טאָפּל שפּאַלט ינטערפיראַנס - פּראָבלעמען און לייזונגען
1. געל ליכט גייט דורך צוויי שפאלטן און מען באמערקט אן אינטערפערענץ מוסטער אויף א עקראַן.
(1) די העלע ראַנגען וועלן זיך פֿאַרגרעסערן אין ברייט אויב די געלע ליכט ווערט פֿאַרבייטן מיט בלוי.
(2) די העלע פראַנצן וועלן זיך פֿאַרגרעסערן אין ברייט אויב די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן ווערט מינימיזירט.
(3) די אינטענסיטעט פון ליכט פאַרקלענערט זיך אויב עס איז ווייט פון די צענטראלע גרענעץ
(4) די אינטענסיטעט פון ליכט איז קאָנסטאַנט אויב עס איז ווייט פון די צענטראַלע ראַנד.
וועלכע איז די ריכטיגע אויסזאג?
באַשייד
די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן איז קלענער ווי די דיסטאַנץ צווישן דעם שפּאַלט און דעם פאַרשטעל, אַזוי אַז דער ווינקל איז זייער קליין. דערנאָך,
די גלייכונג פון טאָפּל-שפּאַלט ינטערפיראַנס (קאָנסטרוקטיווע ינטערפיראַנס )
d = דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן , y = דיסטאַנץ צווישן דער העלע ליניע און דעם צענטראַלן ראַנד , l = דיסטאַנץ צווישן דעם עקראַן און דעם שפּאַלט , n = אָרדענונג r , λ = כוואַליע לענג
(1) די העלע ראַנגען וועלן זיך פֿאַרגרעסערן אין ברייט אויב די געלע ליכט ווערט פֿאַרבייטן מיט בלוי.
באַזירט אויף דער אויבנדערמאָנטער גלייכונג, איז די צאָל העלע ליניעס (n) אומקערלעך פּראָפּאָרציאָנעל צו דער כוואַליע-לענג (λ). אויב די כוואַליע-לענג פאַרקלענערט זיך, פאַרגרעסערט זיך די צאָל העלע ליניעס (n). געל ליכט האט אַ גרעסערע כוואַליע-לענג (קליינערע פרעקווענץ) ווי בלוי ליכט. אויב דאָס געל ליכט ווערט געביטן צו בלוי, פאַרקלענערט זיך די כוואַליע-לענג, אַזוי פאַרגרעסערט זיך די צאָל העלע ליניעס (n).
די אויסזאג איז ריכטיק.
(2) די העלע פראַנצן וועלן זיך פֿאַרגרעסערן אין ברייט אויב די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן ווערט מינימיזירט.
באַזירט אויף דער אויבנדערמאָנטער פֿאָרמולע, איז די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן (ד) גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו דער צאָל העלע ליניעס (n). אויב די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן ווערט מינימיזירט, פֿאַרקלענערט זיך די צאָל העלע ליניעס (n).
די דערקלערונג איז פאַלש.
(3) די אינטענסיטעט פון ליכט פאַרקלענערט זיך אויב עס איז ווייט פון די צענטראלע גרענעץ
אינטענסיטעט האט א שייכות מיטן ליכט לעוועל. אינטענסיטעט איז פארקערט פראפארציאנעל צו דער דיסטאנץ, אויב די דיסטאנץ איז גרעסער איז די אינטענסיטעט קלענער (דאס ליכט ווערט שוואַכער).
די אויסזאג איז ריכטיק.
(4) די אינטענסיטעט פון ליכט איז קאָנסטאַנט אויב עס איז ווייט פון די צענטראַלע ראַנד.
די דערקלערונג איז פאַלש.
2. א ליכט פאלט אויף צוויי שפאלטן 2 מ"מ אפגעטיילט און פראדוצירט אויף א סקרין 1 מעטער אוועק פון דער פערטער-ארדנונג העלע ליניע 1 מ"מ פון צענטער פון דעם מוסטער. וואס איז די כוואליע-לענג פון דעם ליכט וואס ווערט גענוצט?
באַקאַנט:
דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן (ד) = 2 מ״מ = 2 x 10⁻³ מעטער
סדר r (n) = 4
דיסטאַנץ צווישן פאַרשטעלן און שפּאַלט (ל) = 1 מעטער
דיסטאַנץ צווישן דער פערטער-אָרדענונג העלע ליניע און דעם צענטער פון דעם מוסטער (y) = 1 מ"מ = 1 x 10 -3 מ = 10 -3 מ
געוואָלט: כוואַליע לענג ( λ)
לייזונג:
די גלייכונג פון דער טאָפּלטער שפּאַלט אינטערפֿערענץ:
ד סינ θ = n λ
די כוואַליע לענג פון ליכט ( λ):
3. צוויי 3-מילימעטער שפּאַלטן באַזונדער, 1 מעטער פֿון דעם עקראַן. אויב מען פּראָדוצירט די זעקסטע-אָרדענונג העלע ליניע 1-מילימעטער פֿון דעם צענטער פֿון דעם מוסטער, וואָס איז די כוואַליע-לענג פֿון דעם ליכט וואָס מען ניצט?
