علوم وفضاء

تجربة يونغ وعد الأهداب: لماذا تقسم المسافة على ستة؟

سبعة مراكز تحصر ست فواصل
علامات مواضع، وليست صورة سطوع.

تجربة يونغ وعد الأهداب: احسب الفواصل بين المراكز. [1]

الخلاصة السريعة

سبعة أهداب مضيئة متتالية تحصر ست مسافات؛ اقسم المسافة الكلية على ستة. [1]

  • ضوء أحادي الطول الموجي؛ مصدران مترابطان متوافقان في الطور. شاشة بعيدة وعمودية على المحور؛ زوايا صغيرة وأهداب مركزية. نهمل غلاف حيود عرض الشق؛ نموذج نقطي. [2]
  • λ طول الموجة في الوسط، وd المسافة بين مركزي الشقين، وL بعد الشاشة. قرب المحور ym≈mλL/d؛ m رتبة صحيحة موقعة وym موضع الهدب من المركز. [1]
  • التباعد Δy≈λL/d. إذا شملت المسافة S مركزي أول وآخر N أهداب مضيئة متتالية، فالفواصل N−1؛ لذلك λ≈dS/[(N−1)L]، مع N≥2. [1]
  • مثال مفترض N=7 وS=18mm وd=0.30mm وL=1.5m: ست فواصل، Δy=3mm؛ بالمتر λ≈(0.00030×0.018)/(6×1.5)=600nm. mm مليمتر وnm نانومتر؛ ليست قياسات منفذة. [1][2]
  • القسمة الخاطئة على سبعة تعطي λ≈514.286nm، أي 6/7 من الناتج الصحيح، وأقل بنحو 14.286%. وجود سبعة مراكز لا يعني سبع فواصل. [1]
  • يشمل العد هدبي الطرفين؛ لا تخلط المضيئة بالمعتمة أو تفترض التتالي مع هدب مفقود. إن لم تكن الزوايا صغيرة، لا تعمم التباعد الثابت؛ راجع الهندسة. [2]

النموذج البصري

ضوء أحادي الطول الموجي؛ مصدران مترابطان متوافقان في الطور. شاشة بعيدة وعمودية على المحور؛ زوايا صغيرة وأهداب مركزية. نهمل غلاف حيود عرض الشق؛ نموذج نقطي. [2]

الرموز والمواضع

λ طول الموجة في الوسط، وd المسافة بين مركزي الشقين، وL بعد الشاشة. قرب المحور ym≈mλL/d؛ m رتبة صحيحة موقعة وym موضع الهدب من المركز. [1]

عد الفواصل

التباعد Δy≈λL/d. إذا شملت المسافة S مركزي أول وآخر N أهداب مضيئة متتالية، فالفواصل N−1؛ لذلك λ≈dS/[(N−1)L]، مع N≥2. [1]

استخرج الطول الموجي

مثال مفترض N=7 وS=18mm وd=0.30mm وL=1.5m: ست فواصل، Δy=3mm؛ بالمتر λ≈(0.00030×0.018)/(6×1.5)=600nm. mm مليمتر وnm نانومتر؛ ليست قياسات منفذة. [1][2]

خطأ القسمة على سبعة

القسمة الخاطئة على سبعة تعطي λ≈514.286nm، أي 6/7 من الناتج الصحيح، وأقل بنحو 14.286%. وجود سبعة مراكز لا يعني سبع فواصل. [1]

مقارنة القسمة على ستة وسبعة
نتيجة المثال بالطريقتين.

شروط العد

يشمل العد هدبي الطرفين؛ لا تخلط المضيئة بالمعتمة أو تفترض التتالي مع هدب مفقود. إن لم تكن الزوايا صغيرة، لا تعمم التباعد الثابت؛ راجع الهندسة. [2]

المراجع

  1. مواضع الأهداب
  2. الشق المزدوج

الحيود والتداخل

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.