Опыт Юнга (эксперимент на двух щелях, также известный как двухщелевой интерферометр Юнга) — первый вариант двухщелевого опыта, проведённого Томасом Юнгом, который демонстрирует интерференцию и дифракцию света, что является доказательством справедливости волновой теории света. Результаты эксперимента были опубликованы в 1803 году.

В опыте пучок монохроматического света направляется на непрозрачный экран-ширму с двумя параллельными прорезями (щелями или отверстиями), позади которого устанавливается проекционный экран.

На рис.1 данный опыт и его результат показаны схематично и с небольшими ошибками. Во-первых, источник света не монохроматический. Во-вторых, интерференционная картина показана как набор одинаковых полос. На самом деле, интенсивность полос убывает от центра к периферии. Есть и другие ошибки, но главное, что сама постановка опыта Юнга показана правильно. Есть источник света, есть экран с двумя щелями и есть экран для регистрации интерференционной картины. Об остальном можно прочитать в многочисленных статьях в Интернете.

Рис.1.

Ширину прорезей стараются сделать как можно ближе к длине волны излучаемого света. На проекционном экране получается целый ряд чередующихся интерференционных полос, что и было продемонстрировано Томасом Юнгом.

Если исходить из того, что свет состоит из частиц (корпускулярная теория света), то на проекционном экране можно было бы увидеть только две параллельные полосы света, прошедшие через щели. Между ними проекционный экран оставался бы практически неосвещённым.

С другой стороны, если предположить, что свет представляет собой распространяющиеся волны (волновая теория света), то, согласно принципу Гюйгенса, каждая щель является источником вторичных волн.

Вторичные волны достигнут точек, находящихся на равном удалении от щелей, в одной фазе, следовательно, на серединной линии экрана их амплитуды сложатся, что создаст максимум яркости. То есть, главный, наиболее яркий максимум окажется там, где, согласно корпускулярной теории, яркость должна быть нулевой. Боковые максимумы расположатся симметрично по обеим сторонам в точках, для которых разность хода световых пучков равна целому числу волн.

С другой стороны, в тех точках на удалении от центральной линии, где разность хода равна нечётному числу полуволн, волны окажутся в противофазе — их амплитуды компенсируются, что создаст минимумы яркости (тёмные полосы).

Таким образом, по мере удаления от средней линии яркость периодически изменяется, возрастая до максимума и снова убывая.

формате PDF (117Кб)