Прежде чем делать какие-то выводы из этой статьи, желательно ознакомиться с предыдущей (О том, как Юнг надурил физиков.) В ней мы рассказывали, как Юнг вместо точечного источника подсунул физикам камеру – обскуру, а так же, как и почему в опыте Юнга на двух щелях получается три полосы.
Мы заметили, что особое удивление тем, что в опыте Юнга получается три полосы, высказывают те, кто в свое время обучался на физмате и на втором курсе своими глазами лицезрел гораздо больше полос. В связи с чем, высказываются предположения о том, что у нас «что-то не получилось». (Если и не получилось – так это у света не получилось изобразить волну, если что.) Даются советы на тему: использовать лазер, или сделать какие-то особо узкие щели, сравнимые с длинами волн, и что-то про монохроматическую волну. Ну, мы уже говорили неоднократно, что у самого Юнга никакого лазера не было, чаще встречаются упоминания о бунзеновской горелке, так что про лазер и монохроматическую волну можно забыть. И про супер-пупер микрощели тоже можно не беспокоится, поскольку такие тогда делать явно не умели.
А вот для демонстрации опыта студентам "по-быстрому", действительно удобно использовать лазер. Интенсивность его в разы больше, чем от любой лампочки, что позволяет разглядывать результат не напрягаясь; экран можно отодвинуть подальше (и уже наконец-то «вместиться в формулу», используемую для расчета ширины полосы).
Однако, есть и проблемы. Кроме того, что лазер является точечным источником, и от него, как и предсказывал Ньютон, нахально получаются две полосы,
фотоны там имеют более-менее параллельные траектории, что совсем неудобно.
Поэтому, чтобы получить интерференционноподобную картинку приходится немножко по изощряться.
Благодаря одному из наших оппонентов, мы имеем обзорную картинку этих изощрений.
Первое, что мы видим после источника – это бипризмы Френеля. Это такая своеобразная стекляшка, с помощью которой в данном случае, точечный источник и переводят в подобие камеры обскура. В Википедии ее позиционируют примерно так
К сожалению, приличной бипризмы Френеля у нас не нашлось, но немного зная законы преломления, мы можем примерно изобразить и ее действие на лазерный луч:
Таким образом, мы получим разлет фотонов такой же, как в камере -обскуре, и про точечный источник можно забыть.
Осталось это немного оформить с помощью линзы, и пропустить через щели.
А линзы и сами по себе довольно своеобразная вещь. Например, могут давать неравномерный выход света, что на расстоянии «до фокуса» оформлено в виде, так называемых, колец Ньютона. Их уже может быть больше трех.
А можно даже и без бипризм, и даже без щелей:
Но без щелей не получится навешать лапши про опыт Юнга.
А другими словами, демонстрируемый второкурсникам опыт, не имеет ничего общего с опытом Юнга на двух щелях, то есть, с интерференцией света от точечного источника. Так же, как и сам опыт Юнга, как таковой, не имеет отношения к опытам с точечными источниками. :)
-
P/S:
И немножко про шум на тему монохроматических волн. Шум особенно актуален стал с появлением лазеров. И действительно, на фотографии выше мы видим, как замечательно с помощью специальной насадки, перераспределяется поток зелененьких фотонов. С помощью этой же насадки так же замечательно перераспределяется свет от обычной лазерной указки
А вот от фонарика этой же указки никакого такого эффекта нет:
Ура! Особенные свойства монохрома подтверждены!
Но давайте не будем спешить. Лазер характерен тем, что траектории фотонов в нем практически параллельны. Такой поток удобно перераспределять. В просто фонарике фотоны имеют совершенно непредсказуемые траектории и такой поток перераспределить невозможно, поскольку они и так – везде.
Но можно сделать небольшой финт ушами, и попробовать эту хаотичность немного привести в порядок. Например, установив после фонарика трубку.
На некотором протяжении большинство фотонов с косыми траекториями в этой трубке потеряются. И мы получим в основной массе фотоны с траекторией «вдоль трубы». И на выходе из этой трубы установим нашу насадку. И получим возможность перераспределения этого потока.
Таким образом, зависимость от монохроматичности волн оказывается глубоко под сомнением. Значение имеет оформление потока.
Что, собственно, и приводит к двум пятнам при точечном источнике, и трем при применении камеры-обскуры.