යන්ග්ගේ ද්විත්ව ස්ලිට් අත්හදා බැලීම - ගැටළු සහ විසඳුම්
1. d යනු සිදුරු 2 අතර දුර වන අතර, L යනු දුර ස්ලිට් එක සහ නැරඹුම් තිරය අතර, P2 දෙවන පෙළ වාටිය සහ තිරයේ මැද අතර දුර වේ. තීරණය කරන්න තරංග ආයාමය ආලෝකයේ (1 Å = 10-10 එම්).
දන්නා:
සිදුරු දෙකක් අතර දුර (d) = 1 mm = 1 x 10-3 m
ස්ලිට් එක සහ නැරඹුම් තිරය අතර දුර (L) = 1 m
දෙවන පෙළ වාටිය සහ මධ්යම වාටිය අතර දුර (P2) = 1 මි.මී. = 1 x 10-3 m
අනුපිළිවෙල (n) = 2
අවශ්යයි: ආලෝකයේ තරංග ආයාමය (λ)
විසඳුම:
සමීකරණය ද්විත්ව ස්ලිට් මැදිහත්වීම (නිර්මාණාත්මක මැදිහත්වීම්) :
d පාපය θ = n λ
පාපය θ ≈ ටැන් θ = P2 / එල් = (1 x 10-3) / 1 = 1 x 10-3 m
ආලෝකයේ තරංග ආයාමය:
λ = d පාපය θ / n
λ = (1 x 10-3)(1 x 10-3) / 2 = (1 x 10-6) / 2
λ = 0.5 x 10-6 එම් = 5 x 10-7 m
λ = 5000 x 10-10 m
λ = 5000 Å
2. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ ද්විත්ව සිදුරු මැදිහත්වීමක ප්රතිඵලයයි. ආලෝකයේ තරංග ආයාමය තීරණය කරන්න (1 m = 1010 Å)
දන්නා:
සිදුරු දෙකක් අතර දුර (d) = 0.8 mm = 8 x 10-4 m
ස්ලිට් එක සහ නැරඹුම් තිරය අතර දුර (L) = 1 m
හතරවන අනුපිළිවෙලෙහි වාටිය සහ මධ්යම වාටිය (P) අතර දුර = 3 mm = 3 x 10-3 m
අනුපිළිවෙල (n) = 4
අවශ්යයි: ආලෝකයේ තරංග ආයාමය (λ)
විසඳුම:
ද්විත්ව ස්ලිට් මැදිහත්වීමේ සමීකරණය (නිර්මාණාත්මක මැදිහත්වීම්) :
d පාපය θ = n λ
sin θ ≈ tan θ = P / L = (3 x 10-3) / 1 = 3 x 10-3 me
ආලෝකයේ තරංග ආයාමය:
λ = d පාපය θ / n
λ = (8 x 10-4)(3 x 10-3) / 4 = (24 x 10-7) / 4
λ = 6 x 10-7 එම් = 6000 x 10-10 m
λ = 6000 Å
3. පහත රූපයට අනුව, A සහ B ලක්ෂ්ය පළමු දීප්තිමත් මැදිහත්වීම් දාර දෙක වන අතර ආලෝකයේ තරංග ආයාමය 6000 Å (1 Å = 10) වේ.-10 m). සිදුරු දෙකක් අතර දුර තීරණය කරන්න.
දන්නා:
ස්ලිට් එක සහ නැරඹුම් තිරය අතර දුර (L) = 1 m
ආලෝකයේ තරංග ආයාමය (λ) = 6000 Å = 6000 x 10-10 එම් = 6 x 10-7 m
පළමු පෙළ වාටිය සහ මධ්යම වාටිය අතර දුර (P) = 0.2 mm = 0.2 x 10-3 එම් = 2 x 10-4 m
අනුපිළිවෙල (n) = 1
අවශ්යයි: සිදුරු දෙකක් අතර දුර (d)
විසඳුම:
නිර්මාණාත්මක මැදිහත්වීම්වල සමීකරණය:
d = n λ / පාපය θ
sin θ ≈ tan θ = P / L = (2 x 10-4) / 1 = 2 x 10-4 m
සිදුරු දෙකක් අතර දුර:
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)
ඈ = 0.003 මීටර්
ඈ = 3 මි.මී.
