תדריך מעבדה –התאבכות ועקיפה באור

בניסוי . בניסוי זה תחקור את אופיו הגלי של האור באמצעות תופעות ההתאבכות והעקיפהמביצוע מדידות בתבניות ההתאבכות . תעביר קרן לייזר דרך שני סדקים ודרך סדק בודד

בניות בת בהמשך תחקור את ההבדלים. של הלייזר והעקיפה תוכל לחשב את אורך הגל .המתקבלות ממספר רב יותר של סדקיםההתאבכות

:רקע תאורטי

משמעות העקיפה וההתאבכות באור והסבר נוסחאות , הרקע יכיל התייחסות לניסוי יאנג .מרכזיות בניסוי

:רשימת ציוד

, סרגל, )או קיר לבן(מסך , עם מחזיקים )גלגלי שקופיות(מערכת סדקים , לייזר, שולחן אופטי .מטר

אין כל סכנה בפגיעה של אור הלייזר . אין להסתכל ישירות על אור הלייזר !!!!האזהרעל מנת להתקרב לסדקים יש להסתיר קודם לכן את קרן ! בחלקי הגוף פרט לעיניים

!!!הלייזר עם היד ורק אז להתקרב

:ביצוע הניסוי

ם הצב את מחזיק השקופיות יחד עקרבתו וב הצב את הלייזר בקצה השולחן האופטי .1שקופית במרחק של כמטר מה. ) Double slit( הגלגל המכיל שקופית שני סדקים

תופיע )או על הקיר(כוון את המערכת כך שעל המסך הצב מסך ו ,לייזר ומולוומולה בחן את תבניות ההתאבכות המתקבלות מזוגות הסדקים .תמונת התאבכות ברורה

. ך הגל בדיוק הרב ביותרשלרשותך ובחר בתבנית שמתוכה תוכל למדוד את אורבעזרת שני הברגים שבגב מקור האור תוכל לכוון את אלומת הלייזר כך שהתבנית

.שתתקבל תהיה הברורה ביותרנתון dשים לב ש . המרחק בין שני הסדקים dהעתק מן השקופית את ערכו של .2

.יחידות של מילימטרים

d = _________ m

.ופית ובין תבנית ההתאבכותבין השק Lאת המרחק ) או קבע(מדוד .3

L = _________ m

את הרוחב ומצא מתוך כך פסי אור בתבנית ההתאבכותשל מספר רוחבםאת מדוד .4∆x המרחק בין האמצעים של שני קווי צומת סמוכים בתבנית(בודד של פס אור.(

∆x = __________ m

. ) single slit( יחידיםהמכיל סדקים שקופיותהחלף את שקופית הסדקים במחזיק .5גם כאן עומדים לרשותך .עקיפה ברורה תבניתתקבל כוון שוב את המערכת כך שת

.מספר סדקים ועליך להחליט באיזו תבנית תתקבל מדידה מיטבית של אורך הגל

שים לב שרוחב הסדק מסומן על . רוחב הסדק wהעתק מן השקופית את ערכו של .6 .והוא נתון ביחידות של מילימטרים aהשקופית באות

w = _________ m

.בין השקופית ובין תמונת העקיפה Lאת המרחק ) או קבע(מדוד .7

L = _________ m

. י – n -המרחק ממרכז התבנית עד לפס הצומת המדוד את .8

Xn =_________ m

2( האת הסדק בסדקים נוספים בעלי רוחב שונ החלףגלגל את גלגל השקופיות ו .9 .בין התבניות תאר במילים את ההבדלים). לפחות

להעביר את אור הלייזר דרךחר החלף בחזרה את גלגל השקופיות לגלג הראשון וב .10

תאר במילים את התבניות המתקבלות .)סדקים 5, 4, 3( משנייםמספר סדקים גדול .לבין תבנית ההתאבכות שהתקבלה בשני סדקים ואת ההבדל בינן

:עיבוד תוצאות

חשב מתוך תבנית ההתאבכות בשני סדקים את 4, 3, 2 לפי מדידותיך בסעיפים .1 .של קרן הלייזר λאורך הגל

אורך מתוך תבנית העקיפה בסדק יחיד את חשב, 8, 7, 6 לפי מדידותיך בסעיפים .2 .של קרן הלייזר λהגל

חשב את השגיאה המוחלטת .nm 650 ידוע כי אורך הגל של אור הלייזר הוא .3 .סית והסבר את השגיאהוהיח

:שאלות נוספות

פעלת על מנת וכיצד בתבנית ההתאבכות משני סדקים x∆הסבר כיצד מדדת את .א ?שגיאה היחסיתה להקטין את

וכיצד פעלת על מנת להקטין עקיפה בסדק יחיד בתבנית ה x∆הסבר כיצד מדדת את .ב ?את השגיאה היחסית

ת ההתאבכות וצורת תבנימשפיע על כיצד היה הדבר, לו היה אור הלייזר בצבע כחול .ג ?שהתקבלו והעקיפה

הסבר ?האם ניתן לקבל תבנית התאבכות על ידי שימוש בשני לייזרים נפרדים .ד ?מדוע

כיצד מתקשרת עובדה זו . ידוע כי קשה להבחין בין מקורות אור סמוכים זה לזה .ה ?לתופעת העקיפה

.ו של סדק בעל רוחב לא ידוערוחבלמציאת הצע דרך .ו ? ניתן ליצור תבנית התאבכות ממקורות שאינם שווי מופעהאם .ז ?ואם אורך הגל גדל? מה יקרה לתבנית ההתאבכות אם מקרבים את שני המקורות .ח ?אם נשתמש באור לבן בסדק יחידכיצד תיראה תבנית העקיפה .ט