Naam - Experimenten

Naam : ............................................................
Opgave :
Nr. : ........
Model voor de proef van Young met repen plexiglas
1)
Theoretische achtergrond
a)
Zoals bij golven op een wateroppervlak (m.b.v. de rimpeltank) kunnen we ook
interferentie aantonen bij licht:
RIMPELTANK:
De voorwaarde van 2 coherente trillingsbronnen wordt
voldaan door 2 puntvormige trillers b en b' in fase te
laten trillen.
Op het wateroppervlak krijgen we versterking op die
stroken waar de golven van b en b' in fase toekomen
en krijgen we uitdoving op die stroken waar de golven
in tegenfase toekomen.
LICHT:
Om bij licht 2 coherente trillingsbronnen te verkrijgen laten we een sterke monochromatische lichtbundel invallen op een smalle spleet s. Op kleine afstand daarachter
plaatsen we dan een ondoorschijnend plaatje met op zeer korte tussenafstand twee
evenwijdige uiterst fijne spleten s1 en s2. Vermits licht als dusdanig niet zichtbaar is
plaatsen we een scherm.
Waarneming: We zien een centrale heldere streep, evenwijdige met s1 en s2,
symmetrisch omgeven door afwisselend donkere en heldere strepen. Deze noemen we
de interferentiefranjes.
Illustratie (demonstratieproef):
Om de interferentiestrepen zichtbaar te maken op een scherm moeten we beschikken
over een krachtige monochromatische lichtbron (bv. LASER). We kunnen dit echter
ook zien door het virtuele beeld te bekijken van een gloeilamp achter een smalle spleet
door een microscoopglaasje waarop we op gedroogde zwarte inkt 2 fijne en
evenwijdige krasjes hebben gemaakt met 2 scheermesjes.
b)
Plaatsen van versterking en uitdoving
Daar |s1o| = |s2o| zullen de golven die in o
aankomen steeds in faze aankomen en
elkaar dus versterken. Dit verklaart de
centrale heldere streep.
Daar |co| >> |s1s2| kunnen we de lichtstralen uit s1 en s2 als evenwijdig
beschouwen.
De positie van een punt p op het scherm
stellen we voor door y .
In dat punt p is het verschil in afstand
tussen de golven afkomstig van s1 en s2
gegeven door | s2 p | - | s1 p | = | s2 v |.
We krijgen nu versterking indien | s2 v | = n .  ( n  N0 )
We krijgen uitdoving indien | s2 v | =
2n  1  
2
(nN)
We stellen nu | s1 s2 | voor door a.
In de rechthoekige driehoek s1s2v geldt nu dat sin  =
s2v
a
Hieruit volgt nu dat we VERSTERKING krijgen voor deze richtingen
n
waarbij sin  
(*)
a

en uitdoving indien sin   2n  1 
2a
Opmerkingen:
c)
1)
Die strepen van versterking en uitdoving zijn niet scherp begrensd, maar lopen
geleidelijk aan in elkaar over.
2)
De plaatsen (  ) waar versterking optreedt zijn afhankelijk van de golflengte 
(behalve bij n = 0  sin  = 0).
Dit betekent dat (indien a voldoende klein is) we, op het centrale franje na, de
verschillende kleuren zien waaruit wit licht is samengesteld.
Bepaling van de golflengte
figuur

tg  = ......

 = ...............
( * )  sin  = ........
  = ………………….
2)
Doel van de proef
M.b.v. repen plexiglas waarop een identiek golfpatroon is getekend, bootsen we de twee
lichtstralen na, die afkomstig zijn van het 2 - spleten strookje van Young.
We bepalen hierbij de hoeken waaronder zich constructieve interferentie voordoet. Daaruit
bepalen we dan de golflengte van het "licht" waarmee we werken.
3)
Benodigdheden
Grote houten plank, 2 repen plexiglas met identiek golfpatroon, papiertape, 2 spijkers,
meetlat, T - lat.
4)
Werkwijze en metingen
M.b.v. een plank, 2 spijkers, 2 stukken papierkleefband, 2 repen plexiglas met identiek
golfpatroon en een meetlat kunnen we de plaatsen waar versterking optreedt bepalen.
Bepaling van de golflengte:  
a  sin 
n
met
  bgtg
y
l
Neem a = 6,0 cm , 8,0 cm en 10,0 cm
l = 45,0 cm en 55,0 cm
n = rangnr. van de maxima
Vergelijk met de "echte" golflengte: meet de afstand voor 20 golflengten en deel door 20.
Meet telkens zowel links als rechts.
a ( cm )
l ( cm )
n
6,0
45,0
1
55,0
1
45,0
1
8,0
y ( cm )
(°)
2
10,0
5)
55,0
1
45,0
1
55,0
2
45,0
1
55,0
2
Besluit
Bepaal de golflengte door het gemiddelde te berekenen:  = ..............
Vergelijk dit nu met de "echte" golflengte:  = ............... = ...................
Deze bepaal je via de lengte van bv. 20 golflengten op de plexiglazen repen.
 ( cm )