Найти тему

Интерференция вокруг иглы.

Интерференционные полосы вокруг тени от иглы.
Интерференционные полосы вокруг тени от иглы.

Я давно обратил внимание на обводы вокруг игольного ушка и острия иглы, полученные автором ЛжоРа и приведенные на заставке к этой статье. Надеюсь, что автор ЛжоРа не возражает против использования выложенных им фотографий в качестве иллюстраций к этой статье.

Эти обводы очень напоминают интерференционные полосы, вот только для интерференции необходимо два луча, а фото сделано при освещении иглы одним источником света. Объяснение пришло после того, как автор Вадим Панфёров рассказал о сложностях при изготовлении им интерферометра Маха-Цендера. В частности, угол схождения двух интерферирующих лучей должен быть очень мал и измеряется десятками угловых секунд. У Панфёрова это около 30 секунд. А теперь давайте посмотрим на идеализированную схему расположения элементов и ход лучей, если посмотреть на всю сборку ЛжоРа сверху, когда острие иглы направлено на нас.

Образование пары лучей, формирующих интерференционную картинку.
Образование пары лучей, формирующих интерференционную картинку.

Не будем рассуждать о том, что отверстие имеет конечный диаметр и поэтому возможна тень от разных точек отверстия. Нас интересует механизм образования интерференции в отсутствии двух щелей или двух других отверстий. Поэтому считаем источник света идеально точечным. А вот поверхность новой иглы имеет очень хорошую отражательную способность, и сечение иглы круглое. Поэтому лучи, которым повезло упасть на иглу рядом с краем, отражаются под малыми углами, встречается на экране с лучами, пролетевшими рядом с иглой и формируют на экране интерференционную картинку вокруг тени от самой иглы. Аналогично получаются обводы и внутри ушка иглы, так как внутренняя поверхность ушка эллиптическая и очень хорошо отполирована.

Казалось бы, это фото подтверждает волновой характер световых лучей. Но обратите внимание – вся схема построена на законах геометрической оптики. И в появлении интерференционных полос играет роль не разность длин путей, проходимых лучами от источника, а угол встречи этих лучей на поверхности экрана. Ведь перемещение экрана ближе-дальше не изменяет картинки, меняется только масштаб.

Аналогичные выводы можно сделать из схемы интерферометра Маха-Цендера, опубликованной автором Вадимом Панфёровым.

Интерферометр Маха-Цендера, построенный Вадимом Панфёровым.
Интерферометр Маха-Цендера, построенный Вадимом Панфёровым.

Я добавил в рисунок синюю и красную стрелки, символизирующие лучи, формирующие интерферирующие полоски на экране.

Мое предложение: фотоны-частицы летят в когерентном луче очень упорядочено, можно сказать строем, как по струночке. И соблюдают свое положение в течение всего полета. Если при отражении от экрана им встречаются фотоны, «сдвинутые» на определенный угол по отношению к первым, то эти пары фотонов аннигилируют, выделяя малое количество теплоты. А если углы другие – спокойно пролетают мимо, взаимно усиливая яркость отраженного света. Угол взаимодействия зависит от цвета луча, говоря волновыми терминами – длины волны света.

Пока других идей нет, но очень хочется, чтобы «волновики» и «корпускулярники» помирились и искали объяснения процессов, а не занимались взаимными обвинениями.

Спасибо, что дочитали до конца.