດຜ່ອນໃຫ້ໜ້ອຍທີ່ສຸດ
(3) ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງຈະຫຼຸດລົງຖ້າມັນຢູ່ໄກຈາກ ຂອບກາງ
(4) ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງ ຈະຄົງທີ່ ຖ້າມັນຢູ່ໄກຈາກ ຂອບກາງ
ຂໍ້ຄວາມໃດຖືກຕ້ອງ?
ການແກ້ໄຂ
ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກແມ່ນນ້ອຍກວ່າໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກແລະຕາໜ່າງ ດັ່ງນັ້ນມຸມນັ້ນຈຶ່ງນ້ອຍຫຼາຍ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ,
ສົມຜົນຂອງການແຊກແຊງແບບຊ່ອງສອງຊັ້ນ (ການແຊກແຊງແບບສ້າງສັນ )
d = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກ , y = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເສັ້ນສະຫວ່າງ ແລະ ຂອບກາງ , l = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໜ້າຈໍ ແລະ ຮອຍແຕກ , n = ລຳດັບ r , λ = ຄວາມຍາວຄື້ນ
(1) ຂອບ ທີ່ ສະຫວ່າງ ຈະກວ້າງຂຶ້ນຖ້າແສງສີເຫຼືອງຖືກປ່ຽນແທນດ້ວຍສີຟ້າ
ອີງຕາມສົມຜົນຂ້າງເທິງ, ຈຳນວນເສັ້ນສະຫວ່າງ (n) ແມ່ນສັດສ່ວນກົງກັນຂ້າມກັບຄວາມຍາວຄື້ນ (λ). ຖ້າຄວາມຍາວຄື້ນຫຼຸດລົງ, ຈຳນວນເສັ້ນສະຫວ່າງ (n) ຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ແສງສີເຫຼືອງມີຄວາມຍາວຄື້ນໃຫຍ່ກວ່າ (ຄວາມຖີ່ນ້ອຍກວ່າ) ກ່ວາແສງສີຟ້າ. ຖ້າແສງສີເຫຼືອງຖືກປ່ຽນເປັນສີຟ້າ, ຄວາມຍາວຄື້ນຈະຫຼຸດລົງ, ດັ່ງນັ້ນຈຳນວນເສັ້ນສະຫວ່າງ (n) ຈຶ່ງເພີ່ມຂຶ້ນ.
ຖະແຫຼງການນີ້ແມ່ນຖືກຕ້ອງ.
(2) ຂອບທີ່ສົດໃສຈະກວ້າງຂຶ້ນຖ້າໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກຖືກຫຼຸດໜ້ອຍທີ່ສຸດ
ອີງຕາມສູດຂ້າງເທິງ, ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກ (d) ແມ່ນສັດສ່ວນໂດຍກົງກັບຈຳນວນເສັ້ນສະຫວ່າງ (n). ຖ້າໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກຖືກຫຼຸດໜ້ອຍທີ່ສຸດ, ຈຳນວນເສັ້ນສະຫວ່າງ (n) ຈະຫຼຸດລົງ.
ຄຳຖະແຫຼງນີ້ບໍ່ຖືກຕ້ອງ.
(3) ຄວາມ ເຂັ້ມຂອງແສງຈະຫຼຸດລົງຖ້າມັນຢູ່ໄກຈາກ ຂອບກາງ
ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງກ່ຽວຂ້ອງກັບລະດັບແສງ. ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງຈະກົງກັນຂ້າມກັບໄລຍະທາງ ຖ້າໄລຍະທາງຫຼາຍກວ່າ ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງກໍ່ຈະນ້ອຍລົງ (ຕົວຫຼຸດແສງ).
ຖະແຫຼງການນີ້ແມ່ນຖືກຕ້ອງ.
(4) ຄວາມ ເຂັ້ມຂອງແສງ ຈະຄົງທີ່ ຖ້າມັນຢູ່ໄກຈາກ ຂອບກາງ
ຄຳຖະແຫຼງນີ້ບໍ່ຖືກຕ້ອງ.
2. ແສງໄຟຕົກໃສ່ສອງຮອຍແຕກຫ່າງກັນ 2 ມມ ແລະ ສ່ອງແສງລົງມາເທິງໜ້າຈໍ ຫ່າງຈາກເສັ້ນສະຫວ່າງລຳດັບທີສີ່ 1 ແມັດ ແລະ ຫ່າງຈາກຈຸດໃຈກາງຂອງຮູບແບບ 1 ມມ. ຄວາມຍາວຄື້ນຂອງແສງທີ່ໃຊ້ແມ່ນເທົ່າໃດ?
