Hoá học ✅ (ĐÃ XÁC MINH)

Light – Thí nghiệm khe kép của Young

Tìm hiểu về thí nghiệm khe kép của Thomas Young mâu thuẫn với lý thuyết ánh sáng của NewtonTìm hiểu về thí nghiệm khe kép của Thomas Young mâu thuẫn với lý thuyết ánh sáng của NewtonTìm hiểu về thí nghiệm khe kép của Thomas Young .
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Mainz Xem tất cả video cho bài viết nàyViệc quan sát những hiệu ứng giao thoa chỉ ra rõ ràng sự hiện hữu của những sóng chồng lên nhau. Thomas Young đã công nhận rằng ánh sáng là một làn sóng và tuân theo nguyên tắc chồng chất ; thành tựu thực nghiệm vĩ đại của ông là chứng tỏ sự giao thoa có tính kiến thiết xây dựng và tàn phá của ánh sáng ( c. 1801 ). Trong một phiên bản văn minh của thí nghiệm của Young, chỉ khác về điểm cơ bản của nó ở nguồn ánh sáng, một tia laser chiếu sáng như nhau hai khe song song trong một bề mặt không trong suốt. Ánh sáng truyền qua hai khe được quan sát trên một màn ảnh ở xa. Khi chiều rộng của những khe lớn hơn đáng kể bước sóng của ánh sáng, những quy tắc hình học quang học giữ — ánh sáng tạo ra hai bóng và có hai vùng được chiếu sáng trên màn hình hiển thị. Tuy nhiên, khi những khe bị thu hẹp về chiều rộng, ánh sáng sẽ nhiễu xạ vào bóng hình học và những sóng ánh sáng chồng lên nhau trên màn hình hiển thị. ( Bản thân sự nhiễu xạ là do thực chất sóng của ánh sáng gây ra, là một ví dụ khác về hiệu ứng giao thoa — nó sẽ được bàn luận cụ thể hơn bên dưới. )

Nguyên tắc chồng chất xác lập dạng cường độ tác dụng trên màn hình hiển thị được chiếu sáng. Giao thoa cấu trúc xảy ra bất kể khi nào sự độc lạ về đường đi từ hai khe đến một điểm trên màn bằng một số ít tích phân của bước sóng ( 0, λ, 2 λ, … ). Sự độc lạ về đường đi này bảo vệ rằng những đỉnh từ hai sóng đến đồng thời. Giao thoa diệt trừ phát sinh từ sự độc lạ về đường đi bằng 50% số bước sóng tích phân ( λ / 2, 3 λ / 2, … ). Young đã sử dụng những lập luận hình học để chỉ ra rằng sự chồng chất của hai sóng dẫn đến một loạt những dải cách đều nhau, hoặc những dải, có cường độ cao, tương ứng với những vùng giao thoa kiến thiết xây dựng, ngăn cách bởi những vùng tối của giao thoa triệt tiêu trọn vẹn .
Thử nghiệm khe đôi của YoungThử nghiệm khe đôi của YoungKhi ánh sáng đơn sắc đi qua hai khe hẹp chiếu ra màn ảnh ở xa thì quan sát được dạng vân sáng và vân tối đặc trưng. Hình ảnh giao thoa này là do sự chồng chất của những sóng ánh sáng trùng nhau xuất phát từ hai khe. Các vùng giao thoa cấu trúc, tương ứng với những vân sáng, được tạo ra khi hiệu số đường đi từ hai khe đến vân là một tích số bước sóng của ánh sáng. Giao thoa triệt tiêu và những vân tối được tạo ra khi hiệu số đường đi bằng 50% số bước sóng .
Encyclopædia Britannica, Inc. Một tham số quan trọng trong hình học khe kép là tỉ số giữa bước sóng của ánh sáng λ với khoảng cách giữa những khe d. Nếu λ / d nhỏ hơn 1 nhiều thì khoảng cách giữa những vân giao thoa liên tục sẽ nhỏ và không hề quan sát được những hiệu ứng giao thoa. Sử dụng những khe hẹp được phân tách, Young hoàn toàn có thể tách những vân giao thoa. Bằng cách này, ông đã xác lập được bước sóng của những màu của ánh sáng nhìn thấy. Các bước sóng rất ngắn của ánh sáng nhìn thấy lý giải tại sao những hiệu ứng giao thoa chỉ được quan sát trong những trường hợp đặc biệt quan trọng – khoảng cách giữa những nguồn của sóng ánh sáng giao thoa phải rất nhỏ để tách biệt những vùng giao thoa kiến thiết xây dựng và giao thoa triệt tiêu .

Việc quan sát những hiệu ứng giao thoa là một thử thách vì hai khó khăn vất vả khác. Hầu hết những nguồn sáng phát ra một dải bước sóng liên tục, tạo ra nhiều vân giao thoa trùng nhau, mỗi vân có khoảng cách rìa khác nhau. Các mẫu giao thoa nhiều loại rửa sạch những hiệu ứng giao thoa rõ ràng nhất, ví dụ điển hình như những vùng tối trọn vẹn. Thứ hai, để hoàn toàn có thể quan sát được hình ảnh giao thoa trong một khoảng chừng thời hạn dài, hai nguồn sáng phải phối hợp với nhau. Điều này có nghĩa là những nguồn sáng phải duy trì mối quan hệ pha không đổi. Ví dụ, hai sóng điều hòa cùng tần số luôn có mối quan hệ pha cố định và thắt chặt tại mọi điểm trong khoảng trống, cùng pha, lệch sóng, hoặc trong một mối quan hệ trung gian nào đó. Tuy nhiên, hầu hết những nguồn sáng không phát ra sóng hài thực sự ; thay vào đó, chúng phát ra những sóng trải qua quá trình đổi khác ngẫu nhiên hàng triệu lần mỗi giây. Ánh sáng như vậy được gọi là không mạch lạc. Hiện tượng giao thoa vẫn xảy ra khi sóng ánh sáng từ hai nguồn không tích hợp trùng nhau trong khoảng trống, nhưng hình ảnh giao thoa xê dịch ngẫu nhiên khi những pha của sóng biến hóa ngẫu nhiên. Các máy dò ánh sáng, gồm có cả mắt, không hề ghi lại những dạng giao thoa di dời nhanh gọn và chỉ quan sát được cường độ trung bình theo thời hạn. Ánh sáng laze gần như đơn sắc ( gồm có một bước sóng duy nhất ) và có tính phối hợp cao ; do đó nó là một nguồn lý tưởng để bật mý những hiệu ứng nhiễu .

Sau năm 1802, các phép đo bước sóng của ánh sáng nhìn thấy của Young có thể được kết hợp với các phép xác định tương đối thô sơ về tốc độ ánh sáng có sẵn tại thời điểm đó để tính các tần số gần đúng của ánh sáng. Ví dụ, tần số của ánh sáng xanh là khoảng 6 × 10 14 Hz ( hertz, hoặc chu kỳ trên giây). Tần số này lớn hơn nhiều bậc so với tần số của các sóng cơ học thông thường. Để so sánh, con người có thể nghe thấy sóng âm thanh có tần số lên đến khoảng 2 × 10 4 Hz. Chính xác những gì đang dao động với tốc độ cao như vậy vẫn là một bí ẩn trong 60 năm nữa.

VIETLIKE.VN

CEO: Công ty TNHH Công Nghệ Truyền Thông Ez Media.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button