Practicum: Golflengte via proef van Young – Klas 6 VWO (Examen)

In dit examenpracticum voor 6 vwo bepaal je de golflengte van laserlicht nauwkeurig via het interferentiepatroon van een dubbelspleet (proef van Young). Je voert een volledige foutanalyse uit en vergelijkt dubbel- en enkelspleet-patronen.

Leerdoel

Na dit practicum kun je λ berekenen via λ = y × d / L met bijbehorende foutpropagatie, het verschil beschrijven tussen dubbel- en enkelspleet-diffractiepatronen, en de resultaten kritisch evalueren op nauwkeurigheid en betrouwbaarheid.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 6 (examenjaar) | Vak: Natuurkunde | Domein: B1 Informatieoverdracht | Interferentie, diffractie, golflengte, dubbelspleet, enkelspleet, foutanalyse

Benodigdheden

• Rode diode-laser (λ opgegeven ≈ 650 nm, klasse 2)
• Groene laser (λ opgegeven ≈ 532 nm, klasse 2)
• Dubbelspleetplaat (d = 0,25 mm en d = 0,50 mm)
• Enkelspleetplaat (breedte a = 0,1 mm)
• Scherm (wit papier, L = 1,00 m; 1,50 m; 2,00 m)
• Schuifmaat voor streepafstandmeting

Achtergrondinformatie

Dubbelspletinterferentie (Young): constructieve interferentie op posities y_n = nλL/d. Streepafstand: y = λL/d → λ = yd/L. Foutpropagatie: Δλ/λ = √((Δy/y)² + (Δd/d)² + (ΔL/L)²). Enkelspleet-diffractie: centraal maximum breedte 2λL/a; minima bij a·sin(θ) = mλ.

Werkwijze

Deel A – Golflengte bepalen (dubbelspleet)

1. Stel laser, dubbelspleet (d = 0,25 mm) en scherm op één lijn. Meet L = 1,00 m; 1,50 m; 2,00 m.
2. Meet per L-instelling de afstand Δy tussen 5 helder-donker-overgangen (= 4 streepbreedtes). Bereken y = Δy/4. Bereken λ = y × d / L.
3. Bereken absolute en relatieve fout op λ. Neem het gewogen gemiddelde over alle L-waarden.
4. Herhaal voor d = 0,50 mm en de groene laser (λ ≈ 532 nm).

Deel B – Enkelspleet (kwalitatief)

1. Vervang de dubbelspleet door de enkelspleet (a = 0,1 mm). Observeer het patroon.
2. Beschrijf het centrale maximum en vergelijk breedte en helderheid met het dubbelspletpatroon.

Meettabel Deel A (rode laser, d = 0,25 mm)

Verwerkingsvragen

1. Bereken λ als y = 2,6 mm, d = 0,25 mm, L = 1,00 m.
2. Schat de relatieve fout als Δy = 0,3 mm, Δd = 0,01 mm, ΔL = 2 mm.
3. Verklaar waarom het enkelspleetpatroon een breed centraal maximum heeft en de buitenste maxima veel zwakker zijn.

Uitwerking

V1: λ = (2,6×10⁻³ × 0,25×10⁻³) / 1,00 = 6,5×10⁻⁷ m = 650 nm ✓.

V2: Δλ/λ = √((0,3/2,6)² + (0,01/0,25)² + (0,002/1,00)²) = √(0,0133 + 0,0016 + 0,000004) = √0,0149 = 0,122 = 12%. Δλ = 0,122 × 650 ≈ 79 nm.

V3: Bij een enkelspleet contribueert elke plek in de spleet afzonderlijk aan het golfpatroon. Via Huygens-principe interfereert het licht vanuit de spleetbreedte a met zichzelf. Het centrale maximum is breed (breedte 2λL/a) omdat de extra padlengte hier minimaal is. Buitenste maxima zijn zwakker door gedeeltelijke destructieve interferentie binnen de spleet.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert klasse 2 lasers (rood en groen), nauwkeurige spleetplaten in meerdere uitvoeringen en optische opstelbanken voor interferentie-experimenten in het eindexamenjaar vwo.

Bekijk het assortiment natuurkunde materiaal of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.