באַקאַנט:
דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן (ד) = 3 מ״מ = 3 x 10⁻³ מעטער
סדר r (n) = 6
דיסטאַנץ צווישן פאַרשטעלן און שפּאַלט (ל) = 1 מעטער
די דיסטאַנץ צווישן דער זעקסטער-אָרדענונג העלער ליניע און דעם צענטער פון דעם מוסטער (y) = 1 מ"מ = 1 x 10-3 מ = 10-3 מעטער
געוואָלט: די כוואַליע לענג פון ליכט ( λ)
לייזונג:
די כוואַליע לענג פון ליכט ( λ)
1. פראגע: וואס איז דער יסודות'דיגער פרינציפ הינטער דאבל-שפאלטן אינטערפערענץ?
ענטפער: טאָפּל-שפּאַלט ינטערפיראַנס שטאַמט פון דער סופּערפּאַזישאַן פון כוואַליעס וואָס שטאַמען פון צוויי נאָענט צעשפּאַרטע שפּאַלטן, וואָס פירט צו געגנטן פון קאָנסטרוקטיווע און דעסטרוקטיווע ינטערפיראַנס.
2. פראגע: ווי ווערן העלע און טונקעלע ראננען געשאפן אויפן עקראן?
ענטפער: העלע ראַנדן (מאַקסימאַ) רעזולטירן פון קאָנסטרוקטיווע ינטערפיראַנס ווען כוואַליע קאַמען אָוווערלאַפּן זיך, בשעת טונקעלע ראַנדן (מינימאַ) רעזולטירן פון דעסטרוקטיווע ינטערפיראַנס ווען אַ קאַם פון איין שפּאַלט אָוווערלאַפּן זיך מיט אַ טראָג פון די אַנדערע.
3. פראגע: פארוואס ווערט מאנאכראמאטיש ליכט טיפיש גענוצט אין דעם דאבל-שפאלטן עקספערימענט?
ענטפער: מאָנאָכראָמאַטיש ליכט זאָרגט פֿאַר אַ קאָנסיסטענטע כוואַליע, פּראָדוצירנדיק אַ קלאָרן און סטאַבילן ינטערפיראַנס מוסטער.
4. פראגע: ווי אזוי ווירקט ענדערן די כוואליע-לענג פון ליכט אויף דעם אינטערפערענץ-מוסטער?
ענטפער: פארגרעסערן די כוואַליע-לענג פארגרעסערט די ראַנגע-ספּייסינג, בשעת פארקלענערן די כוואַליע-לענג פארקלענערט עס.
5. פראגע: ווי אזוי באאיינפלוסט דער ווייט צווישן די צוויי שפאלטן דעם אינטערפערענץ מוסטער?
ענטפער: וואָס גרעסער די אָפּשטאַנד צווישן די שפּאַלטן, אַלץ נענטער ווערן די ינטערפיראַנס פֿראַנצן אויף דעם עקראַן.
6. פראגע: קען מען באמערקן דאבל-שפּאַלט אינטערפערענץ מיט פּאַרטיקלען ווי עלעקטראָנען?
ענטפער: יא, טיילכלעך ווי עלעקטראָנען ווײַזן כוואַליע-טיילכעל דואַליטעט, ווײַזנדיק אינטערפֿערענץ מוסטערן ענלעך צו ליכט ווען עס ווערט דורכגעלאָזט דורך טאָפּלטע שפּאַלטן.
7. פראגע: וואס איז דער וועג-אונטערשייד צווישן כוואליעס וואס קומען אן צו א העלן ראנד?
ענטפער: דער וועג-אונטערשייד ביי א העלן גרענעץ איז אן אינטעגראלער קייפל פון דער כוואַליע-לענג, ווי 0, λ, 2λ, אאז"וו.
8. פראגע: ווי אזוי באאיינפלוסט די דיסטאנץ צווישן די טאָפּלטע שפּאַלטן און דעם עקראַן דעם אינטערפערענץ מוסטער?
ענטפער: ווי גרעסער די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן און דעם עקראַן, ווערט די צעשיידונג צווישן די ראַנדן גרעסער.
9. פראגע: וואס רעפרעזענטירט דער צענטראלער מאקסימום אין דעם אינטערפערענץ מוסטער?
ענטפער: דער צענטראלער מאַקסימום איז דער העלסטער אָרט גלייך קעגן איבער די טאָפּלטע שפּאַלטן, וואו כוואַליעס פון ביידע שפּאַלטן גייען די זעלבע דיסטאַנץ צום עקראַן, וואָס רעזולטירט אין קאָנסטרוקטיווע ינטערפיראַנס.
10. פראגע: קען מען זען דעם אינטערפערענץ מוסטער מיטן נאַקעטן אויג?
ענטפער: טיפּישערװײַז זײַנען די אינטערפֿערענץ־פֿראַנצן צו נאָענט צוזאַמען צו ווערן אויפֿגעלייזט מיטן נאַקעטן אויג, אַזוי ניצט מען אַ קוק־עקראַן אָדער דעטעקטאָר.
