Dyfrakcja światła na pojedynczej szczelinie
 

  Na drodze monochromatycznej wiązki światła spójnego (np. z lasera) ustawiona jest przesłona z wąską szczeliną. Zgodnie z zasadą Huygensa, każdy punkt szczeliny staje się źródłem fal kulistych. Za szczeliną rozchodzą się więc fale, których nakładanie się - interferencja (patrz symulacja nr 14, "Interferencja dwóch fal kolistych lub kulistych") - powoduje, że na ekranie pojawiają się jasne i ciemne prążki, a nie jeden jasny prążek - geometryczny obraz szczeliny. Światło uległo ugięciu - dyfrakcji.
  W symulowanym doświadczeniu można zmieniać długość fali padającego światła, szerokość szczeliny oraz mierzyć kąt między kierunkiem padającej na szczelinę wiązki, a prostą łączącą szczelinę ze środkami jasnych lub ciemnych prążków na ekranie (dla prążków jasnych są to kierunki wiązek ugiętych na szczelinie).
  Okno programu składa się z trzech części. Z lewej strony u góry przedstawione jest symulowane doświadczenie - przesłona ze szczeliną, wiązka światła oraz ekran z powstającym na nim obrazem. Z lewej strony u dołu pokazany jest powstający obraz dyfrakcyjny lub wykres zależności natężenia światła od położenia na ekranie, zgodnie z zaznaczonym polem wyboru w prawej (zielonej) części okna, która jest obszarem kontrolnym programu.

Wybór długości fali
  W oknie "Długość fali" wpisujemy odpowiednią wartość (z zakresu od 380 do 780nm) lub "przeciągamy" myszką sąsiedni suwak.

Wybór szerokości d szczeliny
  W oknie "Szerokość szczeliny" wpisujemy odpowiednią wartość (z zakresu od 500 do 5000nm) lub "przeciągamy" myszką sąsiedni suwak.

Pomiar kąta między kierunkiem padającej na szczeliny wiązki, a prostą łączącą szczeliny z wybranym punktem na ekranie.
  Przeciąganie myszką suwaka "Kąt" powoduje przesuwanie na ekranie, symetrycznie względem kierunku padającej wiązki, strzałek (w przypadku wykresu natężenia - czerwonych kropek). Wskazują one punkty, dla których wykonywany jest pomiar kąta. Ustawienie strzałek na środku jasnych (maksimum natężenia) prążków pozwala na wyznaczenie kąta ugięcia wiązki światła na szczelinie. Wynik podawany jest w polu "Kąt". Jeśli w pole to wpisana zostanie wartość kąta, strzałki wskażą odpowiadające jej miejsca na ekranie.
   W polu "Względne natężenie" podawane jest natężenie światła we wskazanym strzałką miejsu na ekranie, względem natężenia w maksimum zerowego rzędu (część wiązki przechodząca "na wprost" przez szczeliny).

   Rozwijane listy "Maksima" i "Minima" podają obliczone wartości kątów odpowiednio dla maksimów natężenia (prążków jasnych) i minimów natężenia (prążków ciemnych) zgodnie z warunkami:

amax  =0    lub      b sin amax  =  ( kmax + ½) l

b sin amin  =  kmin l

b ... szerokość szczeliny
amax ... kąt określający położenie jasnego prążka na ekranie
kmax ... rząd maksimum ( 1, 2, ...)
amin ... kąt określający położenie ciemnego prążka na ekranie
kmin ... rząd minimum ( 1, 2, ...)
l ... długość fali




URL: http://www.walter-fendt.de/
© Walter Fendt, 11. Oktober 2003
© Polski przekład programu: Bogusław Malański, Szymon Malański, 08.05.2005
© Opis programu: Marek Godlewski, ZamKor 2006.
Ostatnia zmiana: 26 czerwca 2006