Hoofdstuk 13: Quantumwereld
,Paragraaf 1:
Soorten golven
Een puntbron zorgt voor een cirkelvormige golf die zich in alle richtingen uitbreidt.
Een vlakke golf is een golf waarbij de golfdalen en golfbergen evenwijdig aan elkaar
in een richting bewegen.
Buigingen bij een smalle spleet
Wanneer een vlakke golf op een spleet valt, kan deze
trilling alleen op de plek van de spleet worden
doorgegeven. De spleet gedraagt zich daardoor als
een puntbron.
De vlakke golf aan de ene kant breidt zich voorbij de
spleet in alle richting uit en gedraag zich dus als een
cirkelvormige golf. Dit verschijnsel heet buiging van
een golf.
Buiging bij een dubbele spleet
Wanneer er een vlakke golf op een dubbele
spleet valt, treden allebei de spleten op als
puntbron waarbij de golf zich in alle richtingen
uitbreidt.
Deze golven kunnen vervolgens interfereren met
elkaar.
Bij een geheel getal als faseverschil versterken
deze golven elkaar (amplitude vergoot) en is er
sprake van constructieve interferentie
Bij een komma
getal als
faseverschil
verzwakken deze golven elkaar (amplitude
verkleind) en is er sprake van destructieve
interferentie
Links zien we constructieve interferentie en rechts
destructieve. We zien dat als er geen faseverschil is
tussen de golven dat de amplitude dan twee keer zo
groot is; is er een halve faseverschil tussen de twee
golven dan zien we totale uitdoving
,Hierbij is het weglente verschil (∆x) tussen de golven nooit groter dan de afstand
tussen twee spleten
Is de afstand tussen de spleten kleiner dan een golflengte dan is het faseverschil
over kleiner dan 1
Is de afstand tussen de spleten veel groter dan een golflengte dan zijn er heel veel
buiklijnen.
Young’s Experiment
Als we een monochromatische lichtbron nemen - dat is een lichtbron die slechts licht
uitzendt van één kleur, dus van één golflengte - en hiervoor een dubbele spleet
plaatsen, creëren we twee kleine lichtbronnen die beide licht uitzenden met dezelfde
golflengte en met dezelfde fase. Vanuit deze lichtbronnen worden dus lichtgolven
uitgezonden, die met elkaar kunnen interfereren.
Als we naar een willekeurig punt kijken en we willen weten of er sprake is van
destructieve of constructieve interferentie kijken we naar de fase:
Is er geen faseverschil (bijvoorbeeld: beide golven hebben een top) dan is er sprake
van constructieve interferentie
Is er een faseverschil van een halve trilling, dan is er sprake van destructieve
interferentie
Een voorbeeld van een interferentie patroon van licht. Duidelijk
te zien zijn de maxima, waar constructieve interferentie optreedt,
en de minima, hier treedt destructieve interferentie op.
In de afbeelding zien we een interferentie patroon. De felle witte
gedeelten zijn punten van constructieve interferentie (maxima),
de zwarte (uitgedoofde) gedeelten zijn punten waarin
destructieve interferentie optreedt (minima).
De weglengte is de afstand vanaf een punt tot een lichtbron, het weglengteverschil is
het verschil in afstand tussen de weglengte van de ene bron ten opzichte van de
andere bron.
Dus als we weten dat de beide lichtbronnen in fase zijn en we noemen de golflengte
λ dan kunnen we zeggen dat als het weglengteverschil een meervoud is van de
golflengte (= nλ waarin n = 0, 1, 2 enz.), dan is de fase van beide golven op dat punt
gelijk en is er sprake van constructieve interferentie.
Als het weglengte verschil voldoet aan nλ + ½ , dan is er sprake van een fase
verschil van een halve trilling en kunnen we van destructieve interferentie spreken.
, Een plaatje van een opstelling zoals die ook
werd gebruikt door dr. Young. De eerste spleet
wordt niet weergegeven op de afbeelding.
Het is belangrijk om een monochromatische
lichtbron te gebruiken. Als je een lichtbron
gebruikt die licht uitzendt van verschillende
golflengten zal dit licht op verschillende plaatsen
constructieve en destructieve interferentie
vertonen, hetgeen afhankelijk is van de
golflengte.
Als op een bepaalde plaats bijvoorbeeld licht met
een golflengte van 300 nm wordt uitgedoofd
(minima) kan licht met een golflengte van
bijvoorbeeld 310 nm juist wel een maximum hebben. Hier heeft de interferentie van
licht dus geen invloed op de intensiteit van het licht en zullen er geen minima en
maxima van lichtintensiteit te zien zijn.
Monochromatisch licht valt in op een zeer kleine opening in een scherm. De opening
fungeert als puntbron en zendt bolvormige golven uit. Op een grote afstand van de
puntbron bevindt zich een scherm voorzien van 2 kleine spleten. Op voldoende grote
afstand L wordt op een scherm een interferentiepatroon waargenomen. Het
interferentiepatroon bestaat uit donkere en lichte strepen.
