Experiment d'interferència de Young
El experiment d'interferència de Young, també cridat experiment de la doble rendija de Young, va ser la versió original del modern experiment de la doble rendija, realisat a principis de el XIX per Thomas Young. Este experiment va eixercitar un paper important en l'acceptació general de la teoria ondulatoria de la llum.[1] En opinió del propi Young, este va ser el més important dels seus molts guanys.
Teories sobre la propagació de la llum en els sigles XVII i XVIII
[editar | editar còdic]Durant este periodo, molts científics varen propondre una teoria ondulatoria de la llum basada en observacions experimentals, entre ells Robert Hooke, Christiaan Huygens i Leonhard Euler.[2] No obstant, Isaac Newton, que va realisar moltes investigacions experimentals sobre la llum, havia rebujat la teoria ondulatoria de la llum i va desenrollar la seua teoria corpuscular de la llum, segons la qual la llum és emesa per un cos lluminós en forma de chicotetes partícules.[3] Esta teoria es va mantindre fins a principis de el XIX, a pesar de que molts fenomens, com els efectes de difracció en les vores o en les obertures estretes, els colors en les películes fines i en les ales dels insectes, i l'aparent fracàs de les partícules de llum per a chocar entre sí quan es creuen dos fas de llum, no podien ser explicats adequadament per la teoria corpuscular que, no obstant, tenia molts partidaris eminents, com Pierre-Simon Laplace i Jean-Baptiste Biot.
El treball de Young sobre la teoria de les ones
[editar | editar còdic]
Mentres estudiava medicina en Göttingen en la década de 1790, Young va escriure una tesis sobre les propietats físiques i matemàtiques del sò[4] i en 1800 va presentar un treball a la Royal Society (escrit en 1799) en el que sostenia que la llum era també un moviment ondulatori. La seua idea va ser rebuda en cert escepticisme perque contradia la teoria corpuscular de Newton. No obstant, va seguir desenrollant les seues idees. Creïa que un model ondulatori podia explicar molt millor molts aspectes de la propagació de la llum que el model corpuscular:
En 1801, Young va presentar un famós treball a la Royal Society titulat "Sobre la teoria de la llum i els colors"[6] que descriu diversos fenomens d'interferència. En 1803, va descriure el seu famós experiment d'interferència.[7] A diferència del modern experiment de la doble rendija, l'experiment de Young reflectix la llum del sol (usant un espill de direcció) a través d'un chicotet forat, i dividix el prim raig per la mitat usant una targeta de paper.[7][8] També menciona la possibilitat de fer passar la llum per dos rendijas en la seua descripció de l'experiment:
La figura mostra la geometria per a un pla de visió de camp lluntà. S'observa que les trayectòries relatives de la llum que viaja des de les dos fonts puntuals fins a un punt determinat del pla de visió varien en l'àngul θ, per lo que les seues fases relatives també varien. Quan la diferència de trayectòria és igual a un número entero de llongituts d'ona, les dos ones se sumen per a donar un màxim de lluminositat, mentres que quan la diferència de trayectòria és igual a mija llongitut d'ona, o a una i mija, etc., llavors les dos ones es cancelen i l'intensitat és mínima.
La separació llineal (distància) - entre franges (llínees de màxima lluentor) en la pantalla ve donada per l'equació :
a on és la distància entre la rendija i la pantalla, és la llongitut d'ona de la llum i és la separació de les rendijas com es mostra en la figura.
L'espai angular de les franges, θf,Plantilla:Nbsp ve donada per
a on θf <<1, i λ és la llongitut d'ona de la llum. Es pot observar que l'espayat de les franges depén de la llongitut d'ona, de la separació dels forats i de la distància entre les rendijas i el pla d'observació, com va senyalar Young.
Esta expressió s'aplica quan la font de llum té una sola llongitut d'ona, mentres que Young utilisava la llum solar i, per lo tant, observava les franges de llum blanca que descriu més dalt. Es pot considerar que un patró de franges de llum blanca està format per un conjunt de patrons de franges individuals de diferents colors. Tots ells tenen un valor màxim en el centre, pero el seu espayat varia en la llongitut d'ona, i els patrons superposts variaran en color, ya que els seus màxims es produiran en diferents llocs. Normalment només s'observen dos o tres franges. Young va utilisar esta fòrmula per a estimar la llongitut d'ona de la llum violeta en 400 nm i la de la llum roja en el doble, resultats en els que hui estem d'acort.
En els anys 1803-1804, varen aparéixer en la Edinburgh Review una série d'atacs sense firma contra les teories de Young. L'autor anònim (que més vesprada va resultar ser Henry Brougham, un dels fundadors de la Edinburgh Review) va conseguir minar la credibilitat de Young entre el públic llector fins al punt de que un editor que s'havia compromés a publicar les conferències de Young en la Royal Institution es va tirar arrere. Este incident va fer que Young se centrara més en la seua pràctica mèdica i menys en la física.[9]
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ (1991) Insight into Optics, John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-92769-3.
- ↑ (1999) Principles of Optics, Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-64222-4.
- ↑ Plantilla:Cite episode
- ↑ Mason, P. (1981). The Light Fantastic, Penguin Books. ISBN 978-0-14-006129-1.
- ↑ (2003) Everything's Relative and Other Fables in Science and Technology, John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-20257-8.
- ↑ “The Bakerian Lecture: On the Theory of Light and Colours” (1802). Philosophical Transactions of the Royal Society of London 92: 12–48. doi:.
- ↑ 7,0 7,1 «Thomas Young's experiment».
- ↑ «The Original Double Slit Experiment».
- ↑ Robinson, Andrew (2006). The Last Man Who Knew Everything, New York, NY: Pi Press, pp. 115–120. ISBN 0-13-134304-1.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Experimento de interferencia de Young» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.