Досвід Юнга
Зміст
У досвіді пучок монохроматичного світла прямує на непрозорий екран-ширму з двома паралельними прорізами (щілинами), за яким встановлюється проекційний екран. Ширину прорізів намагаються зробити якомога ближче до довжини хвилі світла, що випромінюється (вплив ширини прорізів на інтерференцію розглядається нижче). На проекційному екрані виходить цілий ряд інтерференційних смуг, що чергуються, що і було продемонстровано Томасом Юнгом.
Якщо виходити з того, що світло складається з частинок (корпускулярна теорія світла), то на проекційному екрані можна було б побачити лише дві паралельні лінії світла, що пройшли через щілини. Між ними проекційний екран залишався практично неосвітленим.
З іншого боку, якщо припустити, що світло являє собою хвилі, що поширюються (хвильова теорія світла), то, згідно з принципом Гюйгенса, кожна щілина є джереломвторинних хвиль.
Вторинні хвилі досягнуть точок, що знаходяться на рівному віддаленні від щілин, в одній фазі, отже, на серединній лінії екрану їх амплітуди складуться, що створить максимум яскравості. Тобто, головний, найяскравіший максимум виявиться там, де, згідно з корпускулярною теорією, яскравість має бути нульовою. Бічні максимуми розташуються симетрично по обидва боки в точках, для яких різницю ходу світлових пучків дорівнює цілій кількості хвиль.
З іншого боку, в тих точках на віддаленні від центральної лінії, де різниця ходу дорівнює непарному числу напівхвиль, хвилі виявляться в протифазі - їх амплітуди компенсуються, що створить мінімуми яскравості (темні смуги).
Таким чином, у міру віддалення від середньої лінії яскравість періодично змінюється, зростаючи до максимуму і знову спадаючи.
Когерентністьджерела світла
Інтерференцію можна спостерігати тільки для когерентних джерел світла, але створити два різні когерентні джерела практично неможливо. Тому всі інтерференційні досліди базуються на створенні за допомогою різних оптичних систем двох або кількох вторинних джерел з одного первинного, котрі будуть когерентні. У досвіді Юнг когерентними джерелами є дві щілини в екрані.
Вплив ширини щілин
Інтерференційна картина виникає на екрані, коли ширина щілин наближається до довжини хвилі монохроматичного світла, що випромінюється. Якщо ширину прорізів збільшувати, то освітленість екрану зростатиме, але виразність мінімумів і максимумів інтерференційної картини падатиме аж до її зникнення.
Вплив відстані між щілинами
Частота проходження інтерференційних смуг збільшується пропорційно відстані між щілинами, тоді як ширина дифракційної картини залишається незмінною залежить тільки від ширини щілин.