Корисник:Кузмин Максим/песак
Јангов експеримент (експеримент са два прореза, познат и као Јангов интерферометар са двоструким прорезом) је прва верзија експеримента са двоструким прорезом који је извео Томас Јанг, а који демонстрира интерференцију и дифракцију светлости, што је доказ валидности таласа. теорија светлости. Резултати експеримента објављени су 1803. године.
Опис огледа[уреди | уреди извор]
У експерименту се сноп монохроматске светлости усмерава на непрозирно платно са два паралелна прореза (прореза), иза којих је уграђено пројекционо платно. Труде се да ширина прореза буде што ближа таласној дужини емитоване светлости (у наставку се говори о утицају ширине прореза на интерференцију). Пројекционо платно производи низ наизменичних ивица интерференције, као што је показао Томас Јанг.
Ако претпоставимо да се светлост састоји од честица (корпускуларна теорија светлости), онда би се на пројекционом платну могле видети само две паралелне траке светлости које пролазе кроз прорезе. Између њих, пројекционо платно би остало практично неосветљено.
С друге стране, ако претпоставимо да је светлост таласи који се шире (таласна теорија светлости), онда је, према Хајгенсовом принципу, сваки прорез извор секундарних таласа.
Секундарни таласи ће достићи тачке које су једнако удаљене од прореза у истој фази, па ће се на средњој линији екрана њихове амплитуде збрајати, што ће створити максималну осветљеност. То јест, главни, најсјајнији максимум биће тамо где би, према корпускуларној теорији, осветљеност требало да буде нула. Бочни максимуми ће се налазити симетрично са обе стране у тачкама за које је разлика путање светлосних снопова једнака целом броју таласа.
С друге стране, у оним тачкама које су удаљене од средишње линије, где је разлика пута једнака непарном броју полуталаса, таласи ће бити у антифази – њихове амплитуде ће бити компензоване, што ће створити минимуме осветљености ( тамне пруге).
Дакле, како се удаљавате од средишње линије, осветљеност се периодично мења, повећавајући до максимума и поново опадајући.
Услови за интерференцију[уреди | уреди извор]
Кохеренција извора светлости[уреди | уреди извор]
Интерференција се може посматрати само за кохерентне изворе светлости, али стварање два различита кохерентна извора је скоро немогуће. Стога се сви експерименти сметње заснивају на стварању, коришћењем различитих оптичких система, два или више секундарних извора из једног примарног, који ће бити кохерентни. У Јанговом експерименту, кохерентни извори су два прореза на екрану
Утицај ширине прореза[уреди | уреди извор]
Интерферентни образац се појављује на екрану када се ширина прореза приближи таласној дужини емитованог монохроматског светла. Ако се ширина прореза повећа, осветљење екрана ће се повећати, али ће се интензитет минимума и максимума интерферентног узорка смањити док потпуно не нестане.
Утицај растојања између прореза[уреди | уреди извор]
Фреквенција интерферентних реса расте у директној пропорцији са растојањем између прореза, док ширина дифракционог узорка остаје непромењена и зависи само од ширине прореза.
Експеримент са тачкастим извором светлости[уреди | уреди извор]
Нека је S тачкасти извор светлости који се налази испред екрана са два паралелна прореза S1 и S2, a је растојање између прореза, а D је растојање између прореза и пројекционог платна.
Тачку М на екрану карактерише једна координата x - растојање између М и ортогоналне пројекције S на екрану. Нека два зрака из S1 и S2. Под претпоставком да је експеримент изведен у хомогеном медију, замењујемо оптичку разлику путање геометријском: δ = S2M - S2M
где је δ геометријска разлика путова.
Из правоуглог троугла (по Питагорове теореме): (S1M)2 = D2 + (x - a/2)2 (S2M)2 = D2 + (x + a/2)2
Онда:
(S2M) 2 - ( S1M)2 ) = ( S2M - S1M ) × (S2M + (S1M ) = δ × (S2M + S1M )
према томе
δ = (( S2M ) 2 - ( S1M)2)) ÷ ((S2M + S1M )) = (( D2 + x2 + ax + a2 / 4 - D2 - x2 + ax - a2 / 4 )) ÷ ((S2M + S1M )) = (2ax) ÷ (S2M + S1M )