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກ (d) = 2 ມມ = 2 x 10 -3 ມ
ລຳດັບ r (n) = 4
ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໜ້າຈໍ ແລະ ຮອຍແຕກ (ລ) = 1 ແມັດ
ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ ເສັ້ນສະຫວ່າງລຳດັບທີສີ່ ແລະ ຈຸດໃຈກາງຂອງຮູບແບບ (y) = 1 ມມ = 1 x 10 -3 ມ = 10 -3 ມ
ຕ້ອງການ: ຄວາມຍາວຄື່ນ ( λ)
ວິທີແກ້ໄຂ:
ສົມຜົນຂອງການແຊກແຊງຊ່ອງສອງຊັ້ນ:
d sin θ = n λ
ຄວາມຍາວຄື້ນ ຂອງແສງ ( λ):
3. ມີຮອຍແຕກສອງຮອຍຫ່າງກັນ 3 ມມ, ຫ່າງຈາກໜ້າຈໍ 1 ແມັດ. ຖ້າສ້າງເສັ້ນສະຫວ່າງລຳດັບທີຫົກ ຫ່າງຈາກຈຸດໃຈກາງຂອງຮູບແບບ 1 ມມ, ຄວາມຍາວຄື້ນຂອງແສງທີ່ໃຊ້ແມ່ນເທົ່າໃດ?
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກ (d) = 3 ມມ = 3 x 10 -3 ມ
ລຳດັບ r (n) = 6
ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໜ້າຈໍ ແລະ ຮອຍແຕກ (ລ) = 1 ແມັດ
ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ ເສັ້ນສະຫວ່າງລຳດັບທີຫົກ ແລະ ຈຸດໃຈກາງຂອງຮູບແບບ (y) = 1 ມມ = 1 x 10 -3 ມ = 10 -3 ແມັດ
ຕ້ອງການ: ຄວາມຍາວຄື້ນຂອງແສງ ( λ)
ວິທີແກ້ໄຂ:
ຄວາມຍາວຄື້ນຂອງແສງ ( λ)
1. ຄຳຖາມ: ຫຼັກການພື້ນຖານທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງການແຊກແຊງແບບສອງຊ່ອງແມ່ນຫຍັງ?
ຄຳຕອບ: ການແຊກແຊງແບບຊ່ອງສອງຊ່ອງເກີດຂຶ້ນຈາກການຊ້ອນກັນຂອງຄື້ນທີ່ອອກມາຈາກສອງຊ່ອງທີ່ຫ່າງກັນຢ່າງໃກ້ຊິດ, ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ພື້ນທີ່ຂອງການແຊກແຊງທີ່ສ້າງສັນ ແລະ ທຳລາຍ.
2. ຄຳຖາມ: ຂອບທີ່ສົດໃສ ແລະ ມືດເກີດຂຶ້ນຢູ່ໜ້າຈໍໄດ້ແນວໃດ?
ຄຳຕອບ: ຂອບທີ່ສະຫວ່າງ (ສູງສຸດ) ເກີດຈາກການແຊກແຊງທີ່ສ້າງສັນ ເມື່ອສັນຄື້ນຊ້ອນກັນ, ໃນຂະນະທີ່ຂອບທີ່ມືດ (ຕໍ່າສຸດ) ເກີດຈາກການແຊກແຊງທີ່ທຳລາຍ ເມື່ອສັນຄື້ນຈາກຮອຍແຕກໜຶ່ງຊ້ອນກັນກັບຮ່ອງຈາກອີກຮອຍໜຶ່ງ.
3. ຄຳຖາມ: ເປັນຫຍັງແສງສີດຽວຈຶ່ງມັກໃຊ້ໃນການທົດລອງແບບສອງຊ່ອງ?
ຄຳຕອບ: ແສງສີດຽວຮັບປະກັນຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ສະໝໍ່າສະເໝີ, ຜະລິດຮູບແບບການແຊກແຊງທີ່ຊັດເຈນ ແລະ ໝັ້ນຄົງ.
4. ຄຳຖາມ: ການປ່ຽນແປງຄວາມຍາວຄື້ນຂອງແສງມີຜົນກະທົບຕໍ່ຮູບແບບການແຊກແຊງແນວໃດ?
ຄຳຕອບ: ການເພີ່ມຄວາມຍາວຄື້ນຈະເຮັດໃຫ້ໄລຍະຫ່າງຂອງຂອບເພີ່ມຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ການຫຼຸດຄວາມຍາວຄື້ນຈະເຮັດໃຫ້ໄລຍະຫ່າງຂອງຂອບຫຼຸດລົງ.
5. ຄຳຖາມ: ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງຮອຍແຕກມີອິດທິພົນຕໍ່ຮູບແບບການແຊກແຊງແນວໃດ?
