روش اجرای کاربرگ
کمیتهای λ و a را کنار طرح بنویس و فقط پس از مقایسهٔ آنها نتیجه بگیر. راهنمای پراش و عرض شکاف مسیر تحلیل را توضیح میدهد.
طول موج ← عرض دهانه یا مانع ← نسبت ← شکل جبهه ← میزان پراش
سؤال 1: تعریف
پرسش: پراش موج را چگونه توصیف میکنی؟
پاسخ: گستردهشدن و خمشدن جبههٔ موج هنگام عبور از شکاف یا کنار مانع، بهویژه وقتی اندازهٔ آن با طول موج قابل مقایسه باشد.
سؤال 2: پراش بیشتر
پرسش: کدام پراش بیشتری دارد: شکاف بسیار بزرگتر از λ یا شکاف هماندازهٔ λ؟
پاسخ: شکاف هماندازهٔ طول موج؛ نسبت λ/a بزرگتر است و موج پس از شکاف گستردهتر میشود.
سؤال 3: تغییر عرض
پرسش: با ثابتبودن طول موج، کاهش عرض شکاف چه اثری دارد؟
پاسخ: تا وقتی شرایط مدل برقرار است، پراش و گستردگی موج بیشتر میشود.
سؤال 4: تغییر طول موج
پرسش: با عرض شکاف ثابت، افزایش طول موج چه اثری دارد؟
پاسخ: نسبت طول موج به عرض شکاف را افزایش میدهد و پراش بیشتر میشود.
سؤال 5: تغییر بسامد
پرسش: در محیط ثابت، افزایش بسامد چگونه بر پراش از شکاف ثابت اثر میگذارد؟
پاسخ: چون v ثابت و λ=v/f است، طول موج کم و پراش کمتر میشود.
سؤال 6: دهانهٔ بزرگ
پرسش: جبههٔ موج پس از دهانهای بسیار بزرگ نسبت به طول موج چگونه است؟
پاسخ: بخش عمده تقریباً مستقیم ادامه مییابد و خمشدن عمدتاً نزدیک لبهها دیده میشود.
سؤال 7: دهانهٔ کوچک
پرسش: چرا شکاف باریک را میتوان مانند منبع موجهای تازه دید؟
پاسخ: وقتی عرض با طول موج قابل مقایسه است، موج خروجی در جهتهای بیشتری پخش میشود و جبهههای خمیده میسازد.
سؤال 8: مانع
پرسش: برای مشاهدهٔ پراش محسوس دور یک مانع، اندازهٔ مانع باید چه نسبتی با λ داشته باشد؟
پاسخ: باید هممرتبه یا قابل مقایسه با طول موج باشد؛ مانع بسیار بزرگ سایهٔ موجی مشخصتری میسازد.
سؤال 9: پراش و شکست
پرسش: تفاوت پراش با شکست چیست؟
پاسخ: پراش به گستردهشدن موج در لبه یا شکاف مربوط است؛ شکست از تغییر سرعت و جهت موج هنگام ورود به محیط دیگر ناشی میشود.
سؤال 10: تحلیل طرح
پرسش: در دو طرح با شکافهای a و 2a و طول موج یکسان، کدام الگوی خروجی بازتر است؟
پاسخ: شکاف a، چون نسبت λ/a بزرگتر است. پاسخ باید مقایسهٔ نسبتها را ذکر کند، نه فقط واژهٔ باریکتر.
خودتصحیح
باریکشدن شکاف را با کاهش طول موج یکی ندان. اگر محیط تغییر نکرده باشد، تغییر بسامد را از رابطهٔ سرعت، بسامد و طول موج دنبال کن.