Golfverschijnselen in een golfbak PRACTICUM 3 INTERFERENTIE VAN GOLVEN Als twee golven elkaar ontmoeten, vormen ze een interferentiepatroon. Wanneer de golven elkaar versterken, wordt dit constructieve interferentie genoemd. Wanneer de golven elkaar opheffen, wordt dit destructieve interferentie genoemd. Dit fenomeen kan onderzocht worden door de dubbele golf- opwekker op de golfbak te monteren zodat er een interferentiepatroon ontstaat in het water. Wanneer de twee golven elkaar ontmoeten, zullen ze een patroon creëren zoals in weergave 8, waarbij de dunne lijnen punten van constructieve interferentie aangeven. Het interferentieverschijnsel kan worden beschreven door de formule: sin θ n = _ n __ d• __ λ _ waarbij n de ‘orde’ (nummering) is van de toppen vanaf het midden. (middelste is 0) θ n is de hoek tussen de middelste lijn en lijn n. d is de afstand tussen de twee golfopwekkers, en λ is de golflengte van de golven. Afbeelding 14: Interferentiepatroon bij 2 puntbronnen Omdat de golflengte moeilijk te meten is in het interferentiepatroon, gaan we deze indirect meten. De voortplantingssnelheid van de golven gaan we bepalen door eerst één golfopwekker zonder barrières in het water te plaatsen. De voortplantingssnelheid wordt net als in Experiment 1 bepaald. Aangezien deze snelheid constant is voor een constante waterdiepte, kan de golflengte worden bepaald door de vergelijking: v = f• λ λ = __v_ f waarbij de frequentie kan worden afgelezen op de stroboscoop. Opgave 4: Maak de opstelling met twee golfopwekkers en meet de afstand d tussen de twee punten. Als het interferentiepatroon duidelijk zichtbaar is op de tafel onder de golfbak teken dit dan op een vel papier. Het kan nodig zijn om de amplitude aan te passen. Er zijn enkele duidelijke, lichte strepen te zien - dat is waar er destructieve interferentie plaatsvindt. De constructieve interferentie vindt plaats in het midden tussen de strepen. Teken ook de positie van de twee golfopwekkers en trek een lijn tussen de twee punten. De interferentie-streep die loodrecht op de lijn tussen de twee golfopwekkers staat, is de 0e orde. (n = 0) Noteer de frequentie f van de stroboscoop en meet de hoeken θn tussen de verschillende interferentielijnen en de 0e orde lijn. Controleer of de formule: sin θ n = _ n __ d• __ λ _ overeenkomt met jouw metingen. Herhaal de meting voor verschillende frequenties. Gebruik de onderstaande tabel voor het invullen van de gemeten waarden en berekeningen: Meting 1 23 4 5 f (Hz) λ (m) n • λ / d θn sin θn 25 Opgave 5: Een vergelijkbare opstelling is hieronder te zien, waarbij parallelle golven op een barrière met 2 spleten vallen. De formule blijft gelijk als hiervoor, maar nu is d de afstand tussen de twee spleten. Het interferentie-patroon moet er uit zien zoals afbeelding 15. Afbeelding 15: Opstelling golfbak met 2 spleten en Interferentie patroon. Herhaal de metingen van opdracht 1 en noteer je bevindingen in de onderstaande tabel. Klopt het dat dezelfde formule bruikbaar is voor twee puntbronnen, alsook voor 2 spleten? Meting f (Hz) λ (m) n • λ / d θn sin θn 1 23 4 5 www.eurofysica.nl
Download PDF fil