Interferenta nelocalizata - Dispozitivul Young

Interferenta nelocalizata - atunci cand sursa este de dimensiuni mici (punctiforma), franjele nu se observa numai intr-un anumit loc, ci sunt raspandite in tot spatiul, nelocalizate.

Dispozitivul lui Young


Dispozitivul cu doua deschideri al lui Young este cel mai vechi dispozitiv experimental pentru observarea interferentei luminii. Lumina emisa de sursa punctiforma S cade pe ecranul A, ce prezinta doua deschideri mici, circulare – fantele F1 si F2 – egal departate de S. Potrivit principiului lui Huygens, deschiderile F1 si F2 constituie doua surse de lumina secundare. Deoarece radiatiile emise de F1 si F2 provin de la aceeasi sursa, ele sunt radiatii coerente.
Radiatiile se suprapun in zona hasurata din figura:
young1.png


Schema dispozitivului Young:

young2.png
(1)
\begin{align} {{r}_{1}}^{2} = {D}^{2} + {\left(x + l \right)}^{2} \end{align}
(2)
\begin{align} {{r}_{2}}^{2} = {D}^{2} + {\left(x + l \right)}^{2} \end{align}
(3)
\begin{equation} {{r}_{2}}^{2} - {{r}_{1}}^{2} = 4xl \end{equation}
(4)
\begin{align} \left( {r}_{2} - {r}_{1}\right)\left( {r}_{2} + {r}_{1}\right)= 4xl \end{align}

Deoarece distantele x si l sunt de ordinul fractiunilor de milimetru, iar distanta D, de ordinul mai multor sute de milimetri, se poate considera ca r1 + r2 = 2D.
(5)
\begin{align} \left( {r}_{2} - {r}_{1} \right) = \frac{2xl}{D} \end{align}

$\delta = r_1 - r_2$ ,diferenta de drum dintre cele doua unde

(6)
\begin{align} x = \frac{\delta D}{2l} \end{align}

Daca in P se obtine maxim de interferenta, $x_k = \frac{k \lambda D}{2l}$
Daca se obtine minim, $x_k = \frac{(2k+1) \lambda D}_{4l}$

Deci in vecinatatea punctului O apar benzi luminoase ce alterneaza cu benzi intunecoase, echidistante, paralele intre ele, numite franje de interferenta.
Interfranja este distanta dintre doua maxime, respectiv doua minime consecutive.

In cazul nostru, $i = x_{k-1} - x_k = \frac{\left(2k+1 \right) \lambda D}{4l} - \frac{2k \lambda D}{4l} = \frac{\lambda D}{2l}$

Daca fasciculul de lumina incidenta este de lumina alba fenomenul este mai complicat. In punctul central O, diferenta de drum este egala cu O pentru toate lungimile de unda, in O se produce o franja luminoasa de lumina alba. Primele franje dupa franja centrala au marginea dintre franja centrala colorata in violet, iar cealalta margine, colorata in rosu. La un ordin de interferenta mai mare de zece, in acelasi loc se suprapun maxime pentru mai multe lungimi de unda si franjele apar estompate, iar la diferente de drum δ > 3*10-6 m, da ochiului impresia de alb si se numeste alb de ordin superior.

young3.png
Rezultatul


Deosebiri ale figurii de interferenta a dispozitivului Young cu cele obtinute cu lama cu fete plan-paralele si pana optica
Daca la dispozitivul Young, figura de interferenta este formata din franje rectilinii luminoase (benzi luminoase) ce alterneaza cu cele intunecoase (benzi intunecoase), paralele si echidistante, figura obtinuta cu lama cu fete plan-paralele este formata din franje de egala inclinare (cercuri concentrice, numite Inelele lui Heidinger), iar figura obtinuta cu pana optica este formata din franje de egala grosime, paralele cu muchia penei si intre ele, si echidistante.

Experimente virtuale:

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License