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Transcript

Definizione interferenza della luce

Andrea

Esperimento interferenza della luce di Thomas Young

Mariarosaria

Come determinare le posizioni angolari di am delle frange scure

Francesco

L'interferenza della luce

Cos’è l’interferenza della luce?

Cos’è l’interferenza della luce? Il significato di interferenza è: i fenomeni di interferenza della luce riguardano l’interazione tra due o più onde coerenti nello stesso punto dello spazio. Due onde sono dette coerenti se la differenza di fase tra esse rimane costante nel tempo.

Progetto per la classe 4A/L

Da dove nasce?Il progetto nasce da una sorta di esperimento dove un gruppo composto da 5 alunni della classe 4A/L dell'ISIS Rosario Livatino hanno il compito di spiegare il fenomeno dell'interferenza della luce e l'esperimento di Young.

Mariarosaria

Francesco

Alessandro

Andrea

Denise

16

Come determinare l’angolo α avendo d e λ nelle frange luminose

17

17

17

17

Denise

Interferometro di Young e il principio di Huygens

Alessandro

Breve video di spiegazione e riepilogo generale sull'interferenza della luce e l'interferometro di young

+ Info

Tutte le informazioni che troverete all'interno di questa presentazione sono state trovate e rielaborate dai 5 ragazzi che hanno avuto questo compito: Mariarosaria, Francesco, Alessandro, Andrea e Denise; i quali grazie ad un poco di ingegno e furbizia hanno usato le informazioni presenti sul loro libro di testo e facendo una sommatoria ben articolata ma altrettanto semplice e coincisa, sono riusciti a fornire i materiali necessari per la buona riuscita del progetto. Se può interessarvi il libro di testo che abbiamo usato è "IL NUOVO AMALDI PER I LICEI SCIENTIFICI.BLU" terza edizione. L'organizzazione del progetto è stata realizzata da Alessandro il quale rappresentando la mente di questo progetto si è occupato di dividere in parti eque e sensate i vari microargomenti riguardanti l'interferenza della luce. Dopo aver fatto un attenta divisione ognuno di noi ha scelto il pezzo che credeva il più adatto a se e ha sviluppato nel modo migliore l'argomento. La parte tecnica (cioè mettere insieme il materiale a disposizione, scegliere i templates adatti, strutturare il tutto nel miglior modo possibile) è stata realizzata da Mariarosaria e Francesco che con altrettanto impegno hanno interpretato nel miglior modo il ruolo assunto nel progetto calandosi perfettamente nella parte di "graphic designer". La revisione ortografica (revisionare interamente l'elaborato apportando le giuste correzioni al testo sia dal punto di vista grammaticale che sintattico) è stata realizzata da Andrea e Denise che hanno rappresentato il ruolo dei cattivi correggendo continuamente i capolavori forniti dai vari scienziati.

Dalla formula "sinαk=kλ/d" che ci permette di scoprire l'angolo αk avendo noti i dati d e λ, possiamo ricavare una formula equivalente facendo valere la relazione OBk≈ l e ponendo yk=CBk possiamo dire che: sinαk=yk/OBk≈yk/l. Ora facendo una sostituzione ed unendo le due formule avremo: yk/l=kλ/d → yk=K λl/d. A questo punto trovata la formula possiamo affermare che le frange luminose che si generano dal nostro esperimento di partenza sono equidistanti tra loro, ciò ci permette inoltre di dire che la distanza dalla prima laterale e da quella centrale è Δy=λl/d e su questa base le distanze avranno sempre un rapporto costante tra di loro. Così facendo abbiamo dimostrato la formula λ=dΔ y/l la quale mette in relazione λ con Δy avendo quindi: Δy=λl/d → λ=dΔ y/l. Inoltre la formula per determinare le posizioni angolari am delle frange scure è: la quale si dimostra imponendo la condizione che sulla frangia scura m-esima, la differenza di cammino tra i raggi (non altro che la differenza tra loro) uscenti da S1 e S2 sia un semplice multiplo, dispari, della metà della lunghezza d'onda λ.

Le condizioni dell’interferenza costruttiva e distruttiva valgono anche per la luce: le frange luminose si formano dove le onde arrivano in fase, le frange scure dove arrivano in opposizione di fase. Chiamiamo S1 e S2 le due fenditure, il punto medio tra di esse O e il punto dello schermo posteriore più vicino ad O lo denominiamo C. Supponiamo che le onde luminose escano in fase da S1 e S2. Le due onde producono in C una frangia luminosa. La figura di interferenza è simmetrica rispetto alla frangia centrale. Da una parte e dall’altra del punto C, si forma un punto Bk a partire dalla k-esima frangia luminosa laterale, le cui distante S1 e S2 differiscono di k volte la lunghezza d’onda λ; S1Bk-S2Bk=kλ. Adesso individuiamo Bk tramite l’angolo αk (compreso tra OC e OBk) sul raggio S1Bk (che immaginiamo più lungo di S2Bk) consideriamo un punto Mk, in modo che S1Mk=S1Bk-S2Bk=kλ. Assumiamo con un errore trascurabile che S1Bk, S2Bk e OBk siano // e ⟂ a S2Mk: l’angolo αk tra OC e OBk è uguale all’angolo formato da S1S2 e S2Mk. Poiché il triangolo S2MkS1 è all’incirca rettangolo e αk è uno degli angoli acuti, avremo che il seno di αk sarà uguale al rapporto tra S1Mk e S1S2. Dalle disuguaglianze S1Mk=kλ e S1S2=d avremo: sinαk=kλ/d.

La figura rappresenta un fascio di luce monocromatica, che proviene da una sola sorgente puntiforme, che illumina uno schermo tagliato da due sottili fenditure parallele. La luce, su un secondo schermo, forma una figura di interferenza (composta da frange luminose e frange scure). Thomas Young osservò per primo l’interferenza della luce nel 1801. La sovrapposizione di due onde come risultato dà un’interferenza solo se le due onde provengono da sorgenti che mantengono costante la loro differenza di fase iniziale (sorgenti coerenti)

Basandosi su dati sperimentali possiamo definire la luce come sia un onda che un corpuscolo. Uno dei principali scienziati nello studio di questo fenomeno è stato il fisico e medico britannico Thomas Young che con il suo esperimento mirò a dimostrare che la luce è un onda . Young per dimostrare ciò prende d’esempio una fonte luminosa e la fa passare per una fenditura, provocando così il fenomeno della diffrazione. L’onda generata dall'esperimento colpisce altre due fenditure , allo stesso modo producono due onde secondarie che formano un interferenza. Di conseguenza troveremo la figura bande chiare e scure. Notiamo quindi la sovrapposizione delle onde che ci permettono di vedere le bande e quindi confermare che la luce è un onda.

Il principio di Huygens dice che le onde secondarie hanno, in partenza, la stessa fase del fronte d'onda che le genera. Uno schermo con due fenditure parallele, disposto in modo da interrompere il cammino di un'onda, è chiamato interferometro di Young. L'interferometro di Young può essere utilizzato per misurare la lunghezza d'onda di un'onda luminosa. Quindi possiamo dimostrare che 1 soddisfa la relazione, in cui d è la distanza tra le due fenditure, l è la distanza delle fenditure dallo schermo posteriore, su cui si forma la figura di interferenza, e Δy è la distanza tra due frange luminose successive.

INIZIO

SPACE INTERFERENCE

question 1/4

question 2/4

Question 3/4

Question 4/4

FINE DEL GIOCO!ORA PUOI ESSERE INTERROGATO

8

01:00

4