Dobbeltspalteeksperiment – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Dobbeltspalteeksperiment

11. januar 2010

Dobbeltspalteeksperiment

Kære Brevkasseredaktør
Lektor emeritus Malte Olsen - jeg har et s
pørgsmål vedrørende dobbeltspalteeksperimentet.

Jeg forstår ud fra et tidligere spørgsmål at lys kan påvirkes ved passage gennem stoffer. Mit spørgsmål er om man eksperimentelt med moderne udstyr har undersøgt om der sker en påvirkning ved passagen gennem henholdsvis en eller to spalter i dobbeltspalteeksperimentet.

Er der tale om påvirkning - og hvis ja:

a)  Er så en evt. ændring afhængig af afbøjningen ved passagen.

b)  Er så en evt. ændring afhængig af spaltebredden.

På forhånd tak
U C

Lys igennem spalter: Når man sender en plan lysbølge ind imod en spalte opstår der bag spalten et bølgebillede som på illustrationen.

En plan bølge fås ved at bruge lys fra fjerne lyskilder eller med bred spalte fra Pohl:fysikpassende optik (linser). Er spalten meget bred i forhold til bølgelængden bliver det næsten en stråle af plane bølger, er den snæver i størrelsesorden bølgelængde bliver det en cylinderbølge, andre bredder giver en kontinuert overgang fra det ene til det andet. Man  Bred spalte  ser ret tydeligt "lysstrålen" med den brede spalte og de  Snæver spalte  cirkulære bølger i den snævre. Billederne er lavet med vandbølger og er fra Pohls: optik.

Ved den brede spalte ser man at der er en svag bølgevirkning udenfor strålen, det kommer fra kanterne af spalten, hvor der optræder specielle fænomener.

 Tager man 2 nogenlunde snævre spalter ser billederne anderledes ud. Det skyldes at der for bølger normalt gælder de såkaldte superpositionsprincip dvs. at man til ethvert sted og ethvert tidspunkt skal lægge amplituderne (højderne) af bølgerne sammen for at få bølgebilledet, det er så gjort på billederne med 2 og 4 spalter. Der

  2 spalter  4 spalter    kommer  altså "stråler" med maksimal bølgehøjde og stråler med mørke (lys + lys kan altså give mørke fordi bølgerne svinger i modtakt). Antal stråler og deres retning afhænger af bølgelængden og afstanden imellem spalterne.

Alle disse sammenhænge kendes fra optikken , fra lydbølger, vandbølger og generelt fra elektromagnetiske bølger. Forståelsen af lys som bølger skyldes Christiaan Huygens (NL 1629 - 1695). De videregående teorier for lysets opførsel ved passage af spalter mm. skyldes Augustin - Jean Fresnel (F, 1788 - 1827) og Joseph von Fraunhofer (D, 1787 - 1826).

 Huygens   Frauemhofer

Altså bredden af spalten i forhold til bølgelængden bestemmer billedet bag en enkeltspalte (idet vi ser bort fra virkningen af kanterne). Afstand og bredde af spalterne begge i forhold til bølgelængden bestemmer bølgebilledet bag en dobbelt eller flerdobbelt spalte. Her kommer superpositionsprincippet i spil idet bølgehøjderne skal lægges sammen på et hvert sted og til ethvert tidspunkt for at få bølgemønsteret frem. Personbilleder fra Internettet.

 

 Fresnel 

Med venlig hilsen
Malte Olsen