Esperimento di Young

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Schema del fenomeno rappresentato da Young
Due onde cilindriche partono dai quadrati rossi: a causa dell'interferenza, i punti neri sullo schermo non ricevono mai luce, mentre quelli rossi avranno intensità massima

L'esperimento di Young, realizzato dal medico e scienziato Thomas Young nel 1801, dimostrò la natura ondulatoria della luce.

Esperimento originale[modifica | modifica wikitesto]

Si basa su una singola sorgente che illumina uno schermo opaco con due fenditure parallele (poste a distanza ) di larghezza sufficientemente piccola in confronto alla lunghezza d'onda della luce incidente. In questo modo, per il principio di Huygens, le fenditure diventano due sorgenti lineari di luce coerente che generano su uno schermo posto a distanza una figura di interferenza formata da bande alternatamente scure e luminose.

A grande distanza i due raggi luminosi sono pressoché paralleli, per cui la differenza di cammino ottico fra essi corrisponde al tratto .

A grandissima distanza dalle fenditure (), le rette che congiungono le fenditure con un certo punto sullo schermo sono all'incirca parallele, e formano un angolo con la normale della congiungente le fenditure stesse, e la differenza di cammino ottico è con buona approssimazione . Sullo schermo si verifica quindi interferenza costruttiva quando (con modulo del vettore d'onda ed che indica l'ordine di tale massimo), ovvero quando è soddisfatta la condizione

dove indica l'angolo in corrispondenza del quale si ha il massimo d'interferenza. In modo completamente analogo si otterrà un'interferenza distruttiva quando , cioè

Infine, per angoli "piccoli" (), e quindi anche piccoli, si può ricavare la distanza tra il punto mediano dello schermo ed i punti di massimo:

Infatti

Esperimenti con doppia fenditura "alla Young"[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Esperimento della doppia fenditura.

Per analogia spesso si indicano esperimenti simili svolti in altri campi della fisica per lo studio di fenomeni di interferenza, in cui un fascio viene fatto passare da due o più fenditure, classificandoli con il termine di "esperimenti alla Young".

Il verificarsi dell'interferenza anche utilizzando fasci corpuscolari confermò il dualismo onda particella, aspetto fondamentale della meccanica quantistica.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Richard P. Feynman, QED: The Strange Theory of Light and Matter, Princeton University Press, 1988, ISBN 0-691-02417-0.
  • Philipp Frank, Philosophy of Science, Prentice-Hall, 1957.
  • John Gribbin, Q is for Quantum: Particle Physics from A to Z, Weidenfeld & Nicolson, 1999, ISBN 0-7538-0685-1.
  • A.F. and Edwin F. Taylor French, An Introduction to Quantum Physics, Norton, 1978, ISBN 0-393-09106-6.
  • Brian Greene, The Elegant Universe, Vintage, 2000, ISBN 0-375-70811-1.
  • Brian Greene, The Fabric of the Cosmos, Vintage, 2005, ISBN 0-375-72720-5.
  • Tony Moy, The New Quantum Universe, Cambridge University Press, 2003, ISBN 0-521-56457-3.
  • Francis Weston Sears, Optics, Addison Wesley, 1949.
  • Paul Tipler, Physics for Scientists and Engineers: Electricity, Magnetism, Light, and Elementary Modern Physics, 5th ed., W. H. Freeman, 2004, ISBN 0-7167-0810-8.

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