Chimie

Tests à double fente

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Répartition de l'intensité

Comment calculer la distribution d'intensité observée ?

La différence de chemin entre les trains de vagues
Dans la figure suivante, nous considérons un point arbitraire P sur notre écran de visualisation. Les sections des deux fronts d'onde circulaires qui se chevauchent en ce point P ont mesuré à partir de leurs points de départ (fente 1 ou fente 2) pour parcourir généralement des chemins de longueurs différentes.
Les deux trains d'ondes ont une différence de chemin??X au. Bien sûr, nous aurions pu regarder n'importe quel autre point P depuis l'espace entre la double fente et l'écran de visualisation.

Dans le projet JPAKMA suivant "The Path Difference", nous voyons la configuration expérimentale de Young d'en haut. Le point d'observation P peut être déplacé sur l'écran de visualisation à l'aide de la longue glissière.

Le long des lignes de connexion de la colonne au point P, vous pouvez voir un instantané du train d'ondes respectif symbolisé par des vecteurs. Pour une meilleure illustration de leur superposition sur l'écran, ceux-ci sont toujours dessinés perpendiculairement à l'horizontale de l'écran - en réalité, ils oscillent naturellement perpendiculairement à la direction de propagation de la section de front d'onde respective. La longueur et la direction d'un vecteur (y compris la coloration) reflètent la déviation actuelle à l'endroit considéré.

Les deux derniers vecteurs des trains d'ondes, qui s'additionnent au point P sur l'écran de visualisation, sont également affichés agrandis à droite du curseur, qui est symbolisé par la loupe. A côté de ces deux, vous pouvez voir dans une échelle rectangulaire leur vecteur somme vert foncé, sa longueur et la direction de la déviation momentanée (cela ne correspond pas à l'amplitude résultante, car elle est toujours constante pour une onde !) de l'onde résultante à le point P-parler.

Le graphique montre la répartition relative de l'intensité en fonction de la position de l'écran (vert clair).

Vous verrez également la différence de chemin en bas ??X des deux trains d'ondes en multiples de la longueur d'onde lumineuse utilisée ?? Publié.

Demande de service

Démarrez le projet. Utilisez d'abord le facteur de distance d'écart prédéfini et n'appuyez pas sur le bouton "Animation" pendant que vous travaillez sur les bons de travail suivants, à moins que cela ne soit expressément requis dans une tâche. N'oubliez pas de noter vos résultats puis de les comparer avec le résumé !Profitez de cette opportunité pour améliorer votre capacité à auto-évaluer votre niveau de connaissances actuel.

  • Utilisez le curseur pour rechercher des endroits sur l'écran où les deux derniers vecteurs des deux trains d'ondes sont en phase ou sont dirigés hors de phase. Quelles sont les différences de chemin à ces points ? Peut-on trouver une règle pour ces emplacements ?
  • Maintenant, démarrez les vagues aux points d'interférence constructive (ou destructive) précédemment trouvés avec le bouton "Animation" - vous devrez peut-être d'abord retrouver ces points. Aucun paramètre ne doit être modifié pendant l'exécution des vagues. Pour arrêter, appuyez à nouveau sur le bouton. Où pouvez-vous voir l'amplitude dans l'animation UNE.res l'oscillation résultante (attention, cela ne signifie pas la déviation momentanée !) - et comment se produit-elle ? Quelle est l'amplitude aux endroits observés ? Comment l'intensité à ces endroits dépend-elle de l'amplitude résultante UNE.res ensemble?
  • Recherchez maintenant les endroits sur l'écran où il n'y a ni interférence constructive ni destructive. Qu'en est-il ici de l'amplitude résultante ou de l'intensité à observer sur l'écran de visualisation ?
  • Comment la différence de chemin entre les deux trains d'ondes change-t-elle si la distance de l'écart est réduite (ou augmentée) à un endroit fixe ?

Après avoir traité les tâches, vous pouvez maintenant faire varier vous-même tous les paramètres à votre guise. Faites des prédictions (par écrit !) sur l'effet d'un changement de paramètre avant d'effectuer les changements correspondants et comparez leur effet avec votre prédiction. Si vous sentez que vous avez toute la situation sous contrôle sur tous les points mentionnés, alors lisez le résumé en en cliquant sur "Afficher la solution".

La différence de chemin entre les deux trains d'ondes affecte la taille de l'amplitude UNE.res de l'onde résultante au point d'observation respectif P. Cette amplitude résultante peut être lue comme la longueur maximale du vecteur vert foncé qu'elle atteint lorsque l'animation est démarrée. Pour déterminer l'amplitude, il ne suffit donc pas de regarder un instantané de notre projet. Exemple pour ??X=?? la longueur du vecteur vert foncé dans l'instantané est généralement inégale 2UNE.0 . Cependant, s'il se met à osciller, on constate qu'il le fait entre les déflexions maximales 2UNE.0 et 2UNE.0 Est-ce que. Donc l'amplitude résultante est ici 2UNE.0 . L'intensité à l'emplacement particulier considéré est proportionnelle au carré de l'amplitude qui en résulte UNE.res . Puisque l'intensité est tracée relativement dans le graphique, les maxima de la taille sont devenus (2UNE.0)2=4UNE.02 normalisé à 1. À tous les points où la différence de marche est un multiple pair de la longueur d'onde (1?? ,2?? ,3?? ,... - même 0??, cela correspond au centre de l'écran), l'amplitude résultante est maximale, il y a des interférences constructives (luminosité). À tous les points où la différence de trajet est un multiple impair de la moitié de la longueur d'onde (par ex. 0,5?? ,1,5?? , ...), l'amplitude résultante est nulle (c'est-à-dire minimale), il y a interférence destructrice (obscurité). Au fur et à mesure que les distances d'écart diminuent, les différences de trajet deviennent également plus petites à des emplacements constants sur l'écran de visualisation, c'est pourquoi les maxima de luminosité (ainsi que les minima de luminosité) s'éloignent davantage (et vice versa).

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Commentaires:

  1. Fridolph

    Anuka!

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    Désolé, message supprimé

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