ຄຳຕອບ: ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກຫຼາຍເທົ່າໃດ, ຂອບການແຊກແຊງເທິງໜ້າຈໍກໍ່ຈະໃກ້ຊິດກັນຫຼາຍຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ.
6. ຄຳຖາມ: ການແຊກແຊງແບບສອງຊ່ອງສາມາດສັງເກດເຫັນໄດ້ກັບອະນຸພາກເຊັ່ນ: ເອເລັກຕຣອນບໍ?
ຄຳຕອບ: ແມ່ນແລ້ວ, ອະນຸພາກເຊັ່ນ: ເອເລັກຕຣອນສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມເປັນຄູ່ຂອງຄື້ນ-ອະນຸພາກ, ໂດຍສະແດງຮູບແບບການແຊກແຊງທີ່ຄ້າຍຄືກັບແສງເມື່ອຜ່ານຮອຍແຕກຄູ່.
7. ຄຳຖາມ: ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເສັ້ນທາງລະຫວ່າງຄື້ນທີ່ມາຮອດຂອບທີ່ສົດໃສແມ່ນຫຍັງ?
ຄຳຕອບ: ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເສັ້ນທາງຢູ່ທີ່ຂອບທີ່ສະຫວ່າງແມ່ນຕົວຄູນປະສົມປະສານຂອງຄວາມຍາວຄື້ນ, ເຊັ່ນ 0, λ, 2λ, ແລະອື່ນໆ.
8. ຄຳຖາມ: ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຍກຄູ່ ແລະ ໜ້າຈໍມີອິດທິພົນຕໍ່ຮູບແບບການແຊກແຊງແນວໃດ?
ຄຳຕອບ: ເມື່ອໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮອຍແຕກ ແລະ ໜ້າຈໍເພີ່ມຂຶ້ນ, ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຂອບກໍ່ຈະໃຫຍ່ຂຶ້ນ.
9. ຄຳຖາມ: ຄ່າສູງສຸດສູນກາງເປັນຕົວແທນຂອງຮູບແບບການແຊກແຊງແມ່ນຫຍັງ?
ຄຳຕອບ: ຈຸດສູງສຸດກາງແມ່ນຈຸດທີ່ສະຫວ່າງທີ່ສຸດທີ່ຢູ່ກົງກັນຂ້າມກັບຮອຍແຍກຄູ່, ບ່ອນທີ່ຄື້ນຈາກທັງສອງຮອຍແຍກເດີນທາງໄປຫາໜ້າຈໍໃນໄລຍະທາງດຽວກັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການແຊກແຊງທີ່ສ້າງສັນ.
10. ຄຳຖາມ: ຮູບແບບການແຊກແຊງສາມາດເບິ່ງເຫັນດ້ວຍຕາເປົ່າໄດ້ບໍ?
ຄຳຕອບ: ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ຂອບການລົບກວນຈະຢູ່ໃກ້ກັນເກີນໄປທີ່ຈະແກ້ໄຂດ້ວຍຕາເປົ່າ, ສະນັ້ນໜ້າຈໍເບິ່ງ ຫຼື ເຄື່ອງກວດຈັບຈຶ່ງຖືກນຳໃຊ້.
12. ຄຳຖາມ: ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນກັບຮູບແບບການແຊກແຊງເມື່ອແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງຖືກປ່ຽນແທນດ້ວຍແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງສີຂາວ?
ຄຳຕອບ: ແສງສີຂາວສ້າງຂອບສີຂາວກາງທີ່ມີຂອບສີຢູ່ຂ້າງໆ ເພາະວ່າຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນລົບກວນຢູ່ສະຖານທີ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍ.
13. ຄຳຖາມ: ຄວາມສອດຄ່ອງມີຄວາມກ່ຽວຂ້ອງກັບການແຊກແຊງແບບ double-slit ແນວໃດ?
ຄຳຕອບ: ສຳລັບຮູບແບບການແຊກແຊງທີ່ຊັດເຈນ, ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງຈາກສອງຮອຍແຍກຕ້ອງສອດຄ່ອງກັນ, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າພວກມັນຮັກສາຄວາມສຳພັນຂອງໄລຍະທີ່ຄົງທີ່.
14. ຄຳຖາມ: ເປັນຫຍັງການທົດລອງໂຟຕອນດຽວຈຶ່ງມີຄວາມສຳຄັນໃນການເຂົ້າໃຈການແຊກແຊງແບບຊ່ອງສອງຊັ້ນ?
ຄຳຕອບ: ການທົດລອງໂຟຕອນດ່ຽວສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂຟຕອນແຕ່ລະອັນສາມາດແຊກແຊງຕົວມັນເອງໄດ້, ເຊິ່ງສະໜັບສະໜູນແນວຄວາມຄິດຂອງຄູ່ຄື້ນ-ອະນຸພາກຕື່ມອີກ.
