Luce, interferenza e diffrazione

[lasy1]

non è difficile attualmente studiare in laboratorio l'interferenza e la diffrazione della luce avendo a disposizione i laser. Invece Young nel 1801, se non erro, come realizzava l'esperimento tecnicamente?

[ingres]

Qui puoi leggere la descrizione dell'esperimento fatta dallo stesso Young

https://www.diessefirenze.org/wp-conten ... nnio-4.pdf

[lasy1]

"ingres":Qui puoi leggere la descrizione dell'esperimento fatta dallo stesso Young

https://www.diessefirenze.org/wp-conten ... nnio-4.pdf

grazie per il link!

dunque Young ha usato luce naturale. Sulla teoria si studia che la lunghezza d'onda della luce deve essere confrontabile con le dimensioni della fenditura. Ma il foro di un ago per quanto piccolo ha ordine di grandezza del millimetro. E' abbastanza piccolo per essere confrontabile con le lunghezze d'onda del visibile che sono di nanometri?

[mgrau]

Il foro di un ago è molto meno di 1mm, direi più vicino a 1/10 di mm, e la lunghezza d'onda della luce visibile sta intorno ai 500nm, per cui il rapporto caratteristico $lambda/d$ è dell'ordine di $10^-4$, e le frange si vedono benissimo

[lasy1]

"mgrau":Il foro di un ago è molto meno di 1mm, direi più vicino a 1/10 di mm, e la lunghezza d'onda della luce visibile sta intorno ai 500nm, per cui il rapporto caratteristico $lambda/d$ è dell'ordine di $10^-4$, e le frange si vedono benissimo

e poi la questione delle sorgenti coerenti, la luce naturale si comporta come sorgente coerente?

[mgrau]

In quanto si tratta di luce proveniente da un'unica sorgente, che passa attraverso due fenditure, è coerente per forza

[lasy1]

non mi è ancora del tutto chiaro, non dovrebbe trattarsi di luce monocromatica?
quale sarebbe un caso di sorgenti non coerenti allora?

[mgrau]

"lasy":
quale sarebbe un caso di sorgenti non coerenti allora?

Due lampadine diverse, in cui i pacchetti d'onda prodotti dalle due sorgenti non sono correlati. Se invece hai una sola sorgente, e in qualche modo dividi in due i raggi - o con una doppia fenditura, o con la riflessione in una lamina sottile, o con uno specchio semitrasparente, ottieni due sorgenti coerenti. Hai presente l'interferometro di Michelson? Mica usava un laser... Non importa che sia monocromatica.
Poi, la zono di coerenza non è illimitata. I pacchetti d'onda hanno una certa lunghezza, quindi per avere interferenza bisogna che la differenza dei cammini ottici non sia troppo grande. E poi certo che le frange saranno in posti diversi per i vari colori.

[lasy1]

Ok, quindi si parla di luce monocromatica per semplificare non perché sia necessaria al verificarsi del fenomeno.
Riguardo alle due lampadine sorgenti incoerenti, vorrei capire, se le mettessi entrambe dietro la stessa fenditura, a quel punto diventerebbero coerenti?
perché se è coerente la luce naturale dietro il forellino di Young allora lo è pure quella delle lampadine. O c'è una differenza che non sto vedendo?

[mgrau]

"lasy":
Riguardo alle due lampadine sorgenti incoerenti, vorrei capire, se le mettessi entrambe dietro la stessa fenditura, a quel punto diventerebbero coerenti?

Non capisco, perchè dovrebbero diventare coerenti?

[lasy1]

Perché immagino dietro la fenditura facciano "insieme unico"
Altrimenti perché la luce naturale, proveniendo da sorgenti non meglio identificate, funziona?
O si presuppone il sole come unica sorgente?

[mgrau]

"lasy":...
Altrimenti perché la luce naturale, proveniendo da sorgenti non meglio identificate, funziona?
...

Effettivamente, forse hai ragione tu. Il filamento di una lampadina, per es., contiene un gran numero di atomi che emettono luce in modo indipendente, e non coerente, per cui anche due lampadine sarebbero la stessa cosa, e, se va bene una, vanno bene anche due.
Quindi, se prendi due raggi, emessi da due lampadine diverse, questi non produrranno interferenza. Perchè ci sia, devi avere una sorgente, sia pure composta di molti pacchetti incoerenti, e dividere in due ciascun pacchetto, con uno dei metodi detti. In questo modo ciascun pacchetto interferisce sostanzialmente con sè stesso; le due metà di ciascun pacchetto sono coerenti fra loro, mentre i vari pacchetti non lo sono

[lasy1]

Sì, così mi sembra più chiaro, grazie

Che tu sappia ci sono dei testi di esperimenti di fisica in cui si descrivono le esperienze in riferimento alle tecniche del momento storico in cui si sono realizzati?

[mgrau]

no, mi spiace