Licht als golf.
Yh stelde deze vraag op 11 februari 2023 om 17:32.Als een monochromatische lichtgolf door een spleet gaat (waarvan zijn lengte 10 x de golflengte is), en dan op een oppervlak valt die het lichtpatroon weergeeft,
Recht achter de spleet is de intensiteit het grootst, dan is de intensiteit op punt A en B (zijpunten) = 0 (er valt geen licht), maar links van A en B, valt wel nog eenbeetje licht.
Hoe ontstaat dit patroon/grafiek als er geen interferentie plaats vindt, aangezien er maar 1 spleet is? Het lijkt mij dat de grafiek niet overeenkomt met het idee van figuur 13.2.
Reacties
Theo de Klerk
op
11 februari 2023 om 18:38
Er vindt wel degelijk interferentie plaats. Langs de hele opening van lengte L zijn er trillingspunten op x=0 die met x=0+een beetje (veel) interfereren.
Bij brede spleten doven al die interferenties uit, behalve in 1 richting: vooruit (en achteruit) . Alleen bij de randen zijn er geen andere trillingspunten (die dan "in de rand" zouden moeten zijn) die de afbuigende stralen destructief interfereren. Daarom toont licht langs de rand duidelijker interferentiepatronen in helder/zwak dan licht dat middendoor gaat.
Bij brede spleten doven al die interferenties uit, behalve in 1 richting: vooruit (en achteruit) . Alleen bij de randen zijn er geen andere trillingspunten (die dan "in de rand" zouden moeten zijn) die de afbuigende stralen destructief interfereren. Daarom toont licht langs de rand duidelijker interferentiepatronen in helder/zwak dan licht dat middendoor gaat.
![](https://media.natuurkunde.nl/content_files/files/18379/original/Picture.png?1676162046)
Jan van de Velde
op
11 februari 2023 om 18:47
Dag Yh,
De hele kwestie van golven is dat een golffront bestaat uit een oneindig aantal puntvormige bronnen van elk weer een cirkelvormige golf. De interferentie van al die punten samen geeft het nieuwe golffront. Dat heet het Principe van Huygens.
![](https://media.natuurkunde.nl/content_files/files/18374/original/huy.png?1676136824)
In zo'n brede spleet zitten dus veel golfbronnen, maar aan de rand houdt dat op. Nu zijn het de randeffecten die voor diffractie zorgen :
![](https://media.natuurkunde.nl/content_files/files/18377/original/huy2.png?1676137264)
voor de duidelijkheid zijn in de afbeelding hierboven aleen de golffronten vanaf de randen getekend. Een completer beeld ziet er zo uit:
![](https://media.natuurkunde.nl/content_files/files/18378/original/diff.png?1676137915)
Je zou dus eigenlijk kunnen stellen dat het effect ontstaat omdat er naast de spleet geen golfbronnetjes meer zijn.
Nu zijn het dus de randeffecten die voor diffractie zorgen : als r1 en rn in de afbeelding hierboven een halve golflengte verschillen ontstaat er dus toch destructieve interferentie omdat er geen "hulp" meer komt van golven vanuit bronnen buiten de randen.
Groet, Jan
De hele kwestie van golven is dat een golffront bestaat uit een oneindig aantal puntvormige bronnen van elk weer een cirkelvormige golf. De interferentie van al die punten samen geeft het nieuwe golffront. Dat heet het Principe van Huygens.
![](https://media.natuurkunde.nl/content_files/files/18374/original/huy.png?1676136824)
In zo'n brede spleet zitten dus veel golfbronnen, maar aan de rand houdt dat op. Nu zijn het de randeffecten die voor diffractie zorgen :
![](https://media.natuurkunde.nl/content_files/files/18377/original/huy2.png?1676137264)
voor de duidelijkheid zijn in de afbeelding hierboven aleen de golffronten vanaf de randen getekend. Een completer beeld ziet er zo uit:
![](https://media.natuurkunde.nl/content_files/files/18378/original/diff.png?1676137915)
Je zou dus eigenlijk kunnen stellen dat het effect ontstaat omdat er naast de spleet geen golfbronnetjes meer zijn.
Nu zijn het dus de randeffecten die voor diffractie zorgen : als r1 en rn in de afbeelding hierboven een halve golflengte verschillen ontstaat er dus toch destructieve interferentie omdat er geen "hulp" meer komt van golven vanuit bronnen buiten de randen.
