La luce in alcuni esperimenti come in quello di Young ha un comportamento ondulatorio mentre in altri (effetto foto elettrico e Compton) si comporta in modo corpuscolare. Qual è allora la vera natura della luce? Ondulatoria o corpuscolare?
Le proprietà corpuscolari e quelle ondulatorie della luce, d’altra parte sono fra loro complementari, nel senso che quando si osservano le une le altre non si manifestano. Infatti la luce si comporta a volte come
onda, altre volte come particella, ma mai simultaneamente come entrambi. Questo principio di complementarità, uno dei
punti chiave della meccanica quantistica, venne formulato nel 1927 da Niels Bohr. Consideriamo il classico esperimento di Young sulla interferenza della luce attraverso una doppia fenditura con una pellicola fotografica disposta sullo schermo. Usiamo una sorgente di luce monocromatica di bassa intensità in modo da poterla considerare costituita da singoli fotoni.
L’immagine finale si forma, fotone dopo fotone, a partire da una distribuzione iniziale apparentemente casuale fino alla forma definitiva costituita dall’alternarsi di bande chiare e oscure,
che manifestano il fenomeno dell’interferenza fra le onde diffratte dalle due fenditure.
Ma che succede se chiudiamo una delle due fessure? L’immagine che si forma in tal caso
rappresenta la corrispondente figura di diffrazione, costituita da una banda centrale luminosa accompagnata da deboli contributi ai suoi lati. Il punto interessante è che questa volta i fotoni,passando attraverso una sola fenditura, colpiscono la pellicola in punti diversi da quelli raggiunti passando attraverso l’una o l’altra! Come se i fotoni che passano attraverso una fenditura
“sapessero” se l’altra è aperta oppure chiusa. Ciò si spiega ammettendo che i fotoni si comportino come particelle quando vengono emessi oppure assorbiti, ma come onde quando viaggiano, in tale condizione manifestando la loro natura ondulatoria e quindi dando luogo ai fenomeni di diffrazione
e interferenza.
Le proprietà corpuscolari e quelle ondulatorie della luce, d’altra parte sono fra loro complementari, nel senso che quando si osservano le une le altre non si manifestano. Infatti la luce si comporta a volte come
onda, altre volte come particella, ma mai simultaneamente come entrambi. Questo principio di complementarità, uno dei
punti chiave della meccanica quantistica, venne formulato nel 1927 da Niels Bohr. Consideriamo il classico esperimento di Young sulla interferenza della luce attraverso una doppia fenditura con una pellicola fotografica disposta sullo schermo. Usiamo una sorgente di luce monocromatica di bassa intensità in modo da poterla considerare costituita da singoli fotoni.
L’immagine finale si forma, fotone dopo fotone, a partire da una distribuzione iniziale apparentemente casuale fino alla forma definitiva costituita dall’alternarsi di bande chiare e oscure,
che manifestano il fenomeno dell’interferenza fra le onde diffratte dalle due fenditure.
Ma che succede se chiudiamo una delle due fessure? L’immagine che si forma in tal caso
rappresenta la corrispondente figura di diffrazione, costituita da una banda centrale luminosa accompagnata da deboli contributi ai suoi lati. Il punto interessante è che questa volta i fotoni,passando attraverso una sola fenditura, colpiscono la pellicola in punti diversi da quelli raggiunti passando attraverso l’una o l’altra! Come se i fotoni che passano attraverso una fenditura
“sapessero” se l’altra è aperta oppure chiusa. Ciò si spiega ammettendo che i fotoni si comportino come particelle quando vengono emessi oppure assorbiti, ma come onde quando viaggiano, in tale condizione manifestando la loro natura ondulatoria e quindi dando luogo ai fenomeni di diffrazione
e interferenza.
L'animazione mostra il comportamento corpuscolare.
https://youtu.be/uYehx5NXHVc
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