Что такое «протяженный источник»? Это источник, размеры которого намного превышают размер перегородки между щелями. И который на маленькой щели работает как камера-обскура.
У нас в опыте две щели, которые сами по себе – две камеры-обскуры, и довольно протяженный источник (примерно 7см в ширину). Поэтому для перегородки между щелями аж в целый сантиметр – этот источник, все равно, будет являться протяженным.
Однако, мы пренебрегли дополнительным экраном с отверстием, который по Юнгу делает источник точечным, поскольку все равно не делает, а интенсивность света снижает намного. Банально хуже видно издалека.
На первой картинке источник у нас был двухцветный. Но дальше мы будем работать с «белым» источником. Точно такой же лампочкой, но без раскраски.
А теперь сказ в стиле волновой теории. То есть, с чудесами:
Излучается свет, как известно, трехметровыми волнами (цуг) за некоторое время (10^-8с). Ну, трех метров у нас там нет, от силы метра полтора, поэтому пусть как хочет, так и изворачивается. Это мы про то, что если наш источник отодвинуть метра на полтора от щелей, то пока никаких волновых свойств (интерференции) свет не демонстрирует.
Придвинем источник немного ближе к щелям.
На дистанции примерно 0.7 метра начинается какой-то разброд и шатания. То есть, проснулась наконец волновая сущность света. Но это еще не все. Придвигаем источник еще ближе.
Получаем изумительно широкий нулевой максимум, с изумительной интенсивностью. Большая интенсивность, как Вы помните, получается при наложении амплитуд волн (при сложении их в фазу). То есть, не тогда, когда в определенное место нападает больше фотонов, а тогда, когда удачно сложатся амплитуды. Это и есть явление интерференции, а не всякие там массово нападавшие в одно место частицы. Таким образом, чем ближе источник, тем больше складываются амплитуды.
Теперь про ширину полосы. Она, согласно теории, зависит от расстояния между щелями и экраном и длины волны.
Но, поскольку у нас расстояние от преграды со щелями до экрана никак не менялось, то, грубо говоря, не очень-то и зависит.
Согласно нашему опыту (верь глазам своим), все попавшие в центральный максимум, наложившиеся в фазу волны – когерентны, даже если не монохроматичны. Чем ближе источник к щелям, тем больше они когерентны. Ну, когерентных становится больше, и они начинают занимать больше места.
А другими словами, о том, что свет - волна свет «помнит» только на очень небольшом расстоянии от источника. Как только «улетает» немного подальше (даже в пределах трехметрового цуга), свет о своей волновой природе забывает, и не желает накладываться никакими амплитудами. Отсюда просвечивается какое-то несоответствие с утверждением о том, что свет и распространяется волной.
А если серьезно, то напрасно Гюйгенс со своей «водяной» волной примазывался к свету, а Юнг напрасно проигнорировал различия между точечным источником и камерой-обскурой.
P/S: И напоследок о том, как испортить когерентность в нулевом максимуме. Помните какой широкий нулевой максимум у нас получился?
Нужно после преграды со щелями поставить перегородку между щелями. Перпендикулярно плоскости щелей.
Ширина нулевого максимума сильно сократилась. Дело в том, что разделившиеся на двух щелях, электромагнитные волны из-за перегородки потеряли друг друга из виду, и большинство из них не смогли подогнать свои фазы под фазы волн визави. То есть, когерентность не смогла в должной степени оформиться. Многие из волн, не попав в фазы, погасили друг друга.
Для света-частицы объяснение, конечно, совсем не такое сказочное, загадочное, а грубо говоря, обывательское. Эйнштейн бы не одобрил.
Просто часть фотонов от протяженного источника попадает в перегородку, отражается и не попадает в область центрального максимума.
Но, согласитесь – это уже и не физика, а кухня какая-то.
