Wczoraj doszedł zamówiony osprzęt laboratoryjny zdjęcie 1. Mając w końcu profesjonalne zabawki mogę na własne oczy zobaczyć to o czym do tej pory jedynie czytałem. Po za tym mogę z tym zrobić co zechce. Nie muszę już szukać godzinami w internecie własności światła które mnie interesują tylko jak by to powiedział Kiepski robie se eksperyment. Zabawa przednia każdemu polecam.
Zdjęcia są robione telefonem komórkowym trzymanym w ręku przez co kąty i odległości mogą się różnić przy obróbce. Zbytnio się też nie starałem utrzymać proporcji przy obróbce zdjęć. Zakłamania te zgodnie z moją wiedzą i dobrą wolą nie wpływają jednak znacząco na idee które tu przedstawiam.
Pierwsze co to przepuściłem kolejno każdy z trzech typów laserów przez kolejno klisze ze szczelinami. Najpierw z jedną szczeliną potem z dwiema itd. Najbardziej wyraźny obraz daje laser fioletowy i jego zdjęcia umieściłem na tym blogu. Zdjęcie 2. Od razu zaznaczę że przy tych kliszach wysokość obrazu interferencyjnego jak na moje oko jest równe średnicy plamki. Prążki są dość grube. Przy innych szczelinach obserwuje wydłużenie się prążków tak że ich wysokość jest znacznie większa od średnicy plamki. Przypuszczam że przyczyną jest głębokość szczeliny. Im dłuższa droga światła w szczelinie tym długość prążków większa,
Co widzę? Przy jednej szczelinie widzę symetryczny obraz rozchodzący się od środka na boki. Natężenie światła jest największe w centrum i maleje wraz ze wzrostem odległości jednak ewidentnie widać okresowe wzmocnienia i pociemnienia obrazu. Coś jak I=(1/x)*((1+cosa)/2) gdzie I - natężenie światła x ≥ 1 ; a=nx i a współczynnik okresu. Od razu powstaje pytanie skąd w dyfrakcji cosinus? Ale to jeszcze da się wytłumaczyć.
Dwie szczeliny. Nie wiem czy to moje oko ale w rzeczywistości widzę pewien efekt którego nie mogę uchwycić na zdjęciu przynajmniej jest on na nich dużo słabszy. Na obraz z jednej szczeliny nałożyły się teraz dość gęsto ciemne prążki. Coś jak I=(1/x)*((1+cosa)/2)*((1+cosb)/2) gdzie b=nx; b współczynnik krótszego okresu.
Kolejne szczeliny. Widać zanikanie okresu z członem a;
I=(1/x)*(((1+cosa)/2)-(((k-1)^(1/2))cosa)/s)*((1+cosb)/2)
gdzie k-ilość szczelin; s-granica funkcji ((k-1)^(1/2))
Człon (((k-1)^(1/2))cosa)/s) ma zmniejszać wpływ cosa na obraz. Mam nadzieje że jeżeli jest błąd to mnie ktoś poprawi.
Nasuną mi się wniosek że lewa strona obrazu powstaje od prawej krawędzi zaś prawa strona obrazu od lewej krawędzi. Miałem pod ręką akurat pudełko po zabawce pokryte lakierem więc skierowałem wiązkę lasera na polakierowaną krawędź rysunek 3 i od razu sukces. Ukazała mi się pręga prostopadła do krawędzi. Jednak kolejne testy z niepolakierowaną tekturą i kartką takiego efektu nie dają. Być może warstwa lakieru tworzy soczewkę. Nie zastanawiając się długo postanowiłem sprawdzić efekt na ostrej krawędzi noża. Nie udało się. Jednak szybko zorientowałem się że efekt pręgi uzyskuje od ścianki ostrza zdjęcie 4. Ale zawsze musi być jakieś ale. Kiedy obróciłem ściankę ostrza o dziewięćdziesiąt stopni zamiast pręgi ukazał mi się półksiężyc prostopadły do pręgi. Szybki wniosek ukierunkowana ziarnistość kryształów stali (specjalna obróbka stali by nuż miał lepsze własności) lub kierunkowe polerowanie. Ponieważ nie pamiętałem czy kierunek jest prostopadły czy równoległy trzeba było znaleźć weryfikacje. Na szczęście w pobliżu stała lodówka z obudową z blachy i widoczną strukturą ciągnięcia stali równoległa do podłogi. I znów pełny sukces pręga prostopadła do rys na lodowce zdjęcie 4. Zadowolony zawędrowałem do łazienki a tu płytki na ścianie. Świecąc na lustro lub gładkie płytki plamka rozchodzi się ale nie ma pręgi. Ale trafiam na fugę i znów uzyskuje pręgę prostopadłą do fugi lub półksiężyc zdjęcie 4.
No ale trzeba wrócić do obecnych interpretacji interferencji i sprawdzić w końcu jak to jest z tą superpozycją fali. Zrobiłem dwa testy.
Wyświetliłem obraz interferencyjny z kliszy z pięcioma szczelinami. Wyszedł wręcz wzorowy. I zacząłem przysłaniać obraz czym tylko mogłem i sprawdzałem czy wszelkiego rodzaju przeszkody będą miały wpływ na obraz inny niż rzucenia cienia. Mimo że starałem się go zasłaniać na różne sposoby nie udało się uzyskać poruszenia prążków czy też jakiejś najmniejszej superpozycji w miejscach zasłoniętych zdjęcie 5. Oczywiście używałem własnych oczu więc różnie to może być.
Drugim testem była próba zakłócenia obrazu przez drugi laser. Krzyżowałem odrębne obrazy bez widocznych zmian. Puszczałem drugą wiązkę w punkt przechodzenia pierwszej wiązki przez szczeliny, używając trzech różnych długości fali (jedna była identyczna z wiązką pierwotną). Nie udało mi się uzyskać żadnej zmiany obrazu która była by widoczna gołym okiem.
Przykro mi ale dalej nie widzę niczego co byłoby sprzeczne z Fizyką klasyczną. Przejście światła przez szczeliny można wytłumaczyć na zasadach optyki. Krawędź szczeliny powoduje powstanie pręgi która odbija się od ścianki drugiej krawędzi. Kiedy szczelin mamy więcej, zanim światło odbije się od ścianki powstaje cień tych szczelin. Przynajmniej tak mi się wydaje:) Jak to sprawdzić zrobić klisze z trzema szczelinami odległość między pierwszą a drugą musi być różna od odległości między drugą a trzecią. Zapewne znajdziemy później te proporcje w obrazie interferencyjnym. Mam jeszcze kilka innych obserwacji ale muszę je jeszcze przemyśleć i dopracować.
Inne tematy w dziale Technologie
