Interferenza con una doppia fenditura.

[Cristhian]

Salve a tutti, dopo tanto tempo torno a scrivere sul forum sperando che possiate aiutarmi a capire dove sbaglio .
Ho eseguito il classico esperimento della doppia fenditura di Thomas Young. Prendendo un laser monocromatico con lunghezza d'onda pari a 650nm, l'ho fatto passare attraverso due fenditure larghe 0,04 mm e distanti fra loro 0,25 mm a partire dai centri. A circa un metro di distanza ho posto un pannello per osservare l'interferenza e ho preso a mano le misurazioni relative alla distanza fra il massimo di ordine 0 (la frangia luminosa centrale) e il massimo di ordine 1...Successivamente ho misurato tale interferenza tramite un sensore posto alla stessa distanza del pannello e ho verificato che le misure prese a mano corrispondono con quelle effettuate dal sensore, ovvero che la distanza tra il picco dell'ordine 0 e il picco dell'ordine 1 è pari a 0,025 m. Una volta fatto ciò ho utilizzato la seguente formula per calcolarmi la lunghezza d'onda dove è la distanza fra i massimi o i minimi, è la distanza fra i centri delle due fenditure , è il numero dell'ordine di cui stiamo prendendo il massimo o il minimo , e è la distanza tra le fenditure e il pannello col sensore. Facendo il calcolo in m e poi convertendo in nm viene fuori che .Ma questo non è possibile visto che la lunghezza d'onda è 650 nm...Dove sbaglio?
PS: oggi ho rifatto l'esperimento con un sola fenditura e applicando un'altra formula leggermente diversa che si usa per la diffrazione attraverso una sola fenditura , la lunghezza d'onda è uscita esattamente 650 nm..come è possibile? Non riesco a trovare l'errore. Se vi possono essere utili posso mandarvi le misurazioni fatte al computer tramite il sensore con il programma DATAstudio. Spero possiate aiutarmi
Cristhian.

[Russell]

I calcoli sembrano giusti ... cosi' come la formula
sul fatto che il pannello sia davvero ad un metro non metto bocca, cosi' come il fatto che tu stia analizzando davvero il primo picco principale.
viene da pensare che ci siano degli errori nelle altre misure... di un fattore 10.
che i picchi luminosi distino tra di loro 2.5 cm mi sembra una cosa facilmente stimabile grossolanamente anche ad occhio... quindi anche qui mi fido.
quindi non posso che finire con il chiederti se sei sicuro che la distanza tra le fenditure sia davvero 0.25mm?

[Cristhian]

Allora, appena torno a casa ti invio dei grafici ottenuti tramite il sensore. Comunque per farti essere ancora più sicuro delle misurazioni dei picchi, oltre ai grafici dove si vede chiaramente da dove a dove ho misurato, ero giunto anche io alle stesse tue conclusioni e ho stimato che se fosse sbagliata la distanza fra le fenditure, significa che per ottenere una lunghezza d'onda di 650 nm, avrei dovuto a vere una distanza tra le fenditure di 0,025 mm invece che 0,25 mm e questo non è possibile, perché altrimenti la distanza sarebbe pressoché invisibile, mentre io la vedo a occhio nudo.

[Cristhian]

come faccio ad inviarmi le foto? comunque il laser utilizzato è quello della PASCO... So che ci sono più modelli, ma sostanzialmente è sempre lui...Io penso che il problema sia nel fatto che il laser non centri perfettamente la doppia fenditura. Dici questo perché le misure inerenti alla distanza dei picchi e di tutto il resto sono giuste... voglio dire che per quanto io possa essere impreciso nel misurare, non posso sbagliare di un ordine di grandezza... non posso scambiare 2mm con 2 cm. quindi ne deriva che se sono sicuro della distanza fra i picchi, della distanza tra le fenditure e il pannello e della lunghezza d'onda che è in nanometri, è ovvio che l'unica cosa che non quadra è la distanza tra le fenditure. Ecco perché quando uso una sola fenditura i conti tornano... evidentemente il problema si genera quando il raggio passa dal pannello della doppia fenditura. A questo punto, o la distanza tra le fenditure indicata sul pannello dalla ditta è sbagliata( e quindi invece di essere 0,25mm è 0,025 mm) oppure il raggio non passa tra le due fenditure come richiesto dalla formula, nel senso che la formula si basa sul presupposto che il raggio passi in un certo modo dalle fenditure, se esso passa con un inclinazione x invece che perpendicolarmente, allora è normale che i conti non tornano. Io però escluderei la prima ipotesi visto che guardando il pannello con le fenditure io riesco benissimo a vedere la distanza, cosa che non sarebbe possibile se la distanza fosse 0,025mm, ovvero 26 millesimi di millimetro... Che ne pensi del ragionamento?

[Russell]

come faccio ad inviarmi le foto?

usa pannello "Invia allegato" che trovi in basso quando scrivi un messaggio

non posso scambiare 2mm con 2 cm

Infatti, sembra impeobabile anche a me, ecco perche' l'unica cosa che poteva non tornare e su cui non avevi il giusto controllo era la distanza delle fenditure.

se esso passa con un inclinazione x invece che perpendicolarmente, allora è normale che...

Beh, questo è solo parzialmente vero.
Infatti le approssimazioni sono tali che se sei "quasi" perpendicolare, allora è come se tu fossi esattamente perpendicolare. Se sei in realtà 'leggermente' inclinato il fenomeno che misurerai varierà di un max 5-10% rispetto alla perpendicolarità. Ma piu' sei vicino alla teoria piu' questa approssimazione è valida.
Insomma, dubito tu abbia messo la fenditura a 45° rispetto al raggio del laser e allo schermo retrostante, quindi di questo problema non mi preoccuperei.

Tornanodo alle fenditure.
prova con uno scanner, 600- 900- 1200dpi o piu'. Scannerizza la placchetta con le fenditure, scannerizzando contemporanemente anche un righello (o qualsoasi cosa possa essere utile a capire nell'immagine quanto è ad es 1 mm).
A regola dovresti poter vedere le fenditure, e tramite il riferimento del righello, e un po' di photo-editing dovresti poter stimare piuttosto bene questa benedetta distanza.

[Cristhian]

Singola fenditura.

Doppia fenditura