การแทรกสอดของแสง

การแทรกสอดของแสง

เราทราบว่า เสียงเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่มีคุณสมบัติเป็นคลื่นได้ เมื่อมีการแทรกสอดกัน จะทำให้เกิดตำแหน่งที่มีเสียงดังและเสียงค่อย ดังนั้นแสงจะมีการแทรกสอดกันหรือไม่
ในระหว่างปี พ.ศ.2344 โทมัส ยัง ( Thomas Young พ.ศ. 2316 – 2372 ) ได้ทดลองพบว่า แสงเป็นคลื่น เพราะมีสมบัติในการทรกสอดได้ เช่นเดียวกับ คลื่นน้ำ คลื่นเสียง และคลื่นชนิดอื่นๆ โดยทำให้เกิดแถบสว่าง ( แบบเสริมกัน ) และแถบมืด ( แบบหักล้าง )
โทมัส ยัง ทดลองการแทรกสอดของแสง โดยให้แสงสีเดียวผ่านช่องแคบ 1 ช่อง แล้วไปผ่านช่องแคบอีก 2 ช่อง คือ S1 และ S2 ซึ่งทำให้เกิดแถบมืด แถบสว่าง ปรากฏบนฉาก ดังรูป

รูปที่ 1 แสดงการแทรกสอดของแสงโดยให้แสงสีเดียวผ่านช่องแคบ 1 ช่อง แล้วไปผ่านช่องแคบอีก 2 ช่อง คือ S1 และ S2

ที่มา  http://boomeria.org/physicslectures/secondsemester/light/propertieslight/properties.html

ลักษณะของต้นกำเนิดแสง

Monochromatic light

Incoherent light

รูปแสดง  ไม่ใช่  แหล่งกำเนิดคลื่นอาพันธ์ (Incoherent source) และแสงไม่อาพันธ์ (InCoherent Light )

 

Laser diagram

 

Coherent light

รูปแสดง   แหล่งกำเนิดคลื่นอาพันธ์ (coherent source) และแสงอาพันธ์ (Coherent Light , Laser)

 

เมื่อแสงผ่านสลิตคู่ ( ช่องแคบ S1 และ  S2 ) จะมีการแทรกสอดของแสงบนฉากทำให้เกิดแถบมืดและแถบสว่าง การหาตำแหน่งแถบมืดและแถบสว่างเหล่านี้  อาจทำได้โดยพิจารณาว่าสลิตทั้งสองเป็นแหล่งกำเนิดอาพันธ์ 2 แหล่ง  และใช้หลักการแทรกสอดของคลื่นน้ำมาอธิบายการแทรกสอดของคลื่นแสงดังนี้

ในกรณีที่ S1 และ S2 เป็นแหล่งกำเนิดอาพันธ์  ทุกจุดบนเส้นปฏิบัพ แสงจะแทรกสอดแบบเสริม บนฉากเกิดแถบสว่าง ณ ตำแหน่ง P ใดๆ  แล้วผลต่างระหว่างระยะทางจากแหล่งกำเนิดคลื่นทั้งสองไปยังจุดใดๆ ( P ) บนเส้นปฏิบัพจะเท่ากับจำนวนเต็มของความยาวคลื่นเสมอ  ดังรูป

จากรูป ถ้าระยะระหว่างสลิตกับฉาก (D) อยู่ห่างกันมากเมื่อเทียบกับระห่างระหว่างช่องสลิต (d) เมื่อพิจาระณาจุดกึ่งกลางของแถบสว่างที่ 1

สมการที่ใช้ในการคำนวณเรื่องการแทรกสอดคือ

ในกรณีที่ต้องการหาค่ามุมหรือบอกมุมมาให้   

สำหรับการหาแถบสว่าง

สำหรับการหาแถบมืด

ในกรณีที่ต้องการหาค่า  x หรือบอกค่า  x มาให้   

สำหรับการหาแถบสว่าง    

สำหรับการหาแถบมืด        d(x/D) = (n-1/2)    : เมื่อ  n = 1, 2, 3,…

    =  ระยะระหว่างช่องสลิต (เมตร)
    = มุมที่เบนไปจากแนวกลาง
l     =  ความยาวคลื่นแสง (เมตร)
x        ระยะระหว่างกึ่งกลางของแถบสว่างกลางถึงกึ่งกลางของแถบสว่างหรือแถบมืดของแถบที่ต้องการ
D     =  ระยะระหว่างสลิตกับฉาก

การพิจารณาแถบสว่างถึงแถบสว่างที่อยู่ติดกัน หรือมืดถึงมืดที่อยู่ติดกัน   ในการแทรกสอดของแสง จะมีระยะห่างกันคงที่  เราหาระยะห่างแบบนี้ได้จาก

 

 

Advertisements

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s