Tek yarık deneyi

Tek yarık deneyi, bir fant üzerindeki w genişlikli tek bir yarığa paralel ışık demeti gönderip, yarıktan yayılan ışınların ekran üzerinde girişim meydana getirmesi olayının gözlemlendiği deneydir.

• Fant üzerinde meydana gelen olaya; Kırınım,
• Fant üzerinde kırınıma uğrayan ışınların farklı ışık kaynakları gibi davranması sonucunda birbirini yok etmesi veya kuvvetlendirmesi olayına; Girişim,
• Ekran üzerinde oluşan görüntüye; Girişim deseni denir.

Işığın tek yarıkta kırınımı su dalgalarının tek yarıkta kırınımına benzer. Burada; yarık genişliği, 6 dalga boyuna eşittir.

Yarıkta kırınıma uğrayan ışınlar aynı fazda titreşen ışık kaynakları gibi davranır ve ışık yayarlar. Yayılan ışınlar ekran üzerinde girişim meydana getirerek aydınlık ve karanlık saçakların oluşmasını sağlarlar.

Tek yarıkta girişim olayında merkezi aydınlık saçağın genişliği diğer saçak genişliklerinin 2 katıdır.

Deneyin formülleri

G

Ekran üzerinde herhangi bir noktanın merkezi aydınlık saçağa olan dik uzaklığı (X)

$X={\frac {\Delta S\cdot L}{w\cdot n}}$

Burada;

$X\,$: Ekran üzerinde herhangi bir noktanın merkezi aydınlık saçağa olan dik uzaklığı,

$\Delta S\,$: Ekran üzerinde herhangi bir noktanın tek yarığın köşelerine olan uzaklıkları farkı,

$L\,$: Fant ile ekran arasındaki uzaklık,

$w\,$: Yarığın genişliği,

$n\,$: Fant ile ekran arası ortamın ışığı kırma indis'idir (birimi yok).

Not: Bu formülde Uzunluk birimleri, aynı cinsten olmalıdır.

Herhangi bir aydınlık saçağın numarası (k)

$k={\frac {\Delta S}{\lambda }}-{\frac {1}{2}}$

Burada;

$k\,$: Aydınlık saçağın numarası (Kaçıncı aydınlık saçak olduğunu gösterir.), birimi yok, k=0, 1, 2, 3, ...olmalıdır

$\Delta S\,$: Ekran üzerinde herhangi bir noktanın tek yarığın köşelerine olan uzaklıkları farkı,

$\lambda \,$: Kullanılan ışığın dalga boyu'dur.

Not: Bu formülde Uzunluk birimleri, aynı cinsten olmalıdır.

Herhangi bir karanlık saçağın numarası (k)

$k={\frac {\Delta S}{\lambda }}$

Burada;

$k\,$: Karanlık saçağın numarası (Kaçıncı karanlık saçak olduğunu gösterir.), birimi yok, k=1, 2, 3, 4, ...olmalıdır

$\Delta S\,$: Ekran üzerinde herhangi bir noktanın tek yarığın köşelerine olan uzaklıkları farkı,

$\lambda \,$: Kullanılan ışığın dalga boyu'dur.

Not: Bu formülde Uzunluk birimleri, aynı cinsten olmalıdır.

Tek yarıkta girişimde aydınlık ve karanlık saçaklar

Saçak aralığı formülü

Ekran üzerindeki girişim deseninde, art arda gelen aynı cins iki saçak arasındaki uzaklığa saçak aralığı denir.

2. Tanım: Herhangi bir saçağın ekran üzeindeki genişliğine (merkezi aydınlık saçak hariç) denir. Yani saçak genişliği anlamına gelir. Tek yarıkta girişimde "merkezi aydınlık saçağın genişliği diğer saçakların genişliğinin 2 katıdır".

$x_{S.G.}={\frac {\lambda \cdot L}{w\cdot n}}$

Burada;

$x_{S.G.}\,$: Örneğin; birinci karanlık saçak ile ikinci karanlık saçak arasındaki uzaklık,

$\lambda \,$: Kullanılan ışığın dalga boyu,

$L\,$: Fant ile ekran arasındaki uzaklık,

$w\,$: Yarığın genişliği,

$n\,$: Fant ile ekran arası ortamın ışığı kırma indis'idir (birimi yok).

Not: Bu formülde Uzunluk birimleri, aynı cinsten olmalıdır.

Tek yarıkta girişimde kullanılan araçların özel durumları

1. Işık kaynağı fant'a yaklaştırılırsa aydınlık saçakların parlaklıklarında artma, uzaklaştırılırsa azalma meydana gelir.
2. Fant θ açısı kadar döndürüldüğünde; w azaldığı için saçak aralığı artar. Burada merkezi aydınlık saçak ya değişmez ya da yukarı veya aşağı kayabilir.

Ayrıca bakınız

• Çift yarık deneyi