Какъв е опитът на Юнг

Всеки, който изучава вълновата оптика рано или късно, неизбежно ще срещне препратки към опита на Юнг. В този случай наистина става дума за едно епохално откритие, което радикално е повлияло върху по-нататъшното развитие на науката. Но за всичко в ред.

Лъч светлина в тъмнината на съмнението

Светлината, която виждаме, е това, което обгражда всеки човек от раждането. Това е просто и в същото време сложно. Няма нищо изненадващо във факта, че постоянно се правят опити да се обясни каква е светлината и какви са нейните свойства. Сред привържениците на различни модели сериозни дебати се разпалиха, но никой не можеше да сложи край на този въпрос. Това се случи, докато експериментът на Юнг, който блестящо потвърди вълновата теория на светлината, бе извършен.

По-рано се смяташе, че светлината е поток от специални частици - кръвни телца. Малко по-късно, в пълно съответствие с откритията на физиката, кръвните телца бяха заменени с фотони. Фотонът е частица, която има нулево зареждане и маса и съществува и само когато скоростта на светлината. В същото време Нютон проведе интересен експеримент за наблюдение на свойствата на светлината: той подрежда стъклена чиния и вдлъбната леща между себе си и източника. В този случай той не забелязва точков източник, а пръстен (който по-късно носи името му). Тъй като по това време експериментът на Йънг все още не е бил настроен, Нютон не можа да обясни какво се наблюдава от гледна точка на теорията за светлината, състояща се от частици.

Експериментирайте с двоен процеп

Накрая през 1803 г. Т. Юнг реши най-накрая да потвърди или да опровергае корпускулната хипотеза. Той подготви и извърши опростен експеримент, който направи учените да гледат познатите неща по нов начин. Опитът на Юнг показа, че светлината е електромагнитна вълна с определени характеристики.

Беше взет лист от непрозрачен материал, два паралелни прореза с ширина, съответстваща на дължина на вълната излъчена "тестова" светлина. На разстояние от листа имаше екран, който позволяваше да се наблюдава "поведението" на светлината. Бях на лист хартия светлинен поток от точков източник. Юнг разсъждава правилно: ако светлината е поток от частици, тогава на екрана ще се появят две успоредни линии. Максимален интензитет на луминесценция ще отиде на мястото на падане на двете греди, както и между тях ще бъде на тъмно (непрозрачен лист). Но ако теорията на кръвни телца не е наред, на светлината вълна преминава през процепа, ще създаде вторични вълни (принцип, установен в 1678 Хюйгенс). Тъй като те не се предотврати разпространението, а след това, теоретично, те са достигнали средата на екрана между проекциите на срезовете и тяхната амплитуда на вълната и фаза на мача. Поради намесата (наслагване), която може да доведе до максимум яркостта на светлината лента само между проекциите на всяка празнина, която да се каже, че светлина - е една от проявите на смущения на вълните.

Както вече е известно, корпускулната хипотеза пада и мястото му е взето от гледна точка на вълната. На екрана се наблюдават ленти с различна интензивност на луминисценция. Най-светлият е в средата, а след това в мрака и т.н. Намаляването на луминесценцията се дължи на антифазата на вторичните вълни.

Въпреки това, дори и в наше време, след извършване на поредица от рафиниращи експерименти, теорията е изменена. Според тях обикновено се смята, че светлината има двойна природа, която се проявява както като вълна, така и като частица. Резултатите от експериментите зависят от формулирането им. Най-новата квантова теория за структурата на Вселената обяснява това лесно: резултатите от наблюденията се получават точно както експериментаторът иска да видят. Двойността е присъща не само на светлината, но и на такава привидно изследвана частица като електрона.