Double-Slit Interference and Diffraction Gratings · Interferência de Fenda Dupla e Redes de Difração
| English | Português |
|---|---|
| diffraction grating/dɪˈfrækʃn ˈɡreɪtɪŋ/ | rede de difração |
Shine light through two slits — and get stripes, not two lines
- Send light through two narrow slits and the screen shows a row of bright and dark stripes.
- Not two bright lines as you'd expect — an interference pattern.
- This is Young's double-slit experiment, and it proved light is a wave.
- The same idea, with thousands of slits, becomes a diffraction grating.
Faça a luz passar por duas fendas — e obtenha listras, não duas linhas
- Envie luz através de duas fendas estreitas e a tela mostrará uma fileira de listras claras e escuras.
- Não duas linhas brilhantes como esperado — um padrão de interferência.
- Este é o experimento das duas fendas de Young, e provou que a luz é uma onda.
- A mesma ideia, com milhares de fendas, torna-se uma rede de difração.
How the fringes form
- Light spreads (diffracts) from each slit, and the two sets of waves overlap and interfere.
- Where they arrive in phase, they add — a bright fringe.
- Where they arrive out of phase, they cancel — a dark fringe.
- The pattern is a direct picture of constructive and destructive interference.
Como os franjas se formam
- A luz se espalha (difrata) de cada fenda, e os dois conjuntos de ondas se sobrepõem e interferem.
- Onde chegam em fase, somam-se — uma franja clara.
- Onde chegam fora de fase, cancelam-se — uma franja escura.
- O padrão é uma imagem direta de interferência construtiva e destrutiva.
Two waves interfering · Duas ondas interferindo
Change the phase difference and watch two waves add to bright (in phase) or cancel to dark (out of phase). · Altere a diferença de fase e veja duas ondas somarem para claro (em fase) ou cancelarem para escuro (fora de fase).
The double-slit interference pattern is evidence that light is a: · O padrão de interferência de fenda dupla é evidência de que a luz é:
Interference is a wave phenomenon, so the fringes prove light is a wave. · Interferência é um fenômeno ondulatório, então as franjas provam que a luz é uma onda.
The bright-fringe condition
- Bright fringes appear where the path difference from the two slits is a whole number of wavelengths.
- The condition is $d\sin\theta = m\lambda$, with $m = 0, 1, 2, \ldots$
- Closer slits (smaller $d$) or a longer wavelength spread the fringes further apart.
- Measuring the fringe spacing lets you calculate the wavelength of the light.
A condição da franja clara
- Franjas claras aparecem onde a diferença de caminho das duas fendas é um número inteiro de comprimentos de onda.
- A condição é $d\sin\theta = m\lambda$, com $m = 0, 1, 2, \ldots$
- Fendas mais próximas (menor $d$) ou um comprimento de onda mais longo espalham as franjas mais distantes.
- Medir o espaçamento entre franjas permite calcular o comprimento de onda da luz.
A bright fringe forms where the path difference from the two slits is: · Um franja clara forma-se onde a diferença de caminho das duas fendas é:
Bright fringes need $d\sin\theta = m\lambda$ — a whole number of wavelengths. · Franjas claras precisam de $d\sin\theta = m\lambda$ — um número inteiro de comprimentos de onda.
If the slit separation $d$ is halved, the fringe spacing: · Se a separação das fendas $d$ for reduzida pela metade, o espaçamento das franjas:
Fringe spacing goes as $1/d$, so halving $d$ doubles the spacing. · Espaçamento das franjas depende de $1/d$, então reduzir $d$ pela dobra o espaçamento.
A dark fringe forms where waves from the two slits arrive out of phase and cancel. · Uma franja escura forma-se onde ondas das duas fendas chegam fora de fase e se cancelam.
Out-of-phase arrival gives destructive interference — a dark fringe. · Chegada fora de fase resulta em interferência destrutiva — uma franja escura.
Diffraction gratings
- A diffraction grating 衍射光栅 has thousands of fine slits packed together.
- It splits light into very sharp, bright spots — far cleaner than two slits.
- It also spreads different colours by different angles, making a spectrum.
- Gratings are used in spectrometers to identify the elements in stars and samples.
Redes de difração
- Uma rede de difração 衍射光栅 possui milhares de fendas finas empilhadas.
- Ela divide a luz em pontos muito nítidos e brilhantes — muito mais limpos que duas fendas.
- Também espalha diferentes cores em ângulos diferentes, formando um espectro.
- Redes são usadas em espectrômetros para identificar elementos em estrelas e amostras.
A device with thousands of fine slits that splits light into sharp spots is a diffraction ____. · Um dispositivo com milhares de fendas finas que divide a luz em pontos nítidos é uma rede de ____.
A diffraction grating gives very sharp, bright maxima. · Uma rede de difração fornece máximos muito nítidos e brilhantes.
Select all · todos true statements about the double slit and gratings. · Selecione todas as afirmações verdadeiras sobre fenda dupla e redes.
Bright = whole-wavelength path difference; interference proves light is a wave; gratings make spectra. The pattern is interference, not independent torches. · Claro = diferença de caminho de comprimento de onda inteiro; interferência prova que a luz é onda; redes geram espectros. O padrão é interferência, não lanternas independentes.
The double-slit fringes come from interference, not from the slits acting as tiny torches — that's why you get a pattern of stripes, not two bright bars. Bright fringes need a path difference of a whole number of wavelengths ($d\sin\theta = m\lambda$); half-wavelengths give dark fringes.
As franjas de duas fendas vêm de interferência, e não das fendas agindo como pequenas lanterna — é por isso que você obtém um padrão de listras, não duas barras brilhantes. Franjas claras exigem uma diferença de caminho de um número inteiro de comprimentos de onda ($d\sin\theta = m\lambda$); meio-comprimento de onda dá franjas escuras.
In a double-slit setup, the slit separation is halved. What happens to the fringe spacing?
- Fringe spacing goes as $1/d$, so halving $d$ doubles the spacing.
- The bright stripes move further apart on the screen.
Em um setup de duas fendas, a separação entre fendas é reduzida à metade. O que acontece com o espaçamento das franjas?
- O espaçamento das franjas varia como $1/d$, então reduzir $d$ à metade dobra o espaçamento.
- As listras claras movem-se mais distantes na tela.
Young's double slit makes bright and dark fringes by interference — bright where $d\sin\theta = m\lambda$ (whole-number path difference). Closer slits or longer wavelengths spread the fringes wider. A diffraction grating (thousands of slits) gives sharp spots and splits light into a spectrum.
A dupla fenda de Young cria franjas claras e escuras por interferência — clara onde $d\sin\theta = m\lambda$ (diferença de caminho de número inteiro). Fendas mais próximas ou comprimentos de onda mais longos espalham as franjas mais. Uma rede de difração (milhares de fendas) produz pontos nítidos e divide a luz em um espectro.