Doświadczenie Younga

Z Wikipedii

Doświadczenie Younga - eksperyment polegający na przepuszczeniu spójnego światła poprzez dwa pobliskie otwory w przesłonie i rzutowaniu na ekran. Na ekranie wskutek interferencji tworzą się charakterystyczne prążki, tzn. obszary w których światło jest wygaszone i wzmocnione.

Warunek powstania maksimum:

Warunek powstania minimum:

gdzie:

• d - odległość między szczelinami,
• λ - długość fali
• α_k - kąt pod jakim tworzy się k-te maksimum lub minimum i może być widoczne na ekranie (względem prostej przechodzącej przez środek odległości między szczelinami w kierunku padającego na nie promienia światła).

Eksperyment potwierdził falową naturę światła i stanowił poważny argument przeciwko korpuskularnej koncepcji światła, której zwolennikiem był Isaac Newton. Po raz pierwszy eksperyment ten wykonał około roku 1805 Thomas Young, fizyk angielski.

Bardziej widowiskowy i łatwiejszy sposób wykonania tego doświadczenia, polega na użyciu siatki dyfrakcyjnej, czyli płytki ze szkła, na której gęsto zarysowane są rysy pełniące rolę przesłon pomiędzy szczelinami. Obraz interferencyjny widoczny w tym przypadku na ekranie jest znacznie wyraźniejszy i jaśniejszy niż przy użyciu jedynie dwóch szczelin.

Thomasa Younga zainspirowały obserwacje fal na wodzie pochodzących z dwóch różnych źródeł - ich wzajemne wzmacnianie się i osłabianie. Chcąc wykonać podobny eksperyment z użyciem światła, użył nieprzezroczystego materiału, w którym wyciął dwie bardzo małe dziurki. Do uzyskania spójnego światła Young przepuścił światło świecy najpierw przez pojedynczy mały otwór. Światło to, zgodnie z Zasadą Huygensa rozchodziło się w postaci fali kulistej a następnie docierało do dwóch szczelin na kolejnej przesłonie. Różnica faz promieni dochodzących do obu szczelin była cały czas jednakowa dla danej częstotliwości, a zatem były to fale spójne. Po przejściu przez obie szczeliny, promienie rozprzestrzeniały się (znów zgodnie z zasadą Huygensa) i oświetlały ekran tworząc na nim kolorowe prążki interferencyjne.

Doświadczenie w swojej pierwotnej formie nie budziło wielkich kontrowersji w świecie fizyki, jednak późniejsze jego modyfikacje postawiły przed fizykami znaki zapytania. Okazało się bowiem, że nawet pojedyncze fotony wysyłane przez szczeliny w znacznych odstępach czasu, które nie miały prawa wzajemnie ze sobą interferować, tworzyły za szczelinami na światłoczułym materiale wzór interferencyjny. Efekt ten będąc jedną z manifestacji kwantowej natury światła jest często używany do objaśniania podstaw mechaniki kwantowej.

W kwantowo-mechanicznym podejściu efekt interferencji spowodowany jest nakładaniem się funkcji falowej opisującej stan fotonu.

[edytuj] Wyprowadzenie wzoru

Od punktów A i C oba promienie mają do pokonania taką samą drogę. Zatem różnica dróg dla obu promieni jest równa BC = Δ. Z prostokątnego trójkąta ABC można wyznaczyć Δ

Wzmocnienie nastąpi, gdy Δ będzie równa całkowitej wielokrotności długości fali λ

Wzór ten oznacza, że promienie biegnące pod kątem utworzą na ekranie jasny prążek. Liczba k jest rzędem widma.

[edytuj] Zobacz też

• Thomas Young
• 10 najpiękniejszych eksperymentów z fizyki - doświadczenie Younga

Śliski poranek: wypadki na drogach

Zablokowana jest droga krajowa nr 10 przy wjeździe na obwodnicę Torunia w Lubiczu, gdzie zderzyły się cztery samochody. Jedna osoba została ranna. W Małopolsce autobus z górnikami wjechał w drzewo.

Gehenna z meldunkiem przejdzie do lamusa?

Zamiast obowiązku meldunkowego wprowadzimy uproszczone formalności; zarejestrowania pobytu będzie można dokonać drogą elektroniczną - mówi w wywiadzie dla "Gazety Prawnej" wiceminister SWiA Witold Drożdż.

Farfał: zmiana w TVP nie była zaaranżowana

Nowy szef TVP Piotr Farfał zapewnia w "Dzienniku", że pochodzące z PiS sugestie, iż zmiana zarządu telewizji publicznej była zaaranżowana w budynkach ministerialnych, jest nieprawdziwa.

Abp Kowalczyk i o. Hejmo mieli jednego opiekuna?

Dzisiejszy nuncjusz apostolski w Polsce apb Józef Kowalczyk, którego tajne służby PRL zarejestrowały bez jego wiedzy jako kontakt informacyjny, przekazywał informacje temu samemu rezydentowi wywiadu co ojciec Konrad Hejmo - donosi „Rzeczpospolita".

Tomasz Nałęcz wraca do polityki

Tomasz Nałęcz przyjął zaproszenie na inauguracyjne spotkanie koalicji SdPl - PD - Zieloni firmowanej przez Dariusza Rosatiego, Janusza Onyszkiewicza i Marka Borowskiego. - Zgodził się uczestniczyć w budowie nowej centrolewicy - twierdzą organizatorzy.

Jak CBA odkryło Amerykę

CBA wykryło aferę korupcyjną w kopalni w Bogdance. Zrobiło to pięć lat po prokuraturze

W bitwie o szkło lepszy Kamiński

Prezydencki minister Michał Kamiński wypchnął z telewizji Piotra Kownackiego. Według raportu Instytutu Monitorowania Mediów w grudniu Kamiński wypowiadał się w głównych telewizyjnych serwisach informacyjnych przeszło dwa razy częściej.

Sześciolatki w szkołach w 2012 r. To ich prawo, nie obowiązek

Platforma zgłosiła wczoraj przełomową poprawkę do rządowego projektu obniżenia wieku szkolnego. Chce zapisać, że do 2012 r. sześcioletnie dzieci będą „miały prawo”, a nie „obowiązek” pójść do pierwszej klasy.

Posłowie za rozszerzeniem uprawnień sejmowej "speckomisji"

Za umożliwieniem sejmowej "speckomisji" dostępu do dokumentów i materiałów uzyskanych przez służby specjalne opowiedzieli się podczas debaty w Sejmie nad projektem zmian w regulaminie izby, posłowie ze wszystkich klubów parlamentarnych.