යන්ග්ගේ ද්විත්ව විවර අත්හදා බැලීම හා සම්බන්ධ ගැටළු 10ක් සහ ඒවාට විසඳුම්:
1. ගැටලුව: ද්විත්ව සිදුරු අත්හදා බැලීමකදී, එක් සිදුරු එකක් ආවරණය කළ විට මැදිහත්වීමේ රටාව අතුරුදහන් වේ. ඇයි?
විසඳුමක්: එක් සිදුරක් ආවරණය කළ විට, ආලෝකයට එක් සිදුරක් හරහා පමණක් ගමන් කළ හැකිය, එනම් ප්රභව දෙකකින් කිසිදු බාධාවක් නොමැත. මේ නිසා අපට ද්විත්ව සිදුරු මැදිහත්වීමේ රටාව වෙනුවට තනි සිදුරු විවර්තන රටාවක් දැකිය හැකිය.
2. ගැටලුව: එක් සිදුරක් ඉදිරිපිට වීදුරු තහඩුවක් තැබූ විට මැදිහත්වීමේ රටාව වෙනස් වේ. ඇයි?
විසඳුමක්: වීදුරු තහඩුව එය හරහා ගමන් කරන ආලෝක තරංගයේ අවධි වෙනසක් හඳුන්වා දෙයි. මෙම අවධි වෙනස ස්ලිට් දෙකෙන් එන ආලෝක තරංග අතර සාපේක්ෂ මාර්ග වෙනසක් ඇති කරන අතර එමඟින් මැදිහත්වීමේ රටාව මාරු වේ.
3. ගැටලුව: භාවිතා කරන ආලෝකයේ තරංග ආයාමය වැඩි වන විට මැදිහත්වීම් දාර අතර දුර අඩු වේ. පැහැදිලි කරන්න.
විසඳුමක්: වාටිය පරතරය Δ� විසින් දෙනු ලැබේ Δ�=��� එහිදී � තරංග ආයාමය යනු, � යනු ස්ලිට් වල සිට තිරය දක්වා ඇති දුර වන අතර, � යනු සිදුරු අතර දුරයි. එක්සත් ජනපදය � වැඩි වේ, Δ� ද වැඩි වේ.
4. ගැටලුව: ඒකවර්ණ රතු ආලෝකය ඒකවර්ණ නිල් ආලෝකය මගින් ප්රතිස්ථාපනය කළ විට, දාර පරතරය අඩු වේ. ඇයි?
විසඳුමක්: නිල් ආලෝකයේ තරංග ආයාමය රතු ආලෝකයට වඩා කෙටි වේ. වාටිය පරතරය ලෙස Δ� සෘජුවම සමානුපාතික වේ � (තරංග ආයාමය), කෙටි � කුඩා වීමට හේතු වනු ඇත Δ�.
5. ගැටලුව: සිදුරු දෙක අතර දුර ඉතා විශාල වූ විට මැදිහත්වීමේ රටාව නිරීක්ෂණය නොවේ. ඇයි?
විසඳුමක්: නිරීක්ෂණය කළ හැකි මැදිහත්වීම් රටා සඳහා, මාර්ග වෙනස ආලෝකයේ තරංග ආයාමයේ අනුපිළිවෙලට විය යුතුය. ස්ලිට් ඉතා දුරින් පිහිටා තිබේ නම්, නිර්මාණාත්මක හෝ විනාශකාරී මැදිහත්වීම් සිදුවන කෝණය දාර අතර වෙනස හඳුනා ගැනීමට ඉතා කුඩා වේ.
