Svjetlost i pripadajući fenomeni

-pokus s dvije pukotine-

Marko Marelja

2

Sadržaj:

• shvaćanje svjetlosti u 19 st.

• pokus s dvije pukotine kao dokaz valne prirode svjetlosti

• sličan pokus s dvije pukotine iz 20 st.

• zaključak

3

shvaćanje svjetlosti u 19 st.

• Dvojna priroda svjetlosti:

-ČESTIČNA (foton,fotoelektrična pojava)

-VALNA (interferencija, ogib, polarizacija)

•VALNA teorija prirode svjetlosti - sredina 17. st. - Christian Huygens•valovi - poslijedica TITRANJA MEDIJA - Huygens uvodi ETER

4

• SUPROTSTAVLJENA teorija - René Descartes, svjetlost-STRUJA BRZIH ČESTICA

•Newton se opredjelio za ČESTIČNU teoriju (pretpostavka: postojanje etera se kosi s 1.N.Z. gibanja)•UTJECAJ Newtona – tijekom 18. stoljeća prevladava ČESTIČNA TEORIJA

5

pokus s dvije pukotine kao dokaz valne prirode svjetlosti

• Početkom 19. st. - Thomas Young i Augustin Fresnel - niz eksperimenata vezanih uz ogib (difrakciju) i interferenciju svjetlosnih zraka te pojava koje se nisu mogle objasniti čestičnom prirodom svjetlosti

Augustin Fresnel

Thomas Young

6

Prolazak svjetlosti kroz jednu pukotinu

kod ovakve postavke pokusa, svjetlost pokazuje svoju ČESTIČNU PRIRODU

7

Očekivani ishod prolaska svjetlosti kroz dvije pukotine

očekivani rezultat pokusa je NETOČAN

8

Stvarni ishod prolaska svjetlosti kroz dvije pukotine

svjetlost pokazuje svoju VALNU prirodu – primjećujemo OGIB svjetlosti na pukotinama

9

• da bi interferencija bila moguća valovi moraju biti U FAZI

10

Sličan pokus s dvije pukotine iz 20 st.

• točno sto godina nakon Young-Fresnel-ovog pokusa rođena je “nova fizika kvantne mehanike” kad je profesor MAX KARL ERNEST LUDWIG PLANCK objavio svoje istraživanje o zračenju crnog tijela

• ponovljen je sličan pokus - ispucavanje čestica neutrona, protona(“tj. fotona”) na način jedna po jedna čestica

11

Ispucavanje masivnih čestica kroz dvije pukotine (“naša stvarnost”)

12

Očekivani ishod ispucavanja čestica fotona, kroz dvije pukotine, na zaslon

• očekivano ali, još jednom, netočno

13

Stvarni ishod ispucavanja fotona, u nekim vremenskim intervalima, kroz dvije pukotine na platno

• Richard Feynman daje objašnjenje: čestica koja putuje velikom brzinom mora se “razdijeliti” te proći svim mogućim putevima (tzv. “Feynman-ovi putevi”)

•Objašnjenje: čestica međudjeluje sama sa sobom

14

Stvarni ishod ispucavanja fotona, u nekim vremenskim intervalima, kroz dvije pukotine na platno

• čestica se razdijeli te prolazi kroz obje pukotine odjednom te međudjeluje sama sa sobom

15

Još jedan fenomen: jedan foton uspijevamo detektirati kako prolazi na obje pukotine

16

• kada je proton ili neutron detektiran, na bilo kojoj od dvije pukotine, uzorak interferencije NESTAJE

17

Zaključak cijele priče...

svjetlost je čudna

18

a sada za “istać”...

Pokus s ispaljivanjem česticama je “objašnjenje” za postojanje parelelnih svemira?

19

Izvorni radovi:

• Stephen Hawking: A Brief History Of Time

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/interference/doubleslit

http://www.peace-files.com/QF-L-11/01_QF-Double-slit.html

http://www.youtube.com/watch?v=DfPeprQ7oGc

http://www.peace-files.com/QF-L-11/01_QF-Double-slit.html