Интерференционный эксперимент Юнга
Интерференционный эксперимент Юнга , также называемый двухщелевым интерферометром Юнга , был оригинальной версией современного двухщелевого эксперимента , выполненного в начале девятнадцатого века Томасом Юнгом . Этот эксперимент сыграл важную роль в общем признании волновой теории света . [1] По собственному мнению Янга, это было самым важным из его многочисленных достижений.
В этот период многие ученые предложили волновую теорию света, основанную на экспериментальных наблюдениях, в том числе Роберт Гук , Христиан Гюйгенс и Леонард Эйлер . [2] Однако Исаак Ньютон , проведший множество экспериментальных исследований света, отверг волновую теорию света и разработал свою корпускулярную теорию света , согласно которой свет излучается светящимся телом в виде мельчайших частиц. [3] Эта теория господствовала до начала девятнадцатого века, несмотря на то, что многие явления, в том числе дифракцияЭффекты на краях или в узких отверстиях, цвета в тонких пленках и крыльях насекомых, кажущаяся неспособность световых частиц столкнуться друг с другом при пересечении двух световых лучей не могли быть адекватно объяснены корпускулярной теорией, которая, тем не менее, имела много выдающихся результатов. сторонники, в том числе Пьер-Симон Лаплас и Жан-Батист Био .
Изучая медицину в Геттингене в 1790-х годах, Янг написал диссертацию о физических и математических свойствах звука [4] , а в 1800 году представил доклад Королевскому обществу (написанный в 1799 году), в котором утверждал, что свет также является волной. движение. Его идея была встречена с известной долей скептицизма, поскольку она противоречила корпускулярной теории Ньютона. Тем не менее, он продолжал развивать свои идеи. Он считал, что волновая модель может гораздо лучше объяснить многие аспекты распространения света, чем корпускулярная модель:
Очень обширный класс явлений приводит нас еще более непосредственно к тому же заключению; они состоят главным образом в производстве цветов с помощью прозрачных пластин, а также в результате дифракции или перегиба, ни одно из которых не было объяснено на основе предположения об эманации способом, достаточно подробным или исчерпывающим, чтобы удовлетворить даже самых искренних защитников снарядная система; в то время как, с другой стороны, все они могут быть поняты сразу по эффекту интерференции двойных огней, почти подобно тому, как в звуке возникает ощущение удара, когда две струны, образующие несовершенный унисон, слышал, чтобы вибрировать вместе. [5]
В 1801 г. Янг представил Королевскому обществу известную работу под названием «О теории света и цвета» [7] , в которой описываются различные явления интерференции. В 1803 году он описал свой знаменитый интерференционный эксперимент. [8] В отличие от современного эксперимента с двумя щелями , в эксперименте Янга солнечный свет отражается (с помощью рулевого зеркала) через маленькое отверстие и разделяется тонкий луч пополам с помощью бумажной карты. [6] [8] [9] Он также упоминает возможность прохождения света через две щели в своем описании эксперимента:
Если предположить, что свет любого данного цвета состоит из волн данной ширины или данной частоты, то отсюда следует, что эти волны должны быть подвержены тем эффектам, которые мы уже рассмотрели в случае волн воды и пульсаций воды. звук. Было показано, что два равных ряда волн, исходящих из центров, расположенных близко друг к другу, могут уничтожать эффекты друг друга в одних точках, а в других точках удваивать их; и биение двух звуков было объяснено подобной интерференцией. Теперь мы должны применить те же принципы к чередующемуся соединению и исчезновению цветов.