15. ຄຳຖາມ: ຄວາມກວ້າງຂອງແຕ່ລະຮອຍແຕກມີອິດທິພົນຕໍ່ຮູບແບບການແຊກແຊງແນວໃດ?
ຄຳຕອບ: ຮອຍແຕກທີ່ກວ້າງກວ່າຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຮູບແບບການຫັກເຫທີ່ກວ້າງກວ່າ, ເຊິ່ງຈະຊ້ອນກັນ ແລະ ປ່ຽນແປງການເບິ່ງເຫັນ ແລະ ຄວາມຄົມຊັດຂອງຮູບແບບການແຊກແຊງ.
16. ຄຳຖາມ: ຫຼັກການຂອງການຊ້ອນກັນມີບົດບາດແນວໃດໃນການແຊກແຊງ?
ຄຳຕອບ: ຫຼັກການຂອງການຊ້ອນກັນລະບຸວ່າການຍ້າຍຖິ່ນຖານທັງໝົດຂອງຄື້ນທີ່ຊ້ອນກັນແມ່ນຜົນລວມຂອງການຍ້າຍຖິ່ນຖານສ່ວນບຸກຄົນຂອງພວກມັນ. ສິ່ງນີ້ນຳໄປສູ່ການແຊກແຊງທີ່ສ້າງສັນ ແລະ ທຳລາຍໃນການທົດລອງແບບ double-slit.
17. ຄຳຖາມ: ການແຊກແຊງແບບຊ່ອງສອງຊັ້ນສາມາດເກີດຂຶ້ນກັບຄື້ນປະເພດອື່ນນອກຈາກແສງໄດ້ບໍ?
ຄຳຕອບ: ແມ່ນແລ້ວ, ການແຊກແຊງແມ່ນປະກົດການຄື້ນພື້ນຖານ ແລະ ສາມາດສັງເກດໄດ້ດ້ວຍຄື້ນສຽງ, ຄື້ນນ້ຳ ແລະ ແມ່ນແຕ່ຄື້ນສານເຊັ່ນ: ເອເລັກຕຣອນ.
18. ຄຳຖາມ: ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນກັບຮູບແບບການແຊກແຊງເມື່ອຮອຍແຕກໜຶ່ງຖືກປົກຄຸມ?
ຄຳຕອບ: ການປົກປິດຮອຍແຕກໜຶ່ງຮອຍຈະລົບລ້າງຮູບແບບການແຊກແຊງ, ແລະ ຈະສັງເກດເຫັນພຽງແຕ່ຮູບແບບການຫັກເຫຈາກຮອຍແຕກເປີດດຽວເທົ່ານັ້ນ.
19. ຄຳຖາມ: ການທົດລອງແບບ double-slit ມີຄວາມກ່ຽວຂ້ອງກັບແນວຄິດ duality ຂອງຄື້ນ-ອະນຸພາກແນວໃດ?
ຄຳຕອບ: ການທົດລອງແບບສອງຊ່ອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າອະນຸພາກເຊັ່ນ: ເອເລັກຕຣອນສາມາດສະແດງພຶດຕິກຳຄ້າຍຄືຄື້ນ (ການແຊກແຊງ) ແລະ ພຶດຕິກຳຄ້າຍຄືອະນຸພາກ (ສາມາດກວດພົບໄດ້ເປັນອະນຸພາກແຕ່ລະອະນຸພາກ), ເຊິ່ງເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມເປັນຄູ່ຂອງຄື້ນ-ອະນຸພາກ.
20. ຄຳຖາມ: ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນກັບຮູບແບບການແຊກແຊງເມື່ອອະນຸພາກຖືກສັງເກດເຫັນຜ່ານຮອຍແຕກທີ່ພວກມັນຜ່ານໄປ?
ຄຳຕອບ: ການກະທຳຂອງການສັງເກດການເຮັດໃຫ້ຟັງຊັນຄື້ນຫຼຸດລົງ, ແລະຮູບແບບການແຊກແຊງຈະຫາຍໄປ, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນຫຼັກການຂອງກົນຈັກຄວອນຕຳທີ່ຜູ້ສັງເກດການມີຜົນກະທົບຕໍ່ການສັງເກດ.
ການເຂົ້າໃຈການແຊກແຊງແບບຊ່ອງສອງຊັ້ນແມ່ນພື້ນຖານທັງໃນວິທະຍາສາດຄື້ນແສງແບບຄລາສສິກ ແລະ ກົນຈັກຄວອນຕຳ, ເຊິ່ງເປີດເຜີຍລັກສະນະທີ່ສັບສົນຂອງແສງ ແລະ ສານ.
