Laserspleet: licht dat uitwaaiert

Een educatief simulatiespel. Voorspel het patroon dat een laser door een smalle spleet maakt: waar de eerste donkere band valt, hoe breed de heldere middenband is, de breedte van de spleet, de golflengte van de laser en de tweede donkere band; scan dan het scherm.

BuigingLicht

LASERSPLEET

Eerste donkere band

Klaar
Zet JavaScript aan om de laser in te schakelen. De uitleg en het uitgewerkte voorbeeld blijven leesbaar.
LaserlichtLichtmeterJe voorspellingSpleet, scherm en schaal
Golveny = λ·L ÷ a

Tijd

0.00 s

t

Golflengte

— nm

λ

Spleetbreedte

— mm

a

Afstand tot scherm

— m

L

Plaats van de meter

— mm

y

Voorspel voordat je start

Typ je voorspelling om alles klaar te zetten. Start blijft uit tot er een antwoord is.

Voorspel het patroon op het scherm.

Missiescore—

Elk antwoord moet binnen 2% kloppen: elk levert 100 punten op. Goed bij de eerste ronde geeft er 50 bij. Een ronde telt zodra hij start.

✓ Goed antwoord① In één keer

Zo speel je Laserspleet

  1. Kies een test en lees op de kaart de golflengte, de spleetbreedte en de afstand tot het scherm.
  2. Gebruik y = n·λ·L ÷ a voor de n-de donkere band, met alle lengtes in dezelfde eenheid.
  3. Typ je voorspelling en druk op Start. Het licht bereikt het scherm, daarna gaat de meter van het midden naar buiten.
  4. Vergelijk de oranje streepjes met de donkere banden op het scherm en in de grafiek.

Buiging van licht

Licht is ook een golf, maar de golflengte is piepklein: van ongeveer 400 nm voor violet tot 700 nm voor rood, minder dan een duizendste millimeter. Daarom waaiert licht pas merkbaar uit als het door een bijna even smalle opening gaat, zoals een spleet van een tiende millimeter. Op een ver scherm geeft een spleet een brede heldere band in het midden, met donkere banden waar het licht uit verschillende delen van de spleet uitdooft, en zwakkere heldere banden daartussen. De n-de donkere band ligt op y = n·λ·L ÷ a van het midden: een smallere spleet of een grotere golflengte maakt het patroon breder. Hetzelfde uitwaaieren beperkt hoe scherp een telescoop of microscoop kan zijn, en het laat je de golflengte van licht meten met alleen een spleet en een liniaal. Je kunt het zelf zien door naar een felle lamp te kijken door het smalle kiertje tussen twee vingers.

Een gericht leermodel

Het scherm staat ver van de spleet vergeleken met de spleetbreedte, en de hoeken zijn klein, dus y = n·λ·L ÷ a. De helderheid is (sin β ÷ β)² met β = π·a·y ÷ (λ·L); het scherm toont de wortel daarvan, dichter bij wat het oog ziet, zodat de zwakke banden zichtbaar blijven. De tekening is niet op schaal: de bundel is meters lang, het patroon een paar millimeter. Antwoorden binnen 2% zijn goed.

Bij het wisselen van taal blijven je proef, voorspelling, pogingen en voortgang behouden.