پراش

پراش
امواج همانند اجسام متحرّک می‌توانند انرژی حمل کنند. اما امواج به شکل متفاوتی انرژی را به ما می‌رسانند.
اگر شما در کنار درختی (یا کنار دیوار) بایستید و شخصی توپی به سمتتان پرتاب کند، در برخورد توپ به شما، انرژی‌اش به شما می‌رسد. اگر شما در پشت درخت (یا پشت دیوار) بایستید توپ به شما برخورد نمی‌کند و انرژی اش به شما نمی‌رسد.
اگر شما در پشت درخت (یا پشت دیوار) باشید و همان شخص فریاد بکشد شما صدایش را می‌شنوید موج صدا این قابلیت را دارد که در حوالی درخت (دیوار) خمیده شود. اما ظاهراً نور نمی‌تواند در نزدیکی درخت خمیده شود.

در درس تداخل خواندیم که وقتی عرض شکاف کوچک و کوچکتر می‌شود آنگاه پدیده تداخل با وضوح بیشتری بر روی پرده به‌وجود می‌آید. در آنجا ما پدیده خمش نور را ندیدیم. یک تفاوت عمده و اصولی بین تداخل و پراش وجود دارد. تداخل به معنی برهم نهی دو یا چند چشمه موج است. همانند آنچه که در تداخل نور عبوری از دو شکاف دیدید اگر یک منبع نور بتواند پدیده تداخلی همانند بالا را حاصل کند آنگاه به این پدیده پراش گفته می‌شود.

چنین پدیده‌ای در هنگام عبور موج و خمش آن از کناره‌های مانع مشاهده می‌شود همانطور که ملاحظه می‌کنید مقدار خمش بسته به ابعاد شی و طولِ‌موج می‌تواند متفاوت باشد.

اگر مایل باشید آزمایشی در این رابطه انجام دهید، بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

در عمل، هر دو پدیده پراش و تداخل با هم روی می‌دهند در تصویر زیر تیغ ریش تراشی را می‌بینید در اطراف آن پدیده پراش به‌وضوح دیده می‌شود. دقت کنید:

همچنین در اطراف آن نواحی روشن و تاریک دیده می‌شود
البته وجود سایه برای ما بدیهی است. اما چرا در نواحی نزدیک کناره نواحی روشن و تاریک دیده می‌شوند؟
در هنگام عبور نور از شکاف باریک پدیده پراش نیز مشاهده می‌شود.
در تصویر زیر شما می‌توانید نواحی روشن و تاریک را در پدیده پراش حاصل از دو شکاف نازک و یک شکاف نازک را با یکدیگر مقایسه کنید.

؟؟؟؟

پدیده پراش حاصل در یک شکاف نازک وقتی حاصل می‌شود که پهنای شکاف # در حدود طولِ‌موج نور باشد. (چنین شرطی برای پراش حاصل از دو شکاف نازک نیز صادق است)

؟؟؟؟

نواحی روشن و تاریک بر اثر تداخل سازنده و ویرانگر امواج نوری حاصل شده‌اند.
با این حال دو تفاوت مهم بین پراش حاصل از یک شکاف و تداخل دو شکاف وجود دارد.
١- پهنای ناحیه روشن میانی در پراش حاصل از یک شکاف بزرگتر است.
٢- شدّت نواحی روشن و تاریک در پراش حاصل از یک شکاف بسرعت ضعیف می‌شود.

اگر مایل باشید را مشاهده کنید، بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

آزمایش یانگ

آزمایش یانگ
در سال ١٨٠١، توماس یانگ - دانشمند انگلیسی- مدرک و شاهد قانع کننده‌ای در مورد ماهیت موجی نور ارائه کرد و حتی توانست طولِ‌موج نور مرئی را اندازه‌گیری کند.

تصویر زیر آزمایش معروف شکاف دوتایی یانگ را نشان می‌دهد. نور حاصل از یک منبع (یانگ از نور خورشید استفاده نمود). از دو شکاف باریک و عبور داده می‌شود.
اگر ماهیت نور به صورت ذرّه‌ای بود آنگاه می‌بایست دو ناحیه باریک روشن (همانند شکل زیر) بر روی پرده به‌وجود آید.

اما یانگ به طور غیر منتظره‌ای یک سری نواحی روشن و تاریک را مشاهده نمود.

برای مشاهده فیلم بر روی شکل مقابل تقه بزنید.

برای مشاهده فیلم بر روی شکل مقابل تقه بزنید.

یانگ توانست این پدیده را بر اساس تداخل موج تبیین نماید.

اگر مایل باشید آزمایشی در این رابطه انجام دهید، بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

اگر مایل باشید آزمایش یانگ را با دقت بیشتری انجام دهید، بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.