,Paragraaf 1:
Soorten golven
Een puntbron zorgt voor een cirkelvormige golf die zich in alle richtingen uitbreidt.
Een vlakke golf is een golf waarbij de golfdalen en golfbergen evenwijdig aan elkaar
in een richting bewegen.
Buigingen bij een smalle spleet
Wanneer een vlakke golf op een spleet valt, kan deze
trilling alleen op de plek van de spleet worden
doorgegeven. De spleet gedraagt zich daardoor als
een puntbron.
De vlakke golf aan de ene kant breidt zich voorbij de
spleet in alle richting uit en gedraag zich dus als een
cirkelvormige golf. Dit verschijnsel heet buiging van
een golf.
Buiging bij een dubbele spleet
Wanneer er een vlakke golf op een dubbele
spleet valt, treden allebei de spleten op als
puntbron waarbij de golf zich in alle richtingen
uitbreidt.
Deze golven kunnen vervolgens interfereren met
elkaar.
Bij een geheel getal als faseverschil versterken
deze golven elkaar (amplitude vergoot) en is er
sprake van constructieve interferentie
Bij een komma
getal als
faseverschil
verzwakken deze golven elkaar (amplitude
verkleind) en is er sprake van destructieve
interferentie
Links zien we constructieve interferentie en rechts
destructieve. We zien dat als er geen faseverschil is
tussen de golven dat de amplitude dan twee keer zo
groot is; is er een halve faseverschil tussen de twee
golven dan zien we totale uitdoving
,Hierbij is het weglente verschil (∆x) tussen de golven nooit groter dan de afstand
tussen twee spleten
Is de afstand tussen de spleten kleiner dan een golflengte dan is het faseverschil
over kleiner dan 1
Is de afstand tussen de spleten veel groter dan een golflengte dan zijn er heel veel
buiklijnen.
Young’s Experiment
Als we een monochromatische lichtbron nemen - dat is een lichtbron die slechts licht
uitzendt van één kleur, dus van één golflengte - en hiervoor een dubbele spleet
plaatsen, creëren we twee kleine lichtbronnen die beide licht uitzenden met dezelfde
golflengte en met dezelfde fase. Vanuit deze lichtbronnen worden dus lichtgolven
uitgezonden, die met elkaar kunnen interfereren.
Als we naar een willekeurig punt kijken en we willen weten of er sprake is van
destructieve of constructieve interferentie kijken we naar de fase:
Is er geen faseverschil (bijvoorbeeld: beide golven hebben een top) dan is er sprake
van constructieve interferentie
Is er een faseverschil van een halve trilling, dan is er sprake van destructieve
interferentie
Een voorbeeld van een interferentie patroon van licht. Duidelijk
te zien zijn de maxima, waar constructieve interferentie optreedt,
en de minima, hier treedt destructieve interferentie op.
In de afbeelding zien we een interferentie patroon. De felle witte
gedeelten zijn punten van constructieve interferentie (maxima),
de zwarte (uitgedoofde) gedeelten zijn punten waarin
destructieve interferentie optreedt (minima).
De weglengte is de afstand vanaf een punt tot een lichtbron, het weglengteverschil is
het verschil in afstand tussen de weglengte van de ene bron ten opzichte van de
andere bron.
Dus als we weten dat de beide lichtbronnen in fase zijn en we noemen de golflengte
λ dan kunnen we zeggen dat als het weglengteverschil een meervoud is van de
golflengte (= nλ waarin n = 0, 1, 2 enz.), dan is de fase van beide golven op dat punt
gelijk en is er sprake van constructieve interferentie.
Als het weglengte verschil voldoet aan nλ + ½ , dan is er sprake van een fase
verschil van een halve trilling en kunnen we van destructieve interferentie spreken.
, Een plaatje van een opstelling zoals die ook
werd gebruikt door dr. Young. De eerste spleet
wordt niet weergegeven op de afbeelding.
Het is belangrijk om een monochromatische
lichtbron te gebruiken. Als je een lichtbron
gebruikt die licht uitzendt van verschillende
golflengten zal dit licht op verschillende plaatsen
constructieve en destructieve interferentie
vertonen, hetgeen afhankelijk is van de
golflengte.
Als op een bepaalde plaats bijvoorbeeld licht met
een golflengte van 300 nm wordt uitgedoofd
(minima) kan licht met een golflengte van
bijvoorbeeld 310 nm juist wel een maximum hebben. Hier heeft de interferentie van
licht dus geen invloed op de intensiteit van het licht en zullen er geen minima en
maxima van lichtintensiteit te zien zijn.
Monochromatisch licht valt in op een zeer kleine opening in een scherm. De opening
fungeert als puntbron en zendt bolvormige golven uit. Op een grote afstand van de
puntbron bevindt zich een scherm voorzien van 2 kleine spleten. Op voldoende grote
afstand L wordt op een scherm een interferentiepatroon waargenomen. Het
interferentiepatroon bestaat uit donkere en lichte strepen.
