Интерференсияи дукарата - мушкилот ва роҳҳои ҳалли онҳо
1. Нури зард аз ду сӯрох мегузарад ва дар экран намунаи интерференсия мушоҳида мешавад.
(1) Агар нури зард бо ранги кабуд иваз карда шавад, паҳнои ҳошияҳои дурахшон зиёд мешавад.
(2) Агар масофаи байни сӯрохиҳо ба ҳадди ақал расонида шавад, паҳнои ҳошияҳои дурахшон зиёд мешаванд
(3) Шиддати рӯшноӣ агар аз канори марказӣ дур бошад, кам мешавад
(4) Шиддати рӯшноӣ доимӣ аст , агар он аз канори марказӣ дур бошад
Кадом изҳорот дуруст аст?
ҳал
Масофаи байни сӯрохиҳо аз масофаи байни сӯрохи ва экран хурдтар аст, аз ин рӯ кунҷи он хеле хурд аст. Сипас,
Муодилаи интерференсияи дукаратаи буриш (интерференсияи созанда )
d = масофа байни сӯрохиҳо , y = Масофа байни хати равшан ва канори марказӣ , l = масофа байни экран ва сӯрохи , n = тартиби r , λ = дарозии мавҷ
(1) Агар нури зард бо ранги кабуд иваз карда шавад, паҳнои ҳошияҳои дурахшон зиёд мешавад.
Бар асоси муодилаи дар боло овардашуда, шумораи хатҳои равшан (n) ба дарозии мавҷ (λ) мутаносибан баръакс аст. Агар дарозии мавҷ кам шавад, шумораи хатҳои равшан (n) меафзояд. Нури зард нисбат ба нури кабуд дарозии мавҷи калонтар (басомади хурдтар) дорад. Агар нури зард кабуд шавад, дарозии мавҷ кам мешавад, аз ин рӯ шумораи хатҳои равшан (n) меафзояд.
Ин изҳорот дуруст аст.
(2) Агар масофаи байни сӯрохиҳо ба ҳадди ақал расонида шавад, паҳнои ҳошияҳои дурахшон зиёд мешаванд.
Бар асоси формулаи дар боло овардашуда, масофаи байни сӯрохиҳо (d) ба шумораи хатҳои равшан (n) мустақиман мутаносиб аст. Агар масофаи байни сӯрохиҳо ба ҳадди ақал расонида шавад, шумораи хатҳои равшан (n) кам мешавад.
Ин изҳорот нодуруст аст.
(3) Шиддати рӯшноӣ агар аз канори марказӣ дур бошад, кам мешавад
Шиддат ба сатҳи рӯшноӣ алоқаманд аст. Агар масофа калонтар бошад, шиддат хурдтар аст (хиракунандаи рӯшноӣ), шиддат ба масофа баръакс мутаносиб аст.
Ин изҳорот дуруст аст.
(4) Шиддати рӯшноӣ доимӣ аст , агар он аз канори марказӣ дур бошад
Ин изҳорот нодуруст аст.
2. Нур ба ду сӯрохие, ки аз ҳамдигар 2 мм фарқ мекунанд, меафтад ва дар экран, ки аз хати равшани тартиби чорум, ки аз маркази нақш 1 мм дур аст, 1 м дуртар ҷойгир аст, нурро ба вуҷуд меорад. Дарозии мавҷи нури истифодашуда чанд аст?
Маълум:
Масофаи байни сӯрохиҳо (d) = 2 мм = 2 x 10 -3 м
Тартиби r (n) = 4
Масофаи байни экран ва сӯрох (l) = 1 метр
Масофа байни хати равшани тартиби чорум ва маркази нақш (y) = 1 мм = 1 x 10 -3 м = 10 -3 м
Дархост: Дарозии мавҷ ( λ)
Ҳал:
Муодилаи интерференсияи дукаратаи шикоф:
d sin θ = n λ
Дарозии мавҷи рӯшноӣ ( λ):
3. Ду сӯрохии 3 мм аз ҳамдигар, дар масофаи 1 метр аз экран. Агар хати равшани тартиби шашум дар масофаи 1 мм аз маркази нақш ҳосил шуда бошад, дарозии мавҷи нури истифодашуда чанд аст?
