natuurkunde
Interferentie van licht (2)
Deze applet illustreert de interferentieproef van Young (het tweespletenexperiment):
interferentie van licht aan twee smalle openingen.
De opzet van de proef
Van linksonder valt een bundel monochromatisch laserlicht op een ondoorzichtige, lichtgrijze plaat met twee smalle openingen. Die splitsen de laserbundel in
twee coherente bundels. (Monochromatisch = van één golflengte, coherent = met constant faseverschil).
De openingen zijn zó smal, dat aan elke opening buiging optreedt. Daardoor overlappen de twee bundels elkaar en ontstaat op het ronde, zwarte projectiescherm
een interferentiepatroon: een regelmatig afwisseling van lichte en donkere plekken.
Verklaring - afstandsverschil
Wat er in een punt P van het projectiescherm precies gebeurt hangt af van het afstandsverschil in P: hoeveel
golflengten punt P verder van de ene opening ligt dan van de andere.
Dit afstandsverschil bepaalt wat de interferentie in P oplevert: een maximum, een minimum of iets er tussenin.
Constructieve interferentie
In punten waar het afstandsverschil een geheel aantal golflengten is, treffen de golven elkaar steeds met dezelfde gereduceerde fase. Een top van de ene golf ontmoet
steeds een top van de andere golf, een dal van de ene golf steeds een dal van de andere. Dat geeft extra hoge toppen en extra diepe dalen, de golven versterken elkaar.
Daar ontstaat een maximum, een lichte plek.
Destructieve interferentie
In punten waar het afstandsverschil een geheel aantal golflengten is min een halve, treffen de golven elkaar steeds met gereduceerd faseverschil ½. Een top van
de ene golf ontmoet steeds een dal van de andere. Daar verzwakken de golven elkaar of doven ze elkaar zelfs uit. Er ontstaat een
minimum, een donkere plek.
De applet
- De bovenste slider regelt de golflengte (λ) van het laserlicht.
- De tweede slider bepaalt de afstand (d) tussen de twee openingen.
- De derde slider meet de afbuigingshoekhoek (α) van een maximum of een minimum.
- Onderaan kies je wat je in het gele scherm wilt zien: het interferentiepatroon of de relatieve intensiteit van het licht.
- (Opmerking bij het intensiteitsprofiel: alleen als de breedte van de openingen
veel kleiner is dan de golflengte van het licht, is de intensiteit van alle maxima even groot).
Ga na dat geldt:
voor een maximum:
d ⋅ sin α = k ⋅ λ
voor een minimum:
d ⋅ sin α = (k + ½) ⋅ λ
Hierin is
k een geheel getal: de
orde van de maxima en minima.