[natuurkunde] wand met 4 spleten; interferentie

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 1.247

wand met 4 spleten; interferentie

Hoi,
 
Zie onderstaande vragen met bijbehorende uitwerkingen:
 
Screen Shot 2016-02-10 at 11.11.12.png
Screen Shot 2016-02-10 at 11.11.12.png (2.32 MiB) 173 keer bekeken
 
Screen Shot 2016-02-10 at 11.07.51.png
Screen Shot 2016-02-10 at 11.07.51.png (726.3 KiB) 173 keer bekeken
 
Ik zie niet in hoe het faseverschil van de golven bij A gelijk is aan 0, terwijl het dan bij B opeens gelijk is aan 1/4? Want bij A verwaarloos je toch in feite de afstand tussen 1 en 2, waardoor je kunt zeggen dat de twee golven evenwijdig aan elkaar in A komen? En dan nog: als de afstand naar punt A of B toch zo groot is dat je kunt spreken van parallelle lijnen, hoe kan het dan zo zijn dat de afstand tussen 1 en 2 voor A wel verwaarloosbaar is, en voor B niet? Ik zie het gewoon echt niet.
 
Mijn tweede vraag is hoe het kan dat zodra je voor een golf een andere vindt die met een golflengteverschil van n + 1/2 aankomt, je dan automatisch te maken hebt met een destructieve golf. Hebben we hier niet te maken met vier golven die tegelijkertijd aankomen? Oftewel, kan het niet zo zijn dat andere golven de destructieve interferentie van twee golven te niet zouden doen?
 
Eigenlijk weet ik gewoon helemaal niet waar ik mee bezig ben. Geen enkel antwoord vind ik duidelijk. Misschien moet gewoon even het kwartje vallen en dan snap alle opdrachten. Ik hoop dat enigszins duidelijk is waar mijn denkfouten zitten, want ik zie ze niet.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.269

Re: wand met 4 spleten; interferentie

tweespleten.png
tweespleten.png (205.31 KiB) 171 keer bekeken
 
Bij A nadert een vlak golffront een plaat met twee spleten. De "verstoring" bereikt dus gelijktijdig en geheel in fase beide spleten
 
Elke spleet wordt de bron voor een cirkelvormig nieuw golffront met als middelpunt :
 
youngdoubleslitwaves.gif
youngdoubleslitwaves.gif (9.61 KiB) 171 keer bekeken
 
Beide golven vertrekken dus vanuit de spleten in alle richtingen, óók bijv richting P
 
We kijken nu alleen even in die richting HP.
Omdat de golf die vanuit spleet S2 twee vertrekt een halve golflengte langer (de afstand FG uit de nagenoeg rechthoekige driehoek EFG)  ) heeft af te leggen om in punt P te geraken zijn beide golven richting P (bijv langs front B) geheel uit fase: faseverschil = ½, en dat wil zeggen: overal onderweg naar P doven beide golven elkaar geheel uit. Punt P op het scherm is donker, een zg minimum. 
 
Ik hoop dat dit plaatje duidelijk is. Nog één opmerking voordat je ej daarop verkijkt.
In deze verklarende afbeelding is de afstand tussen de spleten (d) maar ongeveer een kwart van de afstand tot het scherm (L)
Je kunt je hopelijk voorstellen dat meetkundig gezien, als je d gaat uitdrukken in micrometers en L in decimeters, dat r1 en r2 for all practical purposes parallel zullen zijn, maar het weglengteverschil FG toch behouden blijft. Deze benadering vereenvoudigt het rekenwerk aan tralies aanzienlijk, en introduceert slechts (ion de meeste gevallen) verwaarloosbare foutjes
 
 
 
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Gebruikersavatar
Berichten: 1.247

Re: wand met 4 spleten; interferentie

Uw uitleg is me duidelijk, maar het probleem zit 'm in het feit dat we mogen uitgaan van evenwijdige lijnen, terwijl de weglengteverschillen in mijn ogen nog steeds verschillen.
 
dubbele spleet.jpg
dubbele spleet.jpg (70.48 KiB) 170 keer bekeken
 
Stel A zit recht boven 1, dan zit het dus een klein beetje schuin boven 2. Hoe kun je nu stellen dat de weglengteverschillen hetzelfde zijn?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.269

Re: wand met 4 spleten; interferentie

je blijft je verkijken op de schaal : de afstanden 1-2 en 1-A in jouw afbeelding zijn relatief veel te gelijk aan elkaar om een werkelijke situatie weer te geven. Of anders gezegd: de horizontale en de verticale schaal van dit soort verklarende tekeningetjes zijn héél verschillend. Móeten dat ook wel zijn, want anders valt er niks meer verklarend te tekenen.
 
Hieronder al een tikje beter:
 
afstand tot scherm ca 30 cm
centraal maximum.gif
centraal maximum.gif (6.54 KiB) 168 keer bekeken
(klik om te vergroten tot 30 cm hoogte)
 
4 spleten ongeveer 1 mm uiteen
tralie.PNG
tralie.PNG (21.93 KiB) 172 keer bekeken
(vergroting van de onderkant van de  vorige afbeelding)
 
bereken het weglengteverschil tussen de gele en paarse lichtstralen (2 en 3)  die samen naar een punt midden tussen hen in gaan? (duhh, 0...)
 
Bereken het weglengteverschil tussen de gele lichtstraal en de lichtstraal die we erbij maken door tussen geel en paars nóg een spleet te maken (en die dus perfect loodrecht naar het scherm gaat) 
Verborgen inhoud
 √(300² + 0,5²) mm - 300 mm = 0,0004... mm (ter referentie: da's ongeveer de golflengte van violet licht, deze spleetafstand van 0,5 mm gaat voor een licht-interferentiepatroon dus niet zo'n heel mooi beeld leveren)

 
Een typische spleetafstand in een echte tralie is niet 1 mm maar ongeveer 1,5 µ
Bereken weer het weglengteverschil tussen twee naburige stralen, één loodrecht en één dus (een tikje) schuin, naar een scherm op 30 cm afstand
Verborgen inhoud
(ongeveer 1 miljoenste van een micrometer, 0,000 001 µm, terwijl een typische lichtgolf een golflengte van 500 nm =0,5 µm heeft. Het weglengteverschil is nu maar een vijfhonderdduizendste deel van een golflengte voor twee naburige spleten)
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Gebruikersavatar
Berichten: 778

Re: wand met 4 spleten; interferentie

Heerlijk Jan, zoals je dingen inzichtelijk maakt!

Reageer