Дослід Юнга

Розглянемо найперший з класичних дослідів зі спостереження інтерференції світла. Його придумав Томас Юнг, і в ньому істотно використовується явище дифракції.

Всякий експеримент з інтерференцією світла містить деякий спосіб отримання двох когерентних світлових хвиль. У досліді з дзеркалами Френеля, як ви пам’ятаєте, когерентним джерелами були два зображення одного і того ж джерела, отримані в обох дзеркалах.

Найпростіша ідея, яка виникла перш за все, полягала в наступному. Давайте проколів в шматку картону два отвори і підставимо під сонячні промені. Ці отвори будуть когерентними вторинними джерелами світла, оскільки первинне джерело один – Сонце. Отже, на екрані в області перекриття пучків, що розходяться від отворів, ми повинні побачити інтерференційну картину.

Такий досвід був поставлений задовго до Юнга італійським ученим Франческо Грімальді (який відкрив дифракцію світла). Інтерференції, однак, не спостерігалося. Чому ж? Питання це не дуже простий, і причина полягає в тому, що Сонце – не точкове, а протяжний джерело світла (кутовий розмір Сонця дорівнює 30 кутовим хвилинам). Сонячний диск складається з безлічі точкових джерел, кожен з яких дає на екрані свою інтерференційну картину. Накладаючись, ці окремі картини «змащують» один одного, і в результаті на екрані виходить рівномірна освітленість області перекриття пучків.

Але якщо Сонце є надмірно «великим», то потрібно штучно створити точковий первинне джерело. З цією метою в досвіді Юнга використано маленьке попередній отвір (рис. 4.89).

Плоска хвиля падає на перший отвір, і за отвором виникає світловий конус, розширюється внаслідок дифракції. Він досягає наступних двох отворів, які стають джерелами двох когерентних світлових конусів. Ось тепер – завдяки точечності первинного джерела – в області перекриття конусів буде спостерігатися інтерференційна картина!

Посилання на основну публікацію