Interferenza e diffrazione

Fonte: Yong P. Chen, PhD, Dipartimento di Fisica e Astronomia, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN

Interferenze e diffrazione sono fenomeni caratteristici delle onde, che vanno dalle onde d'acqua alle onde elettromagnetiche come la luce. L'interferenza si riferisce al fenomeno di quando due onde dello stesso tipo si sovrappongono per dare una variazione spaziale alternata di ampiezza d'onda grande e piccola. La diffrazione si riferisce al fenomeno di quando un'onda passa attraverso un'apertura o gira intorno a un oggetto, diverse parti dell'onda possono interferire e anche dare origine a un'alternanza spaziale di grande e piccola ampiezza.

Questo esperimento dimostrerà la natura ondulatoria della luce osservando la diffrazione e l'interferenza di una luce laser che passa attraverso una singola fessura e doppie fessure, rispettivamente. Le fessure vengono semplicemente tagliate usando lame di rasoio in un foglio di alluminio e i caratteristici modelli di diffrazione e interferenza si manifestano come modelli di alternanza di frange chiare e scure su uno schermo posto dopo il foglio, quando la luce viene illuminata attraverso le fessure sul foglio. Storicamente, l'osservazione della diffrazione e dell'interferenza della luce ha svolto un ruolo importante nello stabilire che la luce è un'onda elettromagnetica.

1. Acquisizione dei componenti richiesti per l'esperimento

1. Ottenere occhiali di sicurezza laser e indossare durante questo esperimento prima di accendere il laser.
2. Procuratevi un pezzo di foglio di alluminio e usate le forbici per tagliarlo in due (circa) 2 x 2 in pezzi quadrati.
3. Ottenere due cartoni, ciascuno di circa 3 x 3 pollici, con un foro (diametro circa 1 in) tagliato nel mezzo.
4. Ottenere un dispositivo in grado di bloccare il cartone o un blocco a cui il cartone può essere

Per il passaggio 2.3, un modello di luce rappresentativo che può essere osservato sulla parete è mostrato nella Figura 3b, che mostra le caratteristiche frange di diffrazione. Si noti che la frangia luminosa centrale è circa due volte più larga (nella direzione y)delle altre frange luminose (che sono circa la stessa in larghezza) e la sovra intensità delle frange luminose decade dal centro lungo l'asse y,come previsto per il modello di diffrazione a fessura singola.

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In questo esperimento, abbiamo dimostrato il modello di diffrazione a singola fessura e il modello di interferenza a doppia fessura della luce, utilizzando un raggio laser. L'osservazione di questi fenomeni ondulatori caratteristici dimostra la natura ondulatoria della luce.

La diffrazione e l'interferenza della luce hanno svolto un ruolo essenziale nello sviluppo dell'ottica in quanto hanno contribuito a stabilire che la luce è un'onda elettromagnetica. Questi effetti sono importanti anche i.