تجربة شقي يونغ

مقدمة ميكانيكا الكم

$\mathrm{\Delta }x\mathrm{\Delta }p\ge \frac{\hslash }{2}$

مبدأ الريبة

المقدمة · الصياغة الرياضية خلفية ميكانيكا كلاسيكية النظرية الكمومية القديمة تداخل · ترميز برا-كيت هاملتوني مصطلحات أساسية حالة كمومية · دالة الموجة تراكب · تشابك القياس · الارتياب أو اللاتحديد الاستبعاد · المثنوية Decoherence · مبرهنة إيهرينفيست · عبور النفق تجارب تجربة الشق المزدوج تجربة دافيسون-غيرمر تجربة شتيرن-غيرلاش تجربة لامساواة بل تجربة بوبر قطة شرودنغر Elitzur-Vaidman bomb-tester ماحي كمومي معادلات معادلة شرودنغر معادلة بولي Klein–Gordon equation معادلة ديراك تفسيرات تفسير كوبنهاجن · تفسير إحصائي نظرية المتغير الخفي · Transactional تفسير العوالم · Consistent histories Relational · منطق كمومي مواضيع متقدمة نظرية الحقل الكمومي ثقالة كمومية نظرية كل شيء علماء بلانك · أينشتاين · بور · سومرفيلد · بوز · كرامرز · هايزنبرج· بورن · جوردان · باولي · ديراك · دي برولي ·شرودنجر · فون نيومان · فيجنر · فاينمان · كاندلين · Bohm · إيفيريت · Bell · فين

ملف:YoungsDoubleSlit.png

تجربة شقي يونغ.

تجربة شقي يونغ هي إحدى أهم التجارب الفيزيائية التي أسهمت في البحث في طبيعة الضوء وإثبات طبيعته الموجية، ثم استخدمت في اثبات وجود خاصية موجية لجميع الجسيمات مثل الإلكترونات وغيرها.

تعتمد تجربة شقي يونغ على انعراج الضوء عند شقين رفيعين في حاجز مانع للضوء، حيث يقوم الانعراج بتحويل كلا الشقين إلى منبعين ضوئيين متشابهين مترافقين، وينتج عنها عند استقبال الضوء على حاجز أمامهما أنماط تداخل تتميز بأهداب ضوئية شديدة الإنارة وأهداب عاتمة، وهذا ما يشابه ظاهرتي التداخل البناء والتداخل الهدام في الأمواج. تم الحصول أيضا على نتائج مشابهة عند استبدال الحزم الضوئية (حزم الفوتونات) بحزم إلكترونية مما كان أحد اثباتات مثنوية الموجة-جسيم.

تجربة شقي يونغ الضوئية

في هذه التجربة قام يونغ بتمرير حزمة ضوئية عبر شقين ضيقين F1 و F2 الموضوعان أمام المنبع الضوئي الوحيد اللون S (طول موجته ) فيصبح الشقين بمثابة مقام منبعين ضوئيين مترابطين (أي فرق الطور ثابت بينهما لايتغير مع الزمن).

ملف:Young Experiment1.JPG

تجربة شقي يونغ.

يصل الضوء من كلا المنبعين إلى مختلف نقاط الشاشة، وتكون سعة الاهتزاز E في النقاط التي تصل إليها الأمواج الضوئية متفقة في الطور (أي بفرق طور معدوم أو مساو لعدد صحيح من ، وهذا يكافئ فرقا في مسير الشعاعين الواصلين من الشقين إلى النقطة التي ترصد فيها شدة الضوء مقداره صفر أو عدد صحيح من طول الموجة الضوئية) في كل لحظة عبارة عن مجموع سعتي الاهتزاز الوارد من الشقين:

E` = E1 - E2 .

أما في النقاط التي تصل إليها الأمواج على تعاكس في الطور (فرق الطور بينها عدد فردي من أي فرق المسير عدد فردي من ) فتكون السعة المحصلة هي فرق السعتين . وبما أن شدة الضوء I تتناسب مع مربع سعة الاهتزاز (I:E₂) فتكون شدة الضوء في النقاط الأولى (التي تصل إليها الأمواج متفقة في الطور) :

أي :

حيث و هما شدتا الضوء الوارد من الشقين F1 و F2. أي أن الشدة I في هذه النقاط أكبر من مجموع الشدتين و وهذا هو التداخل البنّاء constructive interference ويظهر على الشاشة بشكل مناطق شديدة الإضاءة تدعى الأهداب المضيئة. وتكون شدة الضوء في النقاط الثانية (التي تصل إليها الأمواج متعاكسة في الطور):

أي أن الشدة في هذه النقاط ضعيفة (بل تكون معدومة في حال كانت ) وهذا هو التداخل الهدّام destructive interference ويظهر على الشاشة بشكل أهداب مظلمة تتناوب مع الأهداب المضيئة لتشكل كلها ما يسمى بأهداب التداخل.

ملف:Young Experiment2.jpg

توزع الفوتونات على الشاشة أمام الشقين: الصورة اليمنى تمثل حالة فتح أحد الشقين والصورة اليسرى تمثل فتح الشقين معا.

ca:Experiment de la doble escletxa cs:Youngův experiment da:Dobbeltspalte-eksperiment de:Doppelspaltexperiment Double-slit experiment]] es:Experimento de Young eu:Zirrikitu bikoitzaren saiakuntza fa:آزمایش دوشکاف fi:Kaksoisrakokoe fr:Fentes de Young he:ניסוי שני הסדקים hu:Kétrés-kísérlet id:Percobaan celah ganda it:Esperimento della doppia fenditura ja:二重スリット実験 ka:ორმაგი ჭუჭრუტანას ექსპერიმენტი ko:이중 슬릿 실험 nl:Tweespletenexperiment pl:Doświadczenie Younga pt:Experiência da dupla fenda ru:Опыт Юнга scn:Spirimentu di Young supra a doppia ciacca simple:Young's double-slit experiment sk:Youngov pokus sv:Dubbelspaltsexperimentet ta:இருபிளவுப் பரிசோதனை tr:Çift yarık deneyi vi:Thí nghiệm khe Young zh:雙縫實驗