QF01. Dwie szczelinki część 1

Za czasów słynnego do dzisiaj Sir Isaaka Newtona (XVII-XVIII w.) uważano, że światło ma naturę korpuskularną, czyli składa się z cząstek, tak jak powietrze, woda, szkło, skały. Badane przez Newtona załamanie się światła (możliwość uzyskania tęczy ze światła białego i odwrotnie) dowodziło jego zdaniem, że na cząstki światła działa siła pochodząca od materii i działająca tylko w jej sąsiedztwie. Aż pewnego dnia, pamiętnego 1801 roku, Thomas Young wykonał eksperyment z dwoma szczelinami, który podważył dotychczasowe postrzeganie światła (o eksperymencie pisał też Eine na salonie)

Aby właściwie zrozumieć wagę odkrycia Younga, przekopię się przez ilustrujące ten eksperyment wzory matematyczne, podane w skrypcie prof. dr hab. Stanisława Kryszewskiego i opiszę tutaj prostymi słowami, co z nich zrozumiałem. Zrobiłem też sobie prosty program generujący obrazki, aby zilustrować to doświadczenie.

Pierwsza część eksperymentu polega na przepuszczeniu światła przez pierwszą pionową szczelinę. Poniżej widok z góry (światło widzimy tylko wtedy, gdy styka się z jakimś ośrodkiem,  obrazek jest prawdziwy tylko wtedy, gdyby w powietrzu było coś rozpylone).

Możemy się spodziewać na ekranie największej jasności oświetlenia powierzchni (natężenia światła, gęstości strumienia światła) dokładnie naprzeciwko szczeliny. Natężenie światła powinno być zgodne z wykresem funkcji cosinus^2.

Następnie wykonujemy to samo doświadczenie dla drugiej szczeliny.

A co wyjdzie gdy wypuścimy światło z obu szczelin jednocześnie? Uczeni przeprowadzający doświadczenie prawdopodobnie zakładali, że będzie to nałożenie wyników obu eksperymentów na siebie. Poniżej zawarłem widok prążków P1 na ekranie po wypuszczeniu światła ze szczeliny S1, potem widok prążków P2  na ekranie po wypuszczeniu światła ze szczeliny S2 oraz przewidywanego wyniiku doświadczenia P3, po wypuszczeniu światła przez obie szczeliny jednocześnie, co byłoby wynikiem nałożenia obu przesuniętych w stosunku do siebie funkcji cosinus^2 (zielony wykres).

W skrypcie prof. dr hab. Stanisława Kryszewskiego jest rysunek 

Komentarze przy notce skłoniły mnie do tego, by przerwać na chwilę przeprowadzanie eksperymentu Younga, a zająć się dyfrakcją - co też robię w kolejnej notce. Do mechaniki kwantowej powrócę, gdy zrozumiem mechanizm załamywania się światła.