Інтерференція і дифракція світла
Якщо кинути камінь, то він полетить прямо. Він може зіткнутися з перешкодою і відскочити. У разі, якщо він вдариться у площину, розташовану під кутом до напрямку його польоту, він відскочить убік.
Але камінь ні за яких умов не зможе обігнути перешкоду. Якщо, звичайно, йому не допомогти. Тобто, сам не зможе. Рух будь-яких тіл і відповідно, частинок, підпорядкований цьому закону. Вони або відскакують від перешкоди, або пролітають повз, але не огинають його.
Хвилі ж ведуть себе інакше. Спостерігали ви таке чи ні, але перевірити це нескладно: хвиля, проходячи повз перешкоди, злегка її огинає. При цьому змінюється напрям її поширення. Так, наприклад, хвиля на воді, пройшовши через вузький отвір, буде розширюватися в сторони при подальшому розповсюдженні. Виходить, що вона обігнула перешкоду у вигляді кордонів отвору.
Відхилення світла і складання хвиль світла
Так поводяться всі хвилі, будь вони механічні або електромагнітні. Так як світло являє собою електромагнітні хвилі, то, відповідно, він веде себе таким же чином. Явище відхилення світла від прямолінійного поширення при огибанні перешкоди називається дифракцією світла.
Наприклад, розмиті краї тіні це приклад дифракції світла на межі тіла, що створює тінь.
Внаслідок дифракції існує інше явище, зване інтерференцією світла. Інтерференція світла – це складання інтенсивності двох або більше світлових хвиль. Внаслідок цього утворюються картина максимумів і мінімумів інтенсивності світла.
Інтерференція і дифракція світла пов’язані між собою самим прямим і безпосереднім чином. Фактично, інтерференція є наслідком дифракції. Можна поставити експерименти зі спостереження інтерференції і дифракції світла в лабораторних умовах. Для цього пучок світла пропускають через вузьку щілину в непрозорому матеріалі, за яким розташований екран.
На екрані з’являється смуга світла, яка буде помітно ширше розмірів щілини.
Це пояснюється дифракцією світла, який проходячи через щілину, злегка огинав дві перешкоди у вигляді кордонів щілини, і світловий пучок, таким чином, ставав ширше. Якщо ж ми створимо не одну, а дві розташовані поруч щілини, то на екрані ми побачимо не дві смужки світла, а цілий набір смуг, що чергуються світла і тіні. При цьому посередині буде знаходитися одна найбільш яскрава смуга.
Це є результатом інтерференції світла, а ми побачимо так звану “інтерференційну картину”. Пояснення цієї картини буде простим внаслідок дифракції на кожній щілини пучки світла розширюються, і, проходячи далі, складаються вже дві хвилі.
При цьому амплітуди цих хвиль розрізняються в усіх точках простору.
Отже, підсумкова амплітуда загальної хвилі, отриманої в результаті складання двох хвиль, залежатиме від того, як розподіляються в просторі амплітуди вихідних хвиль.
У місці, де амплітуди хвиль будуть максимальні, спостерігатиметься максимум загальної хвилі. В інших же місцях, де амплітуди будуть в протифазі, загальна амплітуда буде дорівнювати нулю. Решта місць будуть в перехідній стадії між цими двома випадками.
І це чергування максимумів і мінімумом і утворює на екрані той самий набір темних і білих смуг, що чергуються. Так виглядає інтерференція світла наочно. Інтерференція підтверджує хвильову природу світла, оскільки така картина може вийти тільки в разі поширення хвиль, але ніяк не частинок.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)