12. פראגע: וואס פאסירט מיטן אינטערפערענץ מוסטער ווען די מקור פון ליכט ווערט פארטרעטן מיט א ווייסע ליכט מקור?
ענטפער: ווייס ליכט פּראָדוצירט אַ צענטראַלע ווייסע ראַנד פֿלאַנקירט מיט קאָלירטע ראַנדן ווייל פֿאַרשידענע כוואַליעלענגעס אַריינמישן זיך אין אַ ביסל פֿאַרשידענע לאָקאַציעס.
13. פראגע: ווי אזוי איז קאָוכירענץ פארבונדן מיט טאָפּל-שפּאַלט ינטערפיראַנס?
ענטפער: פאר א קלארן אינטערפערענץ מוסטער, מוזן די ליכט קוועלער פון די צוויי שפאלטן זיין קאכערענט, דאס מיינט אז זיי האלטן א קאנסטאנטע פאזע באציאונג.
14. פראגע: פארוואס זענען איין-פאָטאָן עקספּערימענטן וויכטיק אין פֿאַרשטיין טאָפּל-שפּאַלט ינטערפיראַנס?
ענטפער: איינצל-פאָטאָן עקספּערימענטן ווײַזן אַז יחידישע פאָטאָנען קענען זיך אַריינמישן מיט זיך אַליין, וואָס שטיצט ווײַטער דעם קאָנצעפּט פֿון כוואַליע-פּאַרטיקל דואַליטעט.
15. פראגע: ווי אזוי באאיינפלוסט די ברייט פון יעדן שפּאַלט דעם אינטערפערענץ מוסטער?
ענטפער: א ברייטערער שפּאַלט וועט פאַראורזאַכן ברייטערע דיפראַקציע מוסטערן, וואָס וועלן זיך איבערדעקן און מאָדיפיצירן די זעבארקייט און שאַרפֿקייט פֿון די ינטערפֿערענץ מוסטער.
16. פראגע: וואספארא ראלע שפילט דער פרינציפ פון סופערפאזיציע אין אינטערפערענץ?
ענטפער: דער פּרינציפּ פון סופּערפּאָזיציע זאָגט אַז די גאַנצע פֿאַרשייבונג פֿון איבערלאַפּנדיקע כוואַליעס איז די סומע פֿון זייערע יחידישע פֿאַרשייבונגען. דאָס פֿירט צו קאָנסטרוקטיווע און דעסטרוקטיווע אינטערפֿערענץ אין טאָפּלט-שפּאַלט עקספּערימענטן.
17. פראגע: קען דאבל-שפּאַלט אינטערפערענץ פּאַסירן מיט אַנדערע טיפּן כוואַליעס אַחוץ ליכט?
ענטפער: יא, אינטערפערענץ איז א פונדאמענטאלע כוואליע דערשיינונג און קען באמערקט ווערן מיט קלאנג כוואליעס, וואסער כוואליעס, און אפילו מאטערי כוואליעס ווי עלעקטראנען.
18. פראגע: וואס פאסירט מיטן אינטערפערענץ מוסטער ווען איינער פון די שפאלטן ווערט באדעקט?
ענטפער: דעקן איין שפּאַלט וועט עלימינירן דעם אינטערפערענץ מוסטער, און נאָר אַ דיפראַקציע מוסטער פֿון דעם איין אָפֿענעם שפּאַלט וועט באמערקט ווערן.
19. פראגע: ווי אזוי איז דער טאָפּל-שפּאַלט עקספּערימענט פֿאַרבונדן מיטן כוואַליע-פּאַרטיקל דואַליטעט באַגריף?
ענטפער: דער טאָפּל-שפּאַלט עקספּערימענט ווײַזט אַז פּאַרטיקלען ווי עלעקטראָנען קענען אויסווײַזן כוואַליע-ענלעך נאַטור (אינטערפֿערענץ) און פּאַרטיקל-ענלעך נאַטור (דעטעקטאַבאַל ווי יחיד פּאַרטיקלען), אונטערשטרייכט כוואַליע-פּאַרטיקל דואַליטעט.
20. פראגע: וואס פאסירט מיטן אינטערפערענץ מוסטער ווען מען באאבאכטעט טיילכלעך דורך וועלכע שפּאַלט זיי גייען אדורך?
ענטפער: דער אקט פון אבזערוואציע צעפאלט די כוואליע פונקציע, און דער אינטערפערענץ מוסטער פארשווינדט, אילוסטרירנדיג דעם פרינציפ פון קוואנטום מעכאניק אז דער אבזערווירער ווירקט אויף דעם אבזערווירטן.
פֿאַרשטיין די טאָפּל-שפּאַלט ינטערפֿערענץ איז יסודותדיק אין ביידע קלאַסישע כוואַליע אָפּטיק און קוואַנטום מעכאַניק, וואָס אַנטפּלעקט די קאָמפּליצירטע נאַטור פון ליכט און מאַטעריע.
