TalebeDunyasi.Com | Öğrenci Ödev Portalı

KIRINIM ( TEK YARIKTA GİRİŞİM )

                Young çift yarıkta gerçekleştirdiği deney düzeneğinde çift yarık yerine küçük ve tek bir yarık alacak olursa perde üzerine düşürülen ışığın yine girişim deseni oluşturduğunu merkezde diğer aydınlık saçaklara göre daha parlak ve daha geniş aydınlık bir saçak, daha sonra ardışık ve aynı genişlikte aydınlık ve karanlık saçaklar oluştuğunu gözler.

                Oluşan girişim deseninin nedenini Huygens'in dalga prensibinden yararlanarak açıklayabiliriz. Huygens'e göre yarık düzlemine ulaşan her bir ışık noktası yeni bir ışık kaynağı gibi davranacağından aydınlatılan yarık aralığı sonsuz küçüklükte birçok ışık kaynağı gibi davranacaktır. Bu kaynaklardan çıkan ışık ışınları perde üzerine düştüğünde aldıkları yol farkına bağlı olarak bazı noktalarda birbirini güçlendirirken bazı noktalarda ise birbirini söndürecektir. Şimdi bu şekilde bir düzenek oluşturarak girişim olayının nasıl gerçekleştiğine bir göz atalım.

                Yarık düzleminde yarık aralığı ( w ) olup milimetrenin onda biri dolaylarında alınmalıdır.

                Aydınlatılan yarık aralığında yarığın uç noktalarındaki noktasal ışık kaynaklarının yol farkı

                ΔS = λ olsun.

                Bu durumda merkez doğrusunun üstündeki ve altındaki noktasal kaynaklar bire bir eşleşirse her biri arasında λ / 2 yol farkı olduğu gözlenir. O halde birebir eşleştirilen bu noktasal kaynaklar perde üzerinde birbirini söndürecektir. Daha genelleştirecek olursak uç noktasal kaynakların yol farkı ortamdaki ışığın dalga boyunun tam katlarına denk geldiği sürece kaynaklar λ / 2 aralıklarla birebir eşleştirildiğinde bu kaynakların tümü perde üzerinde birbirini söndürür ve perdenin O noktasında karanlık saçak oluşturur.

                NOT: Perde üzerinde göz önüne alınan herhangi bir P noktasının yarık uçlarındaki noktasal kaynaklara yol farkı ortamdaki ışığın dalga boyunun tam katları ise P noktası karanlık saçak üzerindedir.

                Bu kez yarık uçlarındaki noktasal kaynakların yol farkı ışığın dalga boyunun 3λ / 2 katı kadar olsun.

                Üsten başlayarak λ / 2 aralıklı kaynaklar birebir eşleştirilirse bu kaynaklar perde üzerinde birbirini söndürürken eşleşemeyen λ / 2 genişliğinde bir noktasal kaynak bölgesi kalacaktır ve bu perde üzerindeki P noktasında aydınlık saçak oluşturacaktır.

                NOT: Yol farkının 3λ/2 den başlayarak tüm yarım katları için aynı deney tekrar edilirse daima eşleşmeyen  λ/2 genişliğinde bir noktasal kaynak bölgesi P yi aydınlatacaktır.

                Bu bilgilerimizi genişletirsek yol farkı ΔS, ortamdaki ışığın dalga boyunun tam katlarına karşılık ise göz önüne alınan P noktası karanlık saçak  üzerindedir.    

                ΔS = W sin θ = W ( Xn/ L ) = n λ

                n = 1, 2, 3, .......

                Yol farkı ΔS, ışığın dalga boyunun 3λ/2 ve daha sonraki yarım katlarından birine karşılık ise P noktası aydınlık saçak üzerindedir.

                ΔS = W sin θ = W  X / L = ( n + 1/2 ) λ

                X = ( n + 1/2 ) ( Lλ/ W ) = ( n + 1/2 ) ΔX

                NOT:  ΔS = λ/2 ise bu nokta merkez aydınlık içindedir.

                1. Tek yarık önüne şekildeki gibi saydam olmayan cisim konulursa;

                Yarık genişliği yarıya düşer. ΔX iki katına çıkar.

                ΔX = L.λ / W'  olur.

                Merkezi aydınlık saçak K2K3 aralığının orta dikmesi üzerine kayar.

                2. Tek yarık önüne şekildeki gibi saydam cisim konursa;

                K1K2 aralığına saydam cisim konulursa K1K2 aralığındaki noktasal kaynaklardan çıkan ışık dalgaları ile K1K2 aralığındaki noktasal kaynaklardan çıkan ışık dalgaları arasında faz farkı oluşur ve merkezi aydınlık saçak geciken kaynak tarafına kayar.

                3. Tek yarık düzleminin döndürülmesi;

                Tek yarık düzlemi θ açısı kadar döndürülerek I konumundan, II konumuna getirilirse yarık genişliği küçülür. Saçak aralığı artar.

                ΔX = L.λ / W'

                ΔX = L.λ / W. cos θ  olur.                

                4. Tek yarık arasına saydam olmayan cisim konularak çift yarık haline getirilirse;

                çift yarıkla ilgili bağıntılar geçerli olur.

                5. Tek yarık ile ekran arası kırılma indisi n olan saydam cisimle doldurulursa;

                merkezi aydınlık saçağın yeri değişmez.

                Saçak aralığı;

                Δx = ( L.λ ) / W.n      olur. Saçak sayısı artar.

                NOT: Saçak aralıklarının genişliği çift yarıkta olduğu gibi yarık düzleminin perdeye uzaklığı ( L ) ve ortamdaki ışığın dalga boyu ( λ ) ile doğru, yarık aralığı ( W ) ile ters orantılıdır.

                NOT: Merkezi aydınlık saçak diğerlerinden daha parlak ve 2ΔX genişliğindedir.

Kaynak: www.uzmanfizikci.com