آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
دو شکاف یانگ؛ نوارهای روشن چقدر از هم فاصله دارن؟
دو شکاف باریک چطور روی یک صفحه چند نوار روشن و تاریک میسازن؟ سه فاصلهٔ مهم رو عوض کن و ببین فاصلهٔ نوارهای روشن چه تغییری میکنه.
آزمایش رو شروع کنفاصلهٔ نوار روشن مرکزی تا نوار روشن کناری رو در کارت بخون. کارت دوم فاصلهٔ دو نوار روشن مرتبهٔ اول، یکی در هر طرف مرکز، رو میده.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
شکافها رو به هم نزدیک کن
طول موج رو ۵۵۰ نانومتر و فاصلهٔ صفحه رو ۲ متر نگه دار. فاصلهٔ شکافها رو یک بار ۰٫۴ و یک بار ۰٫۱ میلیمتر بذار.
حدست چیه؟ وقتی شکافها به هم نزدیکتر بشن، نوارهای روشن روی صفحه از هم دورتر میشن یا نزدیکتر؟
توضیح نتیجه رو ببین
با فاصلهٔ شکاف ۰٫۴ میلیمتر، نوارهای روشن ۲٫۷۵ میلیمتر از هم فاصله دارن؛ در ۰٫۱ میلیمتر فاصلهشون ۱۱ میلیمتره. چهار برابر نزدیکشدن شکافها، فاصلهٔ نوارها رو چهار برابر میکنه؛ فاصلهٔ دو نوار مرتبهٔ اول هم از ۵٫۵ به ۲۲ میلیمتر میرسه.
رنگ نور رو عوض کن
فاصلهٔ شکافها رو روی ۰٫۲ میلیمتر و فاصلهٔ صفحه رو ۲ متر ثابت نگه دار. طول موج رو از ۴۰۰ به ۷۰۰ نانومتر تغییر بده و فاصلهٔ نوارها رو بخون.
حدست چیه؟ نور با طول موج بلندتر نوارهای روشن رو به هم نزدیک میکنه یا از هم دور؟
توضیح نتیجه رو ببین
با طول موج ۴۰۰ نانومتر، فاصلهٔ نوارها ۴ میلیمتره؛ با ۷۰۰ نانومتر به ۷ میلیمتر میرسه. با ثابتبودن دو فاصلهٔ دیگر، بلندترشدن طول موج، فاصلهٔ نوارها رو هم به همان نسبت بیشتر میکنه.
صفحه رو دورتر ببر
فاصلهٔ شکافها رو ۰٫۲۵ میلیمتر و طول موج رو ۵۰۰ نانومتر بذار. فاصلهٔ صفحه رو یک بار ۱ متر و یک بار ۳ متر انتخاب کن.
حدست چیه؟ اگر فاصلهٔ صفحه سه برابر بشه، فاصلهٔ نوارهای روشن هم سه برابر میشه؟
توضیح نتیجه رو ببین
با صفحه در فاصلهٔ ۱ متر، نوارها ۲ میلیمتر از هم فاصله دارن؛ در ۳ متر، فاصله ۶ میلیمتره. پس با ثابتبودن طول موج و فاصلهٔ شکافها، دورترشدن صفحه فاصلهٔ نوارها رو متناسب با خودش زیاد میکنه.
پشت این حرکت چه خبره؟
روشنایی از تداخل دو موج میآد
pathDifference = m*lambda
نور هر شکاف مثل موجی به صفحه میرسه. جایی که قلهها روی هم میافتن، تداخل سازنده و نوار روشن میسازن؛ جایی که قلهٔ یکی با فرورفتگی دیگری جور میشه، تداخل ویرانگر و ناحیهٔ تاریک بهوجود میآد.
فاصلهٔ نوارها به سه مقدار بستگی داره
deltaY = lambda*L/d
برای صفحهای دورتر از شکافها و زاویههای کوچک، فاصلهٔ نوارهای روشن با طول موج و فاصلهٔ صفحه زیاد میشه و با فاصلهٔ شکافها کم میشه. ابزار واحدها رو برای محاسبه به متر تبدیل میکنه و خروجی فاصله رو به میلیمتر میده.
دو نوار مرتبهٔ اول دو طرف مرکزند
peakSeparation = 2*deltaY
یک فاصلهٔ نوار یعنی فاصلهٔ مرکزِ روشن تا نوار روشن بعدی. دو نوار مرتبهٔ اول در دو طرف مرکز، هرکدام یک فاصله از آن دورن؛ برای همین فاصلهٔ میان آن دو دو برابر فاصلهٔ یک نوار میشه.
شکل، شدت نوارها رو اندازه نمیگیره
این مدل فاصلهٔ نوارها و فاصلهٔ دو نوار مرتبهٔ اول رو حساب میکنه، اما مقدار دیدپذیری یا شدت واقعی هر نوار رو خروجی نمیده. نوارهای شکل برای دیدن الگو رسم شدن و اندازهگیری طولمقیاس نیستن.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس میخونی، دستیار هوش مصنوعی میتونه شبیهسازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر میدی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر میفهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود میشی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمیشه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا با نزدیکشدن دو شکاف، نوارهای روشن از هم دور میشن؟
چون فاصلهٔ نوارها با فاصلهٔ شکافها نسبت وارون داره. با ثابتبودن طول موج و فاصلهٔ صفحه، اگر شکافها رو چهار برابر به هم نزدیک کنی، فاصلهٔ نوارهای روشن هم چهار برابر میشه.
سؤالهای رایج
آزمایش دو شکاف یانگ چی رو نشون میده؟
این آزمایش نشون میده موجهای نور از دو شکاف با هم تداخل میکنن و روی صفحه ردیفی از نوارهای روشن و تاریک میسازن.
نوار روشن کجا بهوجود میآد؟
وقتی اختلاف راه دو موج مضرب صحیحی از طول موج باشه، موجها همفاز به صفحه میرسن و نوار روشن میسازن.
نوار تاریک چرا دیده میشه؟
وقتی اختلاف راه دو موج نیمطولموج با یک مضرب صحیح فاصله داشته باشه، قلهٔ یک موج با فرورفتگی دیگری میرسه و تداخل ویرانگر شدت رو کم میکنه.
فاصلهٔ دو نوار مرتبهٔ اول چه فرقی با فاصلهٔ نوارها داره؟
فاصلهٔ نوارها از نوار مرکزی تا نوار روشن کناریه. دو نوار مرتبهٔ اول در دو طرف مرکز قرار دارن، پس فاصلهٔ بین اونها دو برابر فاصلهٔ یک نواره.
این ابزار دیدپذیری نوارها رو هم حساب میکنه؟
نه؛ فاصلهٔ نوار روشن و فاصلهٔ دو نوار مرتبهٔ اول رو حساب میکنه. شدت و دیدپذیری نوارها فقط در شکل نمایشی هستن و عدد جداگانهای براشون نداری.