Оптимальная ширина щели в эксперименте Юнга с двумя щелями

Вместо этого я получил две параллельные яркие полоски, подобные тем, которые можно получить, посветив фонариком через две очень толстые щели.

Это означает, что расстояние между щелями не близко и размер щелей недостаточно мал! Эти два световых луча должны перекрываться, чтобы иметь интерференцию. Малый размер щели необходим для большой дифракции, оптимальный размер щели, безусловно, меньше длины волны.$\lesssim\lambda\approx0.5\mu m$что дает вам большую дифракцию. Тем не менее, щели большего размера допустимы, но вы должны (а) сделать две щели как можно ближе (б) отодвинуть установку подальше от экрана. Вы поймете, что этого достаточно, когда световой луч может перекрываться.

Для разреза вам нужны лучшие инструменты, чем нож, а также лучший материал. Во-первых, вы должны использовать фигурный резак. Во-вторых, вам нужен материал с более острым краем, например пленка. Я полагаю, что пленка использовалась в первых нескольких экспериментах такого рода. Вы упомянули, что волос достаточно, так что$10\mu m$наверное должно быть все в порядке, вам просто нужно отодвинуть экран подальше.

В качестве источника света всегда следует использовать лазер, так как требуется высокая когерентность света. Подойдет любой лазер, он стоит всего 1 доллар, и я уверен, что вы можете одолжить лазерную указку рядом с вами. Насколько я помню, когда я проводил эксперимент Майкельсона-Морли, вольфрамовая лампа давала интерференционную картину только для$<0.1m$с короткой когерентной длиной, но лазер может иметь когерентную длину$>2m$. Это означает, что ваша жизнь может быть проще, поскольку вы можете использовать щель в 20 раз больше с лазером!

Изменить : дополнительная информация о методах, которые Янг использовал для этого эксперимента.

Вики об интерференционном эксперименте Янга цитирует его статью «О природе света и цветов» (также на стр. 140 в книге « Метод и оценка в физических науках » ). Соответствующий отрывок:

Для того чтобы эффекты двух частей света могли быть объединены таким образом, необходимо, чтобы они происходили из одного и того же источника и чтобы они достигали одной и той же точки разными путями, в направлениях, не сильно отклоняющихся друг от друга. Это отклонение может быть вызвано в одной или обеих частях дифракцией, отражением, преломлением или любым из этих эффектов вместе; но самый простой случай, по-видимому, имеет место, когда пучок однородного света падает на экран, в котором есть два очень маленьких отверстия или щели, которые можно рассматривать как центры расхождения, от которых свет рассеивается во всех направлениях.

Итак, я предполагаю, что эксперименты проводились следующим образом:

1. Источник света : В комнате, где все окна закрыты плотными шторами, так что внутри совершенно темно. Затем впустите небольшой луч солнечного света.
2. Монохроматический свет : используйте призму, чтобы разделить свет на разные цвета (это известный метод еще в Netwon). Чтобы получить одночастотный свет высокого качества, перед призмой требуется щель, чтобы получить узкий луч солнечного света.
3. Точечный источник монохроматического света : добавьте еще одну щель, чтобы получить требуемый цвет (S1 на рис. 1), поэтому выходной монохроматический свет исходит от одного точечного источника.
4. Интерференция : добавьте еще одну двойную щель (S2 на рис. 1), чтобы свет мог иметь два разных пути. Убедитесь, что свет от S1 падает на щели S2. Для облегчения наблюдений экран должен быть далеко.

Поскольку его результаты охватывают все цвета, вполне вероятно, что он использовал солнечный свет, а не другой источник света, такой как свеча (в то время не было световой массы). Также нет дифракционной решетки, так что вполне вероятно, что он использовал простую призму.

Для домашних экспериментов, проводимых сегодня, мы можем использовать светодиод в качестве монохроматического источника света, так что шаги 1 и 2 можно пропустить. Если вы используете фонарик, вам все еще нужен шаг 2.

Я использую суперяркий светодиодный фонарик, и вау! Он работает даже с точечными отверстиями вместо щелей, интерференционная картина круглая и равномерная. Он также работает с одной вертикальной щелью и одной горизонтальной щелью. Со светодиодом также кажется, что в центре рисунка есть «сплошная» «полоса».