L’esperimento di Young: una prova concreta della natura
ondulatoria della luce
Scritto da: Davide Fiscaletti
Scienza e Fisica Quantistica
L’esperimento di Young: una prova concreta della natura
ondulatoria della luce
Se fino alla fine del Settecento era predominante la
concezione newtoniana secondo cui la luce sarebbe composta da particelle, nel
1802 il medico inglese Thomas Young realizzò un esperimento sensazionale che
sembrò sbaragliare il modello corpuscolare. L’esperimento di Young è molto
semplice.
La luce entra in una piastra con due fenditure. Si
osserva quindi, su un apposito schermo, posizionato a una certa distanza dietro
la fenditura, il comportamento della luce dopo che ha attraversato le
fenditure. La cosa interessante, e a quei tempi rivoluzionaria, è che Young
vide sullo schermo bande chiare e scure che si alternavano. Se però copriva una
delle due fenditure in modo che la luce passasse solo dall’altra, le bande
scomparivano. Supponendo che la luce sia composta da particelle, la luminosità
dovrebbe dipendere direttamente dal numero di particelle: più particelle
arrivano in un punto, più esso ci apparirà luminoso.
Con questa ipotesi non è però possibile spiegare le bande
effettivamente osservate da Young. In particolare, non si riesce assolutamente
a spiegare perché in certi punti avvenga un fenomeno bizzarro: la diminuzione
della luminosità se sono aperte entrambe le fenditure e l’aumento della
luminosità quando solo una fenditura è aperta. Insomma, l’ipotesi secondo la
quale la luce è composta da particelle sembra essere smentita dall’osservazione
sperimentale di bande chiare e scure.
I risultati ottenuti da Young possono essere invece
compresi facilmente ipotizzando che la luce si comporti come un’onda sul lago,
che la luce sia un’onda che si diffonde nello spazio. L’esperimento di Young
evidenzia il cosiddetto fenomeno di interferenza di due onde luminose, cioè
della sovrapposizione di due onde luminose provenienti da due sorgenti coerenti
(che emettono onde di eguale frequenza e mantengono inalterata la differenza di
fase): dietro le due fenditure compaiono due onde che nelle zone in cui
oscillano nella stessa direzione si rafforzano generando bande chiare
(interferenza costruttiva), mentre nelle zone in cui oscillano in direzioni
opposte si annullano a vicenda generando bande scure (interferenza
distruttiva).
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