ניסוי שני סדקים

שלח תגובה
dcohen
הודעות: 2061
הצטרף: 10:13 22/02/2007
מיקום: פיסיקה, חדר 310
יצירת קשר:

ניסוי שני סדקים

שליחה על ידי dcohen » 14:38 29/06/2010

ניסוי שני סדקים

ronenhe
הודעות: 182
הצטרף: 10:27 28/10/2009

Re: ניסוי שני סדקים

שליחה על ידי ronenhe » 19:18 11/10/2010

מסכמים אלעד אילון ונדב הירש

dcohen
הודעות: 2061
הצטרף: 10:13 22/02/2007
מיקום: פיסיקה, חדר 310
יצירת קשר:

Re: ניסוי שני סדקים

שליחה על ידי dcohen » 21:06 11/10/2010


eladaya1
הודעות: 3
הצטרף: 13:19 12/10/2010

Re: ניסוי שני סדקים

שליחה על ידי eladaya1 » 16:16 12/10/2010

ניסוי שני הסדקים
בתחילת המאה ה-19 ניסה הפיסיקאי תומאס יאנג להכריע האם האור הוא חלקיק או גל ע"י ניסוי שני הסדקים.
מהות הניסוי הייתה למעשה לתת לאור לעבור דרך שני חריצים ולהתבונן בתבנית הפגיעה על מרקע כלשהו.
אילו היה האור מורכב מחלקיקים היתה נוצרת תבנית של שני פסים על המרקע ואילו היה האור גל היתה נוצרת תבנית מפוספסת המעידה על תופעת ההתאבכות.
תופעת ההתאבכות היא תופעה המתרחשת בגלים כאשר בנקודת המדידה נפגשים שני גלים באותה התדירות מסתכמת עוצמתם (אמפליטודה).
תוצאות הניסוי היו מפתיעות שכן על גבי המרקע הופיעה תבנית מפוספסת המתאימה להתאבכות שני גלים.
כתוצאה מכך במהלך המאה ה-19 רווחה האמונה כי האור הוא גל.

נמצא גם הקשר בין הפרמטרים הניסוי והוא נתון בנוסחא הבאה:
\(\frac{\lambda}{d}=\frac{x}{L}\)

כאשר משתני הניסוי הם :
\(\lambda\) - אורך הגל המוקרן
x - המרחק בין מרכזי פסי האור (שיאי הגל המוקרן)
d - המרחק בין הסדקים
L - המרחק בין הלוח המחורץ ללוח ההטלה

בעצם הוכח מעל לכל ספק כי לאור יש התנהגות גלית, בעיקר בגלל שהפרמטרים הגיאומטריים שתוארו לעיל משנים את תוצאות הניסוי עם כל שינוי קל בהם.

במהלך המאה ה-20 הומצאה השפופרת הקתודית, מכשיר המאפשר "לירות" אלקטרונים ולהאיצם לעבר כיוון מסויים הניתן לשליטה.
המכשיר הנ"ל אפשר שליטה טובה יותר בפרמטרי הניסוי כגון רוחב האלומה, מהירות החלקיק, כמות האלקטרונים הנורים ליחידת זמן.
בניסוי הדומה לניסוי יאנג ניסו לבדוק את התנהגות האלקטרונים ע"י שימוש בשפופרת הקתודית.
בחלק הראשון של הניסוי שוגרו האלקטרונים לעבר המסך דרך חריץ יחיד.
והתוצאה היתה פס יחיד המעיד על התנהגות חלקיקית.
בחלקו השני של הניסוי נפתח החריץ הנוסף וגם דרכו זרמו אלקטרונים.
ניבוי תוצאת הניסוי היה הצגה של שני קווים בהתאם לתאוריית החלקיק שהודגמה בחלק הראשון של הניסוי אולם באופן מפתיע נמצא כי שוב נצפתה תבנית מפוספסת המעידה על התאבכות גלית.
התוצאה היתה מפתיעה ולכן על מנת לעמוד על הדקויות הוחלט להאיץ לעבר המרקע אלקטרון בודד בכל פעם.
גם כאן היתה אותה התוצאה, אולם, היא התקבלה באופן סופי רק לאחר מדגם גדול של אלקטרונים.
ניסיון נוסף היה ע"י הרכבת גלאי על גבי אחד החריצים. בעזרת הגלאי הצליחו לראות באיזה חריץ הוא עובר אך באופן מפתיע נעלמה תופעת ההתאבכות והופיעו על המרקע שני פסים המעידים על התנהגות חלקיקית.

פועל יוצא מכך היה כי לאלקטרון ישנה דואליות חלקיק-גל כלומר הוא מתנהג כמו חלקיק בזמן שצופים עליו אך פוגע במרקע ע"פ תופעת ההתאבכות הגלית אם אין מסתכלים עליו לאורך מסלולו.
הפגיעות נעשות באופן סטטיסטי - יותר באיזורים המועדים להתאבכות הבונה מאשר באיזורים המועדים להתאבכות ההורסת (זה נבדק ע"י הניסוי בו יורים אלקטרון בודד בכל פעם ומסמנים את מיקום פגיעתו, לאחר אוסף גדול של אלקטרונים שסומנו פגיעותיהם אפשר לראות את התבנית הגלית).

ההסבר הפיסיקלי שניתן לתופעה הזו הוא כי האלקטרון, כמו גם הפוטון וכמו כל חלקיק קוונטי מתנהגים במהלך מסלולם באופן מוזר – הם עוברים בשני מקומות בו זמנית כל עוד אין צופים בהם.


מצורפים שלושה קישורים להדגמות של הניסוי
אחד הוא הדגמה תיאורית בעזרת גרפיקה ממוחשבת –
http://physweb.bgu.ac.il/COURSES/Quantu ... tMovie.wmv

השני הוא הקלטה (והרצה מהירה בזמן) של ניסוי שפופרת קתודית היורה אלקטרון בודד בכל פעם כאשר על המרקע נצרבות נקודות הפגיעה לצורך מעקב בזמן –
http://physics.bgu.ac.il/~dcohen/ARCHIV ... fVideo.flv

השלישי הוא קישור להסבר של הניסוי והשלכותיו בוויקיפדיה -
http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A0%D7% ... 7%99%D7%9D
נערך לאחרונה על ידי eladaya1 ב 09:43 20/10/2010, נערך 7 פעמים בסך הכל.

dcohen
הודעות: 2061
הצטרף: 10:13 22/02/2007
מיקום: פיסיקה, חדר 310
יצירת קשר:

Re: ניסוי שני סדקים

שליחה על ידי dcohen » 16:43 12/10/2010

נא להוסיף התיחסות לאופן שבו ניתן לקבוע את אורך הגל,
ולרשום את הנוסחא שקושרת את המרחק הזויתי בין הפסים לאורך הגל ולמרחק בעין הסדקים.

נא להעיר שהניסוי מוכיח רק את (א) אבל לא את (ב).
כדי להוכיח את (ב) צריך ניסוי EPR

אם יש wikpedia או משהו דומה כדאי להוסיף קישור.

נא למחוק את התודה למרצה.

[קיימת בפורום אופצית עריכה של הודעה שכבר נשלחה כך שזה לא בעיה להוסיף / לתקן]

שלח תגובה

חזור אל “מבוא לפיסיקה מודרנית”