Groet, Jan
Jaap
op
11 februari 2023 om 23:17
Dag Yh,
Je vraagt hoe het patroon van je bovenste figuur ontstaat.
Zoals Theo en Jan zeggen, ontstaat het patroon door interferentie van lichtbronnen die we ons in de spleet kunnen voorstellen volgens het principe van Huygens.
Theo en Jan schrijven het interferentiepatroon vooral of geheel toe aan 'randeffecten'. Dit is wezenlijk onjuist. In het verlengde hiervan schrijft Jan 'als r1 en rn in de afbeelding hierboven een halve golflengte verschillen ontstaat er dus toch destructieve interferentie'. Nee, als r_1 en r_n in de afbeelding een hele golflengte verschillen ontstaat het minimum A of B door destructieve interferentie. Dit scheelt een factor 2 in de formule die het verband geeft tussen de golflengte, de spleetbreedte en de richting waarin A en B ontstaan.
Je vraagstelling doet denken aan het centraal examen vwo 2016, tijdvak 2, opgave 'Buiging bij een enkelspleet', vraag 21. In het 'voorbeeld van een antwoord' in het correctievoorschrift wordt dezelfde fout gemaakt.
Het ontstaan van het interferentiepatroon na een enkele spleet is door Roel Hendriks duidelijk beschreven in 'Eenvoudige gevallen van diffractie en interferentie', paragraaf 7.
https://www.roelhendriks.eu/Natuurkunde/w456E%20interferentie/interferentie%20theorie.pdf
In het Engels:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/sinslitd.html#c1
of
https://en.wikipedia.org/wiki/Diffraction bij 'Single-slit diffraction'.
Het patroon na een enkele spleet wordt goed behandeld in:
het centraal examen vwo 1990, tijdvak 1, 'Opgave 4: Laserlicht', vraag 23
https://nvon.nl/examen/examen-1990-1-vwo-natuurkunde
het centraal examen vwo 1985, tijdvak 1, opgave '4. Een tralie', vraag d over een spleet van een grotendeels afgedekt tralie
https://nvon.nl/examen/examen-1985-1-vwo-natuurkunde
Groet, Jaap
Je vraagt hoe het patroon van je bovenste figuur ontstaat.
Zoals Theo en Jan zeggen, ontstaat het patroon door interferentie van lichtbronnen die we ons in de spleet kunnen voorstellen volgens het principe van Huygens.
Theo en Jan schrijven het interferentiepatroon vooral of geheel toe aan 'randeffecten'. Dit is wezenlijk onjuist. In het verlengde hiervan schrijft Jan 'als r1 en rn in de afbeelding hierboven een halve golflengte verschillen ontstaat er dus toch destructieve interferentie'. Nee, als r_1 en r_n in de afbeelding een hele golflengte verschillen ontstaat het minimum A of B door destructieve interferentie. Dit scheelt een factor 2 in de formule die het verband geeft tussen de golflengte, de spleetbreedte en de richting waarin A en B ontstaan.
Je vraagstelling doet denken aan het centraal examen vwo 2016, tijdvak 2, opgave 'Buiging bij een enkelspleet', vraag 21. In het 'voorbeeld van een antwoord' in het correctievoorschrift wordt dezelfde fout gemaakt.
Het ontstaan van het interferentiepatroon na een enkele spleet is door Roel Hendriks duidelijk beschreven in 'Eenvoudige gevallen van diffractie en interferentie', paragraaf 7.
https://www.roelhendriks.eu/Natuurkunde/w456E%20interferentie/interferentie%20theorie.pdf
In het Engels:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/sinslitd.html#c1
of
https://en.wikipedia.org/wiki/Diffraction bij 'Single-slit diffraction'.
Het patroon na een enkele spleet wordt goed behandeld in:
het centraal examen vwo 1990, tijdvak 1, 'Opgave 4: Laserlicht', vraag 23
https://nvon.nl/examen/examen-1990-1-vwo-natuurkunde
het centraal examen vwo 1985, tijdvak 1, opgave '4. Een tralie', vraag d over een spleet van een grotendeels afgedekt tralie
https://nvon.nl/examen/examen-1985-1-vwo-natuurkunde
Groet, Jaap