leren Voorbeeld van interferentie en diffractie van licht – een enkele spleetWerk vervolgens aan de problemen met betrekking tot lichtinterferentie en -diffractie.
1. Licht met een golflengte van 700 nm gaat door een spleet met een breedte van 0,2 mm. Het diffractiepatroon op het scherm bevindt zich op een afstand van 50 cm van de spleet. Bepaal de afstand tussen de tweede donkere lijn en de hoofdlichtlijn.
Discussie
Gevraagd: y?
Antwoord :
De breedte van de spleet is erg klein in vergelijking met de afstand tussen de spleet en het scherm (in de afbeelding is de breedte van de spleet vergroot), waardoor de hoek erg klein is. De hoek is zo klein dat de waarde van sin θ dicht bij de waarde van tangens θ ligt.
De afstand tussen de belangrijkste heldere lijn en de tweede donkere lijn is 3,5 millimeter.
2. Een enkele spleet met een breedte van 0,1 mm wordt verlicht door monochromatisch licht. Op een scherm op 4 meter afstand van de spleet zijn verschillende lijnen, zowel heldere als donkere, te zien als gevolg van diffractie. Als de afstand tussen de tweede donkere lijn en de belangrijkste heldere lijn 16 mm is, bepaal dan de golflengte van het licht!
Discussie
Het is bekend dat:
d = 0,1 mm = 0,0001 m = 1 x 10-4 m
l = 4 meter
n = 2
y = 16 mm = 16 x 10-3 m
Gevraagd: wat is de golflengte van licht?
Antwoord :
Golflengte van licht = 200 nanometer
3. Kijk naar de afbeelding hieronder!
Enkele opening Een S met een breedte van 0,2 mm wordt verlicht door een parallelle lichtbundel met λ = 500 nm (1 nm = 10⁻⁶ nm).-9 m). Het resulterende diffractiepatroon wordt vastgelegd op een scherm op 60 cm afstand van de spleet. De afstand tussen de tweede donkere lijn en de centrale heldere lijn is…
A. 3,0 mm
B. 3,6 mm
C. 4,8 mm
D. 5,8 mm
E. 6,0 mm
Discussie
Het is bekend :
λ = 500 nm = 500 x 10-9 m = 5 x 10-7 m
d = 0,2 mm = 0,2 x 10-3 m = 2 x 10-4 m
l = 60 cm = 0,6 m
n = 2
gevraagd : y ?
Antwoorden :
De breedte van de spleet is erg klein in vergelijking met de afstand tussen de spleet en het scherm, waardoor de hoek erg klein is (de breedte van de spleet is in de afbeelding hierboven vergroot). Omdat de hoek erg klein is, is de waarde van sin θ erg klein. teta naderende raaklijn teta.
zonde θ ≈ tan θ = y / l = y / 0,6
Formule voor diffractie door een enkele spleet (minimum):
d sin θ = n λ
(2 x 10-4)(y/0,6) = (2)(5 x 10-7)
(2 x 10-4) y = (0,6)(10 x 10-7)
(2 x 10-4) y = 6 x 10-7
y = (6 x 10-7) / (2 x 10-4)
y = 3 x 10-3
y = 0,003 meter
y = 3 millimeter
Het juiste antwoord is A.
4. Een bundel monochromatisch licht met een golflengte van 5000 Å (1 Å = 10-10 m) Wanneer licht door een enkele spleet gaat, ontstaat een helder diffractiepatroon van de eerste orde, zoals weergegeven in de figuur. De breedte van de spleet is…
A. 0,001 mm
B. 0,004 mm
C. 0,012 mm
D. 0,017 mm
E. 0,019 mm
Discussie
Het is bekend :
λ = 5000 Å = 5000 x 10-10 m = 5 x 10-7 m
zonde 30o = 0,5
n = 1
gevraagd : spleetbreedte (d) ?
Antwoorden :
d sin θ = n λ
d (0,5) = (1)(5 x 10-7)
d = (5 x 10-7) / (0,5)
d = 10 x 10-7 m
d = 1 x 10-6 m
d = 1 x 10-3 mm
diameter = 0,001 mm
Het juiste antwoord is A.
Interferentie en diffractie van licht – enkele spleet
1. Een spleet met een breedte van 0,5 mm wordt verlicht door licht met een golflengte van 650 nm. Het diffractiepatroon op het scherm bevindt zich op een afstand van 50 cm van de spleet. Bepaal de afstand tussen de tweede donkere lijn en de hoofdlichtlijn.
2. Een enkele spleet met een breedte van 0,4 mm wordt verlicht door monochromatisch licht. Op een scherm op 2 meter afstand van het diffractierooster is een helder en donker diffractiepatroon te zien. Als de afstand tussen de derde donkere lijn en de hoofdheldere lijn 20 mm is, bepaal dan de golflengte van het licht!
