Pimeässä huoneessa tehdään kokeita laservalolla käyttäen kuvan 4. A koejärjestelyä. Kuvassa L on laser ja G tutkittava kohde. Tarkastellaan varjostimelle S tullutta valoa. Etäisyys kohteesta varjostimelle on paljon suurempi kuin käytetyn valon aallonpituus.



Kohdissa b-f valitse tilanteeseen parhaiten soveltuva vaihtoehto. Oikea vastaus 3 p. / 2 p., väärä vastaus 0 p., ei vastausta 0 p.

a) Käytetään punaista laservaloa ja kohteeksi asetetaan hila. Hilassa on monta hyvin kapeaa rakoa, jotka ovat etäisyydellä a toisistaan. Tällöin varjostimelle syntyy kuvassa 4. B esitetty valokuvio. Mistä ilmiöstä on kyse? Vastausta ei tarvitse perustella. 3 p.

b) Varjostin siirretään kaksinkertaiselle etäisyydelle hilasta. Miten varjostimella havaittu kuvio muuttuu? 2 p.

Punaiset täplät siirtyvät lähemmäs toisiaan.
Punaiset täplät siirtyvät kauemmas toisistaan.
Punaiset täplät pysyvät paikoillaan.
Reunimmaiset punaiset täplät häviävät, mutta täplien välimatkat varjostimella eivät muutu.

c) Palautetaan kohdan 4.1. lähtötilanne. Siirretään laser sen jälkeen kaksinkertaiselle etäisyydelle kohteesta. Miten varjostimella havaittu kuvio muuttuu? 2 p.

Punaiset täplät siirtyvät lähemmäs toisiaan.
Punaiset täplät siirtyvät kauemmas toisistaan.
Punaiset täplät pysyvät paikoillaan.
Reunimmaiset punaiset täplät häviävät, mutta täplien välimatkat varjostimella eivät muutu.

d) Käytetään samaa laservaloa ja samoja etäisyyksiä kuin kohdassa 4.1., mutta kohteeksi asetetaan levy, jossa on vain kaksi hyvin kapeaa rakoa. Rakojen välinen etäisyys on a. Miten varjostimella havaittu kuvio muuttuu? 2 p.

Varjostimella ei nähdä ollenkaan valoa.
Varjostimella nähdään vain yksi punainen täplä.
Varjostimella nähdään kaksi punaista täplää.
Varjostimella nähdään samankaltainen kuvio kuin kohdassa 4.1.

e) Käytetään samaa laservaloa ja samoja etäisyyksiä kuin kohdassa 4.1., mutta kohteeksi valitaan toinen hila, jossa vierekkäisten rakojen välimatka on puolet alkuperäisen hilan rakojen välimatkasta eli 1 2a. Miten varjostimella havaittu kuvio muuttuu? 3 p.

Punaiset täplät siirtyvät lähemmäs toisiaan.
Punaiset täplät siirtyvät kauemmas toisistaan.
Punaiset täplät pysyvät paikoillaan.
Reunimmaiset punaiset täplät häviävät, mutta täplien välimatkat varjostimella eivät muutu.

f) Käytetään samoja etäisyyksiä ja samaa hilaa kuin kohdassa 4.1., mutta punainen laservalo korvataan vihreällä laservalolla. Miten varjostimella havaittu kuvio muuttuu? 3 p.

Punaiset täplät siirtyvät lähemmäs toisiaan.
Punaiset täplät siirtyvät kauemmas toisistaan.
Punaiset täplät pysyvät paikoillaan.
Reunimmaiset punaiset täplät häviävät, mutta täplien välimatkat varjostimella eivät muutu.

(V: a-kohdassa vastaukseksi hyväksytään diffraktio, valon taipuminen tai interferenssi. Huom. Ilmiössä valo sekä taipuu, että interferoi)

Monivalintojen maksimipistemäärä 12 p.