Маълум:
Масофаи байни сӯрохиҳо (d) = 3 мм = 3 x 10 -3 м
Тартиби r (n) = 6
Масофаи байни экран ва сӯрох (l) = 1 метр
Масофа байни хати равшани тартиби шашум ва маркази нақш (y) = 1 мм = 1 x 10 -3 м = 10 -3 метр
Дархост: Дарозии мавҷи рӯшноӣ ( λ)
Ҳал:
Дарозии мавҷи рӯшноӣ ( λ)
1. Савол: Принсипи асосии интерференсияи дуқабата чист?
Ҷавоб: Интерференсияи дуқабата аз рӯи ҷойгиршавии мавҷҳо, ки аз ду қафаси наздик ҷойгиршуда мебароянд, ба вуҷуд меояд ва ба минтақаҳои интерференсияи созанда ва харобиовар оварда мерасонад.
2. Савол: Чӣ тавр ҳошияҳои равшан ва торик дар экран ташаккул меёбанд?
Ҷавоб: Хошияҳои дурахшон (максимумҳо) аз интерференсияи созанда ҳангоми ҳампӯшии қуллаҳои мавҷҳо ба вуҷуд меоянд, дар ҳоле ки хошияҳои торик (минимумҳо) аз интерференсияи харобиовар ҳангоми ҳампӯшии қулла аз як сӯрох бо ҷӯйбори дигар ба вуҷуд меоянд.
3. Савол: Чаро нури монохроматӣ одатан дар таҷрибаи дуқабата истифода мешавад?
Ҷавоб: Нури монохроматӣ дарозии мавҷи якхеларо таъмин мекунад ва намунаи интерференсияи равшан ва устуворро ба вуҷуд меорад.
4. Савол: Тағйир додани дарозии мавҷи рӯшноӣ ба намунаи интерференсия чӣ гуна таъсир мерасонад?
Ҷавоб: Афзоиши дарозии мавҷ фосилаи канорҳоро зиёд мекунад, дар ҳоле ки кам кардани дарозии мавҷ онро кам мекунад.
5. Савол: Фосилаи байни ду сӯрох чӣ гуна ба намунаи интерференсия таъсир мерасонад?
Ҷавоб: Ҳар қадар фосилаи байни сӯрохиҳо зиёд бошад, ҳамон қадар рахҳои интерференсионӣ дар экран ба ҳам наздиктар мешаванд.
6. Савол: Оё интерференсияи дуқабата метавонад бо зарраҳо ба монанди электронҳо мушоҳида карда шавад?
Ҷавоб: Бале, зарраҳо ба монанди электронҳо дугонагии мавҷ-зарраро нишон медиҳанд ва ҳангоми гузаштан аз сӯрохиҳои дугона намунаҳои интерференсионии монанд ба рӯшноиро нишон медиҳанд.
7. Савол: Фарқи роҳи байни мавҷҳое, ки ба канори дурахшон мерасанд, чист?
Ҷавоб: Фарқи масир дар канори дурахшон зарби интегралии дарозии мавҷ аст, ба монанди 0, λ, 2λ ва ғайра.
8. Савол: Масофаи байни сӯрохиҳои дугона ва экран ба тасвири интерференсия чӣ гуна таъсир мерасонад?
Ҷавоб: Ҳар қадар масофаи байни сӯрохиҳо ва экран зиёд шавад, фосилаи байни канорҳо калонтар мешавад.
9. Савол: Максимуми марказӣ дар намунаи интерференсия чиро ифода мекунад?
Ҷавоб: Максимуми марказӣ нуқтаи дурахшонтаринест, ки мустақиман муқобили сӯрохиҳои дугона ҷойгир аст, ки дар он мавҷҳо аз ҳарду сӯрох ба экран масофаи якхела мегузаранд ва боиси интерференсияи созанда мешаванд.
10. Савол: Оё расми интерференсиро бо чашми бараҳна дидан мумкин аст?
