Το πείραμα του Young για την συμβολή του φωτός

Πείραμα Νο 5:

Μέχρι τις αρχές του 19ου αιώνα, η φύση του φωτός αν δηλαδή το φως ήταν σωματίδιο ή κύμα δεν είχε αποσαφηνιστεί.  Ο Isaak Newton θεωρούσε ότι το φως αποτελούνταν από σωματίδια, ενώ ο Ολλανδός φυσικός  Christian Huygens θεωρούσε το φως κύμα.

Το  1801 ο Thomas Young,  Άγγλος γιατρός και φυσικός, πρότεινε ένα πείραμα, το γνωστό και ιστορικό πείραμα των δύο σχισμών, με το οποίο απέδειξε αδιαμφισβήτητα την κυματική φύση του φωτός.

Στην πρώτη έκδοση του πειράματος, ο Γιανγκ δεν χρησιμοποίησε δύο σχισμές. Αρχικά έκανε μία τρύπα σε ένα παραθυρόφυλλο και το κάλυψε με ένα κομμάτι χαρτόνι στο οποίο είχε επίσης σχηματίσει μία μικρή τρύπα. Για για να εκτρέψει την ακτίνα φωτός που έμπαινε από την τρύπα αυτή  χρησιμοποίησε έναν καθρέφτη. Στη συνέχεια πήρε μία λεπτή κάρτα και την τοποθέτησε με την κόψη της στη διαδρομή της ακτίνας, χωρίζοντάς την στα δύο. Το φως που διέρχεται από τη μία πλευρά της κάρτας παρεμβαίνει με το φως από την άλλη πλευρά της κάρτας για να δημιουργήσει στον απέναντι τοίχο μια  σκιά που παρουσίαζε φωτεινές και σκοτεινές ζώνες. Το φαινόμενο μπορούσε να εξηγηθεί μόνο με την υπόθεση οι δύο φωτεινές δέσμες αλληλεπιδρούσαν σαν κύματα.

Σχήμα από τη δημοσίευση βιβλίου σχετικά με τις διαλέξεις που έδωσε ο Thomas Young το 1802 στο Βασιλικό Ίδρυμα του

Λονδίνου.Δημοσιεύτηκε το 1807 με τίτλο

"A Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts". 

Σε επόμενες επαναλήψεις του πειράματος ο Γιανγκ χρησιμοποίησε δύο διαφράγματα, ένα με χαραγμένη μία σχισμή και ένα άλλο με χαραγμένες δύο σχισμές. Τοποθέτησε τα δύο διαφράγματα παράλληλα μεταξύ τους και προσανατόλισε το δεύτερο έτσι ώστε οι δύο σχισμές του να είναι παράλληλες με τη σχισμή του πρώτου. Τοποθέτησε μια πηγή φωτός πίσω από το διάφραγμα με τη μία σχισμή και παρατήρησε ότι στον τοίχο απέναντι από το δεύτερο διάφραγμα εμφανίστηκε μία ταινία από χρωματιστές και σκοτεινές γραμμές, που συνήθως ονομάζονται συνολικά κροσσοί συμβολής. Όταν αφαιρούσε το διάφραγμα με τις δύο σχισμές, εξαφανίζονταν και οι κροσσοί αφήνοντας στη θέση τους λευκό φως· και όταν το τοποθετούσε ξανά, εμφανίζονταν και πάλι οι κροσσοί.  Η ερμηνεία που έδωσε ήταν ότι αυτό που παρατηρούσε ήταν το φαινόμενο συμβολής δύο πηγών κυμάτων, η καθεμιά από τις οποίες συνέπιπτε με μία από τις σχισμές του δεύτερου διαφράγματος. 

Σχηματική απεικόνιση του πειράματος των δύο σχισμών. Πηγή: Wikipedia