Young Deneyi Çift Yarıkta Girişim – Çift Yarık Deneyi Açıklaması Sonuçları

0
Advertisement

Young’ın çift yarık deneyi nedir? Işık dalgalarının girişimi konusu, çift yarıkta girişim young deneyi konu anlatımı, açıklaması, formüller ve şekiller.

Young Deneyi (Çift Yarıkta Girişim)

Young’ın çift yarık deneyi Özet

1801’deki ünlü deneyinde Thomas Young ışığın bir dalga olduğunu kesin olarak kanıtlamıştır. Işığı iki yarıktan geçirip kırınmasını sağlayan Young, yalnızca üst üste binen iki kırınım deseni değil, aynı zamanda yarıklardan geçen ışık ışınlarının oluşturduğu girişimden dolayı oluşan fazladan şeritler de gördü. Işınlar girişim yaparak açıklıkları yarıklar arası uzaklığın tersiyle orantılı olan aydınlık ve karanlık şeritler üretmişti. Dolayısıyla tek açıklık kırınımının geniş deseni yerine ince şeritlerden oluşan birleşik bir desen ortaya çıktı. Paralel yarıkların sayısı arttırıldığında bu ikinci girişim deseni daha da keskinleşiyordu.

Işık dalgalarının girişimi için aynı fazlı veya sabit fazlı iki dalga kaynağı gereklidir. Ayrıca kaynaklardan çıkan dalgaların dalga boylarının eşit olması meydana gelen girişimin incelenmesini kolaylaştırır. Bu şartların sağlanması için tek renkli bir ışık kaynağı ve çift yarıklı bir engel kullanılır. Kaynak yarıklardan eşit uzaklığa konularak kaynaktan çıkan ışınların yarıklara aynı anda varması sağlanır. Böylece bu yarıklar aynı fazda çalışan iki nokta kaynak haline gelirler.

Eğer faz farkı olan iki kaynak kullanılırsa girişim saçakları hızlı değiştiğinden gözle gözlenemezler. Işık kaynağındaki atomlar \displaystyle {{10}^{-9}} saniye aralıklarla ışık salarlar ve göz bunu takip edemez. Bu durumu ortadan kaldırmak ve girişim gözlemek için yukarıda belirtilen şartların sağlanması gerekir.

isik-sekil-3-2

Advertisement

Girişim saçaklarının gözle görülebilir genişlikte olması için de Şekil: 3-2 de saçakların göründüğü \displaystyle \theta açılarının dolayısıyla \displaystyle \sin \theta nın yeterince büyük olması gerekir. Ayrıca saçak genişliği kaynaklara olan uzaklığa bağlı olarak değişir.

Şekil: 3-2 deki girişim deneyinde K1 ve K2 yarıkları aynı fazda çalışan iki noktasal kaynak gibi davranırlar. Kaynaklardan çıkan ışık dalgaları, merkez doğrusuna eşit uzaklıkta olduklarından, perdede merkez doğrusu üzerinde birbirini kuvvetlendirmesiyle aydınlık saçak oluşur. Bu saçağa merkezi aydınlık saçak denir. Merkezi aydınlık saçağın altında ve üstünde simetrik olarak onu takip eden karanlık ve aydınlık saçaklar meydana gelir.

isik-sekil-3-3

Kaynaklardan çıkan ışık dalgaları perde üzerindeki bir P noktasında girişim meydana getirsin.

P noktasının kaynaklara olan uzaklığı, kaynaklar arası uzaklığa göre çok büyük olması halinde P noktasının kaynaklara olan uzaklıkları \displaystyle \left| P{{K}_{1}} \right| ve \displaystyle \left| P{{K}_{2}} \right| birbirine paralel olarak düşünülebilir. (Şekil: 3-3) Bu durumda K1 ve K2 kaynaklarından çıkan dalgalar P noktasına \displaystyle \left| P{{K}_{1}} \right|-\left| P{{K}_{2}} \right| yol farkıyla ulaşırlar. Şekil:3-4 e göre,

Advertisement

isik-sekil-3-4

\displaystyle \sin \theta =\frac{\left| A{{K}_{1}} \right|}{d}

Yol farkı = \displaystyle \left| A{{K}_{1}} \right|=d.\sin \theta

Ayrıca θ ve θ’ açılarının eşitliğinden de

Advertisement

\displaystyle \sin \theta =\sin {{\theta }^{'}}

\displaystyle \frac{\left| A{{K}_{1}} \right|}{d}=\frac{{{x}_{n}}}{L}

Yol farkı = \displaystyle \left| A{{K}_{1}} \right|=d.\frac{{{x}_{n}}}{L}

Burada

Advertisement

\displaystyle {{x}_{n}} : n inci aydınlık veya karanlık saçağın merkezi aydınlık saçağa olan uzaklığı
d : Yarıklar arası uzaklık
L : Yarıklar ile perde arası uzaklık
\displaystyle \left| A{{K}_{1}} \right| : P noktasının kaynaklara olan yol farkı
\displaystyle \theta : P noktasını kaynakların orta noktasına birleştiren doğru ile merkez doğrusu arasındaki açı
\displaystyle \lambda : Kullanılan tek renkli ışığın dalga boyu

P noktasının aydınlık ya da karanlık olma şartı:

1. P noktasının kaynaklara olan yol farkı, kullanılan ışığın dalga boyunun tam katlarına eşit ise, P noktasında aydınlık girişim saçağı oluşur.

Yol farkı = \displaystyle \lambda , \displaystyle 2\lambda , \displaystyle 3\lambda ,…..

Yol farkı = n . \displaystyle \lambda

Advertisement

Buna göre,

\displaystyle d.\sin \theta =d.\frac{{{x}_{n}}}{L}=n.\lambda

Burada, n = 1, 2, 3,…..gibi tamsayı olup, P noktasının merkez doğrusundan itibaren kaçıncı aydınlık saçak üzerinde olduğunu gösterir.

2. P noktasının kaynaklara olan yol farkı, kullanılan ışığın dalga boyunun yarısının tek katlarına eşit ise, P noktasında karanlık girişim saçağı oluşur.

Advertisement

Yol farkı = \displaystyle \frac{\lambda }{2},3\frac{\lambda }{2},5\frac{\lambda }{2}...

Yol farkı = \displaystyle \left( n-\frac{1}{2} \right)\lambda

Buna göre, \displaystyle d.\sin \theta =d.\frac{{{x}_{n}}}{L}=\left( n-\frac{1}{2} \right)\lambda

Burada, n = 1, 2, 3,…..gibi tamsayı olup, P noktasının merkez doğrusundan itibaren kaçıncı karanlık saçak olduğunu gösterir.

Advertisement

\displaystyle \theta açısının büyüklüğü n ve \displaystyle \frac{1}{d} ye bağlı olarak değişmektedir. Saçak genişliginin gözle görülebilir genişlikte olması için iki kaynak arasındaki d uzaklığı ve kaynaklar çok küçük olmalıdır, d uzaklığı çok küçük alınırsa girişim saçakları rahatlıkla gözlenebilir.


Bir Yorum Yazmak İster misiniz?