venerdì 15 dicembre 2017

ESPERIMENTO DI YOUNG DELLA DOPPIA FENDITURA 1801

Una luce monocromatica viene fatta passare per due fenditure molto sottili. Per il principio di Huygens le due fenditure diventano, per il fenomeno di diffrazione, due sorgenti coerenti (cioè in fase) di onde circolari luminose di luce monocromatica.
Su uno schermo posto ad una distanza L si forma un'immagine d'interferenza caratterizzata  da frange luminose (interferenza costruttiva) alternate a frange scure (interferenza distruttiva).
L'esperimento mette in evidenza la natura ondulatoria della luce.

In un punto P dello schermo l'interferenza è costruttiva se la differenza dei cammini di due raggi di luce è un multiplo della lunghezza d'onda della luce.
Se lo schermo è lontano e d<<L  possiamo considerare paralleli i raggi provenienti dalle due fenditure.
La differenza dei cammini è allora data da :
dove d è la distanza tra le due fenditure .

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Il video spiega la condizione di interferenza costruttiva e distruttiva nel caso di due sorgenti circolari coerenti.

allora si  pone :
con m un numero intero.

Ovviamente al centro dello schermo i raggi arrivano perpendicolari e quindi tra loro in fase. Vi è interferenza costruttiva e si forma il massimo centrale dato da m=0. 
In un punto dello schermo vi è interferenza distruttiva se la differenza dei percorsi è un multiplo dispari di mezza lunghezza d'onda: 
applet simula l'esperimento di Young con diverse frequenze e variando d

Calcoliamo ora la distanza y delle frange luminose e buie dalla frangia centrale. 
Nell'ipotesi che la distanza L dello schermo sia molto grande rispetto alla distanza d tra le due fenditure si può scrivere che :
NB:Essendo l' angolo 𝛳 molto piccolo si può approssimare la tangente al sen𝛳 e alla tg𝛳.
ATTENZIONE: L'esperimento di Young della doppia fenditura è un fenomeno di interferenza che si verifica insieme ad un fenomeno di diffrazione . Se fosse sono interferenza si dovrebbe vedere una figura composta da un alternarsi di frange  chiare e scure della stessa dimensione e con uguale intensità. In realtà non è così. 



Il massimo centrale e i massimi secondari della figura di diffrazione appare spezzettato in tante frange di uguale ampiezza e con intensità decrescente. Infatti l'intensità dei massimi della figura d'interferenza è modulata dalla figura di diffrazione secondo il seguente grafico:

 
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Il video spiega l'esperimento di Young


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Esperimento di Young in inglese

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