آزمایش دو شکافی یانگ(1)

هدف درس:

آزمایش یانگ، مثال مهمی از تداخل امواج نور است. بر اساس نظریه های مختلف فیزیکی، نور هم می تواند به صورت موج و هم به صورت ذره در پدیده های اطراف ما حضور داشته باشد. این رفتار دوگانه نور را دو گانگی ذره- موج می نامند. در این مطلب به توضیح آزمایش یانگ و نتایج آن اشاره می کنیم.

شرح درس:

در سال 1801 توماس یانگ، آزمایش مهمی انجام داد که نظریه موجی نور را ثابت می کرد. او صفحه ای را که دارای دو شکاف کوچک بود، در مقابل یک منبع نور تک رنگ قرار داد. اگر نگاهی به مطلب "تداخل در دو بعد" بیندازید، می بینید که این دو آزمایش شبیه هم هستند.

نخست آزمایش مخزن آب و دو منبع موج که به طور عمودی داخل مخزن آب نوسان می کنند، در نظر می گیریم:

هر دو فلش بالا مانند هم هستند اما فلش دوم با فرکانس بالاتر انجام شده است. روی محور تقارن امواجی که با هم تداخل می کنند، تداخل سازنده امواج را مشاهده می کنید. در طول این خط تقارن، موج های ترکیب شده از دو منبع، بیشترین دامنه را دارند.

در این تصاویر، خطوط قرمزی مشاهده می کنید که مربوط به خطوطی است که امواج رسیده از دو منبع در روی این خطوط، تداخل سازنده انجام می دهند و در طرح موجی، تشکیل شکم خواهند داد. خطوط آبی نیز خطوطی اند که امواج حاصل از دو منبع روی آن ها تداخل ویرانگر انجام می دهند و در طرح تداخلی یک گره تشکیل خواهند داد.

در فلش دوم فرکانس حدود 15% بالاتر از فلش اول است. برای امواجی با این اندازه، هم کشش سطحی آب و هم جاذبه در نقش نیروی بازگرداننده برای امواج عمل می کنند. بنابراین سرعت امواج ثابت نیست و تابع پیچیده ای از طول موج است.