6. ගැටලුව: ආලෝක ප්රභවය ඕනෑවට වඩා පළල් වූ විට හෝ අසංගත වූ විට මැදිහත්වීමේ රටාව අතුරුදහන් වේ. ඇයි?
විසඳුමක්: මැදිහත්වීම් සිදුවීමට නම්, ආලෝක තරංග සංගත විය යුතුය, එනම් ඒවා ස්ථාවර අවධි සම්බන්ධතාවයක් පවත්වා ගත යුතුය. පුළුල් හෝ අසංගත ප්රභවයන් අහඹු අවධි සම්බන්ධතා සහිත ආලෝක තරංග නිපදවන අතර, පැහැදිලි මැදිහත්වීම් රටාව ඉවත් කරයි.
7. ගැටලුව: උපකරණය ජලයේ ගිල්වන විට මැදිහත්වීමේ රටාව මාරු වේ. පැහැදිලි කරන්න.
විසඳුමක්: උපකරණය ජලයේ ගිල්වීමෙන් ආලෝකයේ වේගය වෙනස් වේ. ජලයට සාපේක්ෂව ජලයේ ආලෝකයේ තරංග ආයාමය අඩු වේ. දාර පරතරය ලෙස Δ� සෘජුවම සමානුපාතික වේ �, මැදිහත්වීමේ රටාව මාරු වේ.
8. ගැටලුව: ශිෂ්යයෙකු නොපැහැදිලි මැදිහත්වීම් රටාවක් නිරීක්ෂණය කරයි. හේතුව කුමක් විය හැකිද?
විසඳුමක්: බොඳවීම හේතු කිහිපයක් නිසා සිදුවිය හැකිය: සිදුරු සැබවින්ම සමාන්තර නොවිය හැකිය, තිරය ආලෝක මාර්ගයට පරිපූර්ණ ලෙස ලම්බක නොවිය හැකිය, නැතහොත් ආලෝක ප්රභවය පරිපූර්ණ ලෙස ඒකවර්ණ හෝ සුසංයෝගී නොවිය හැකිය.
9. ගැටලුව: දාර සමානව පරතරයකින් යුක්ත නොවේ. ඇයි?
විසඳුමක්: මෙය සිදුරු පළලෙහි අසමානතාවය හෝ සිදුරු අතර රේඛීය නොවන පරතරය නිසා විය හැකිය. පර්යේෂණාත්මක සැකසුමෙහි ඇති අඩුපාඩු අසමාන දාරවලට හේතු විය හැක.
10. ගැටලුව: සුදු ආලෝකය භාවිතා කරන විට මැදිහත්වීමේ රටාව කිසිසේත් නිරීක්ෂණය නොවේ, නමුත් මධ්යම දීප්තිමත් වාටිය දක්නට ලැබේ. පැහැදිලි කරන්න.
විසඳුමක්: සුදු ආලෝකය බහු වර්ණ (තරංග ආයාම) ආලෝක වලින් සමන්විත වේ. එක් එක් වර්ණය ඒවායේ විවිධ තරංග ආයාම නිසා විවිධ ස්ථානවලදී මැදිහත් වේ. මෙම රටා අතිච්ඡාදනය වීමෙන් පැහැදිලි මැදිහත්වීමේ රටාව සෝදා හරිනු ඇති අතර, සියලු වර්ණ නිර්මාණාත්මකව මැදිහත් වන මධ්යම සුදු වාටියක් පමණක් ඉතිරි වේ.
සටහන: ඉහත ගැටළු සහ විසඳුම් පහසුවෙන් අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා සරල ආකාරයකින් ඉදිරිපත් කර ඇත. සැබෑ අත්හදා බැලීම් වලදී, නිරීක්ෂණ සඳහා අමතර සාධක භූමිකාවක් ඉටු කළ හැකිය.