Ҷавоб: Одатан, рахҳои интерференсиалӣ ба ҳам хеле наздиканд, ки бо чашми оддӣ муайян карда намешаванд, аз ин рӯ, экрани тамошо ё детектор истифода мешавад.
12. Савол: Ҳангоми иваз кардани манбаи рӯшноӣ бо манбаи рӯшноии сафед, бо расми интерференсия чӣ мешавад?
Ҷавоб: Нури сафед як ҳошияи сафеди марказӣ ва бо ҳошияҳои ранга иҳоташударо ба вуҷуд меорад, зеро дарозии мавҷҳои гуногун дар ҷойҳои каме фарқкунанда ба он таъсир мерасонад.
13. Савол: Когерентӣ бо интерференсияи дуқабата чӣ гуна алоқаманд аст?
Ҷавоб: Барои як намунаи интерференсияи равшан, манбаъҳои рӯшноӣ аз ду сӯрох бояд когерентӣ бошанд, яъне онҳо муносибати фазавии доимиро нигоҳ медоранд.
14. Савол: Чаро таҷрибаҳои якфотонӣ дар фаҳмидани интерференсияи дуқабата аҳамияти калон доранд?
Ҷавоб: Таҷрибаҳои якфотонӣ нишон медиҳанд, ки фотонҳои алоҳида метавонанд ба худашон халал расонанд, ки ин консепсияи дуализми мавҷ-зарраро минбаъд низ дастгирӣ мекунад.
15. Савол: Паҳнои ҳар як сӯрох ба намунаи интерференсия чӣ гуна таъсир мерасонад?
Ҷавоб: Сӯрохии васеътар боиси пайдоиши нақшҳои дифракцияи васеътар мегардад, ки бо ҳам печида, намоёнӣ ва тезии нақшҳои интерференсиро тағйир медиҳанд.
16. Савол: Принсипи суперпозиция дар интерференсия чӣ нақшро мебозад?
Ҷавоб: Принсипи суперпозиция мегӯяд, ки ҷойивазкунии умумии мавҷҳои ҳампӯш ҷамъи ҷойивазкунии инфиродии онҳост. Ин боиси дахолати созанда ва харобиовар дар таҷрибаҳои дуқабата мегардад.
17. Савол: Оё интерференсияи дуқабата метавонад бо дигар намудҳои мавҷҳо ғайр аз рӯшноӣ ба амал ояд?
Ҷавоб: Бале, интерференсия як падидаи асосии мавҷ аст ва онро бо мавҷҳои садо, мавҷҳои об ва ҳатто мавҷҳои материя ба монанди электронҳо мушоҳида кардан мумкин аст.
18. Савол: Вақте ки яке аз сӯрохиҳо пӯшида мешавад, бо намунаи интерференсия чӣ мешавад?
Ҷавоб: Пӯшонидани як сӯрох намунаи интерференсияро аз байн мебарад ва танҳо намунаи дифракция аз як сӯрохи кушода мушоҳида мешавад.
19. Савол: Таҷрибаи дуқабата бо консепсияи дугонаи мавҷ-зарра чӣ гуна алоқаманд аст?
Ҷавоб: Таҷрибаи дуқабата нишон медиҳад, ки зарраҳо ба монанди электронҳо метавонанд рафтори мавҷмонанд (интерференсия) ва рафтори заррамонанд (ҳамчун зарраҳои алоҳида муайяншаванда)-ро нишон диҳанд, ки дугонагии мавҷ-зарраро таъкид мекунад.
20. Савол: Ҳангоми мушоҳидаи зарраҳо аз кадом сӯрохие, ки онҳо мегузаранд, бо намунаи интерференсия чӣ мешавад?
Ҷавоб: Амали мушоҳида функсияи мавҷро вайрон мекунад ва намунаи интерференсия нопадид мешавад, ки ин принсипи механикаи квантиро нишон медиҳад, ки мушоҳидакунанда ба мушоҳидашаванда таъсир мерасонад.
Дарки интерференсияи дуқабата ҳам дар оптикаи мавҷи классикӣ ва ҳам дар механикаи квантӣ асосист ва табиати мураккаби рӯшноӣ ва материяро ошкор мекунад.
