התאבכות כפולת-חריצים ורשתות תפוצה
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| diffraction grating/dɪˈfrækʃn ˈɡreɪtɪŋ/ | ספריבת התאבכות |
השקיעו אור דרך שתי פתריות — ותקבלו פסים, לא שתי קווים
- שלחו אור דרך שתי פתריות צרות והמסך יציג שורה של פסים בהירים וכהים.
- לא שני קווים בהירים כפי שתצפו — דוגמת התאבכות.
- זהו ניסוי הפתריות הכפול של יאנג, והוא הוכיח שהאור הוא גל.
- אותה רעיון, עם אלפי פתריות, הופך לרשת התפרקות.
כיצד נוצרים הפסים
- האור מתפשט (מתפרק) מכל פתח, ושני סדרות הגלים נפגשות ומתאבכות.
- במקום שבו הן מגיעות בשלב, הן מחברות — פס בהיר.
- במקום שבו הן מגיעות ממנועה, הן מבטלות אחת את השנייה — פס כהה.
- הדוגמה היא תמונה ישירה של התאבכות בונה והתאבכות מייבת.
שני גלים המתאבכים
שנו את הפרש הפאזה והצפו כיצד שני גלים נוספים ליצירת בהירות (בפאזה) או לבטל זה את זה ליצירת חשיכה (לא בפאזה).
תבנית ההתאבכות בשני החריצים היא עדות לכך שהאור הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
התאבכות היא תופעה גלית, ולכן הפריזמות מוכיחות שהאור הוא גל.
תנאי הפס ההירקע
- פסות בהירים מופיעים כאשר הפרש הדרך משני החריצים הוא מספר שלם של אורכים גליים.
- התנאי הוא $d\sin\theta = m\lambda$, כאשר $m = 0, 1, 2, \ldots$
- חריצים קרובים יותר (מספר $d$ קטן) או אורך גל ארוך יותר מפזרים את הפסות רחוק יותר.
- מדידת המרווח בין הפסות מאפשרת לחשב את אורך הגל של האור.
רצועה בהירה נוצרת שבו הפרש הדרך מהשני חריצים הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
פריזמות בהירות דורשות $d\sin\theta = m\lambda$ — מספר שלם של אורכים גל.
אם הרווח בין שני החריצים $d$ מוקטן למחצה, רוחב הפריזמה:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
רוחב הפריזמה פרופורציונלי ל-$1/d$, ולכן הקטנת $d$ למחצה מכפילה את הרוחב.
פריזמה כהה נוצרת במקום שבו הגלים משני החריצים מגיעים מחוץ לפאזה ומתבטלים.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
הגעה מחוץ לפאזה גורמת להתאבכות הרסנית — פריזמה כהה.
רשתות נירואה
- רשת נירואה מכילה אלפי חריצים דקים הצפופים יחד.
- היא מפצלת אור לנקודות חדות ובהירות מאוד — הרבה טהורים יותר מאשר שני חריצים.
- היא גם מפזרת צבעים שונים בזוויות שונות, ובכך יוצרת ספקטרומ.
- רשתות משמשות בספקטרומטרים לזיהוי היסודות בכוכבים ובדגימות.
מכשיר עם אלפי חריצים עדינים המפצל אור לנקודות חדות הוא גרידת פיזור ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
גרידת פיזור נותנת מקסימומים בהירים וחדים מאוד.
בחר את כל האמירות הנכונות לגבי שני החריצים וגרידות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
בהיר = הפרש מסלול של אורך גל שלם; התאבכות מוכיחה שהאור הוא גל; גרידות יוצרות ספקטרום. התבנית היא התאבכות, ולא פנסונים עצמאיים.
הפסות מהנירואה הכפולה נובעים מהפרעה, לא מהפעלת החריצים כמנורות קטנות — ולכן מקבלים תבנית של פסים, ולא שני פסי אור. פסות בהירים דורשים הפרש דרך של מספר שלם של אורכי גל ($d\sin\theta = m\lambda$); חצי-אורכי גל נותנים פסות כהים.
במערכת נירואה כפולה, ההפרדה בין החריצים הופחתה למחצה. מה קורה למרווח בין הפסות?
- מרווח הפסות עובר לפי $1/d$, ולכן הפחתת $d$ מכפילה את המרווח.
- הפסים הבהירים נעים רחוק יותר על המסך.
נירואת Young יוצרת פסות בהירים וכהים באמצעות הפרעה — בהיר כאשר $d\sin\theta = m\lambda$ (הפרש דרך ממספר שלם). חריצים קרובים יותר או אורכי גל ארוכים יותר מפזרים את הפסות רחוק יותר. רשת נירואה (אלפי חריצים) נותנת נקודות חדות ומפצלת אור לספקטרומ.