هوپا، انجمن علم ایران

یانگ هنگام انجام آزمایش دو شکاف، یک شکاف باریک میان چشمۀ نور و دو شکاف قرار داد که خود مانند یک چشمۀ نور عمل می کرد. توجیه این کار چیست؟

همدوس کردن نور.

نور ناهمدوس، یا جزئی همدوس شده نمیتونه نقش تداخلی واضحی ایجاد کنه. ما نیاز به همدوسی فضایی و زمانی داریم. شرط همدوسی فضایی، با قرار دادن باریکه ارضا میشه.

خود همدوسی هم یعنی دو پرتو نور فرکانس یکسانی داشته باشند و اختلاف فازشون ثابت باشه

سازوکار این جوری همدوس کردن نور چیه؟ چه جوری یک شکاف باریک نور ناهمدوس را همدوس و فرکانس رو یکی می کنه؟ به ویژه اگه با دید فوتونی نگاه کنیم چه جوری یک شکاف باریک انرژی متفاوت فوتون ها رو یکسان می کنه؟

گرچه در کوانتوم با مفهوم همدوسی رو به رو میشیم، اما همدوسی اپتیک با تفاسیری که گفتم، مفهومی هستش که برای امواج تعریف میشه و نه فوتون ها.
فرض کنید یک جبهه موج دو بعدی بهم ریخته و آشوبناک دارید. طبیعتا اگر از این جبهه موج بخواید نقش تداخلی بگیرید، به نتیجه واضحی نمیرسید. میتونید بیاید به یک بخش خاص از این جبهه موج اجازه عبور بدید. اگر این کار رو بکنید، و به اندازه کافی شکافتون رو کوچک کنید، بالاخره به جایی میرسید که جبهه موج عبوری "خیلی آشوبناک" نیست و به شکل موضعی رفتار ثابت و پایداری داره. به این میگن همدوس کردن فضایی. این صفحه رو ببینید، مفصل با شکل توضیح داده. https://en.wikipedia.org/wiki/Coherence_(physics)

Paradoxy نوشته شده: ↑

جمعه ۱۳۹۹/۷/۲۵ - ۰۰:۵۰

گرچه در کوانتوم با مفهوم همدوسی رو به رو میشیم، اما همدوسی اپتیک با تفاسیری که گفتم، مفهومی هستش که برای امواج تعریف میشه و نه فوتون ها.
فرض کنید یک جبهه موج دو بعدی بهم ریخته و آشوبناک دارید. طبیعتا اگر از این جبهه موج بخواید نقش تداخلی بگیرید، به نتیجه واضحی نمیرسید. میتونید بیاید به یک بخش خاص از این جبهه موج اجازه عبور بدید. اگر این کار رو بکنید، و به اندازه کافی شکافتون رو کوچک کنید، بالاخره به جایی میرسید که جبهه موج عبوری "خیلی آشوبناک" نیست و به شکل موضعی رفتار ثابت و پایداری داره. به این میگن همدوس کردن فضایی. این صفحه رو ببینید، مفصل با شکل توضیح داده. https://en.wikipedia.org/wiki/Coherence_(physics)

اگر ما نور را از تک شکاف گذر دهیم طرح ناشی از تفرق روی پردۀ آشکارساز نقش می بندد، اکنون اگر فوتون ها یا الکترون ها را تک تک بفرستیم آیا طرح ناشی از تفرق به تدریج ایجاد می شود؟ اگر آری، پس باید بگوییم هر فوتون یا الکترون حتی حین گذر از تک شکاف هم با خودش تداخل می کند؟ و برای تک شکاف هم موج احتمال داریم و باید از معادلۀ شرودینگر استفاده کنیم؟ اکنون اگر مانند یانگ در آزمایش دو شکاف، میان چشمۀ نور و دو شکاف، یک شکاف باریک قرار دهیم، با توجه به این که فوتون ها ابتدا یک بار با خودشان تداخل کرده اند، آیا با گذر از دو شکاف بار دیگر با خودشان تداخل می کنند؟ آیا طرح تداخل دو شکافی در اینجا با زمانی که تک شکاف میان چشمۀ نور و دو شکاف نبود تفاوتی خواهد داشت؟ اگر آری، این تفاوت چه خواهد بود؟

سلام جناب رهام! در کتاب فیزیک دانشگاهی دربارۀ پراش از یک شکاف منفرد آمده: "اپتیک هندسی تنها یک نوار روشن پیش بینی می کند که با اندازه شکاف یکسان است (اما) آنچه واقعا رخ می دهد یک نقش پراش است که مجموعه ای از فریزهای تداخل است." با توجه به مطلب فوق من پرسش بالا را مطرح کردم. آیا از دوستان کسی پاسخ آن را می داند؟