Optique et ondes · AP Physique 2 (Optique de Wave)
Simulateur d’interférences à deux fentes et de diffraction
Simulez l'optique des ondes : espacement de la frange d'interférence à double fente de Young Δx = (L/d)λ, diffraction centrale à simple fente maximale et point lumineux de Poisson.
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Étape de simulation 3D● 60 FPS
Contrôles des paramètres
nm
mm
m
Dérivations et métriques en direct
Espacement de la frange Δx
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Largeur de bande centrale
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1ère différence de chemin max
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Description du modèle d'optique
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Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul:
--Substitution:
--Régime : --
Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde
Problème travaillé
Problème : En configuration à double fente (d=0,2mm, L=1,0m), la distance entre la 1ère et la 5ème franges lumineuses est de 10,0mm. Trouvez la longueur d'onde.
Dérivation étape par étape :
- 4 intervalles : Δx = 10,0/4 = 2,5 mm. Formule Δx = (L/d)λ => λ = (d/L)Δx = (0.0002/1,0)*0.0025 = 500nm.
Problème travaillé
Problème : Quel motif apparaît à l'écran lorsque la lumière blanche est utilisée dans une expérience à double fente?
Dérivation étape par étape :
- Un maximum blanc central (écart de trajectoire zéro pour toutes les longueurs d'onde), flanqué de bandes de spectre symétriques de couleur.
Feuille de travail et problèmes de pratique
Q1. Variante 1 : Quelles sont les conditions de différence de chemin pour une interférence constructive et destructrice?
Clé de réponse : Constructive (bright): différence de chemin Δr = nλ. Destructive (dark): différence de trajectoire Δr = (2n+1)(λ/2).
Q2. Variante 2: Quelles trois actions augmentent l'espacement des franges d'interférence à double fente Δx?
Clé de réponse : À partir de Δx = (L/d)λ: 1) Augmenter la distance de l'écran L; 2) réduire la séparation des fentes d; 3) utiliser une lumière de longueur d'onde plus longue (par exemple rouge).
Q3. Variante 3: Quel est le point lumineux du Poisson? Comment le scepticisme de Poisson s'est-il transformé en victoire pour l'optique des vagues ?
Clé de réponse : La diffraction derrière un disque opaque forme un point central lumineux dans l'ombre. Prévu pour simuler la théorie des vagues, la confirmation expérimentale s'est révélée triomphante.
Foire aux questions et idées fausses
Quelle est la différence caractéristique entre les motifs à double fente et à simple fente?
Double fente : franges également espacées avec contraste uniforme. Fendue unique : bande centrale proéminente et intense avec des bandes latérales étroites qui s'amenuisent rapidement.
Si l'une des doubles fentes est couverte, qu'arrive-t-il à l'écran ?
Le modèle convertit de l'interférence à double fente en un modèle de diffraction à simple fente avec un pic central large.
Pourquoi le dos d'un DVD brille-t-il avec des couleurs arc-en-ciel en plein soleil ?
Diffraction et interférence ! Les pistes de données concentriques à l'échelle du micron agissent comme une grille de diffraction de réflexion.
Quel phénomène optique produit des tourbillons arc-en-ciel sur les bulles de savon et les léchers d'huile?
Brouillage par film mince. Les réflexions des surfaces avant et arrière interfèrent de façon constructive pour des longueurs d'onde spécifiques selon l'épaisseur du film local.