esperimento di young

La dualità onda-particella: l'esperimento di young

Indice

1. Introduzione alla teoria delle onde - Bomarsi

2. Motivazione dell' esperimento - Virgili

3. Apparato sperimentale - Bettinelli

4. Raccoglimento Dati- bettinelli

5. Raccolta dati ed Elaborazione dati- Bettinelli e lucetti

6. PRESENTAZIONE DEI RISULTATI - LUCETTI

7. DISCUSSIONE DELLE DOMANDE SPECIFICHE - BOMARSI & VIRGILI

La natura della luce

C=299792458 m/s

La luce

Un'onda elettromagnetica e trasversale, i cui fenomeni sono approssimabili tramite l'ottica geometrica.

Diffusione e riflessione

La riflessione di un fascio luminose dipende dalla superficie

Riflessione diffusa

Riflessione speculare

Dove la superficie risulta liscia, l'angolo di riflessione è uguale all'angolo incidenza

Dove la superficie risulta ruvida, la luce è riflessa in varie direzioni

rifrazione

Quando la luce si propaga da un mezzo all'altro, cambia la sua direzione di propagazione.

sin θ1 = v1∆t/AB sin θ2 = v2∆t/ABL'indice di rifrazione: n=c/v Ottengo la legge di Snell-Cartesio: n1 sin θ1 = n2 sin θ2

Interferenza

Quando due onde coerenti si combinano si ha un'interferenza

Interferenza costruttiva

Interferenza distruttiva

Interferenza

Come appare sul nostro esperimento?

Interferenza costruttiva:ℓ2-ℓ1=mλ

Interferenza costruttiva:ℓ2-ℓ1=mλ

2. Motivazionedell'esperimento

• Thomas Young, 1801

Le diverse teorie

L'esperimento di Young

• utilizzò di una doppia fenditura
• si creano regioni di interferenza costruttiva e distruttiva
• avviene la creazione di modelli coerenti con la teoria ondulatoria

Applicazioni Scientifiche

Spettroscopia

Tomografia a coerenza ottica (OCT)

• ottica
• fisica quantistica
• tecnologia delle onde
• medicina
• ingegneria del suono
• telecomunicazioni
• scienze materiali
• astronomia

3. Apparato sperimentale

Esperimento 2

Strumentazione in comune

Esperimento 1

-Proiettore

-Proiettore Laser

-Luce bianca

-Luce monocromatica-Luce coerente

-Fenditure incise nel vetrino con inchiostro

-Lente di ingrandimento

Strumenti per misurazioni

RISULTATO 1

RISULTATO 2

-Calibro

-Metro a nastro

4. Raccoglimento dati

w: ampiezza delle fenditure

h: altezza fenditure

d: distanza tra le fenditure

Frange chiare

Interferenza costruttiva massima

Frange scure

5.elaborazione dati

I dati sono situati nelle prime due righe; tutte le altre sono state calcolate

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1S6OVXeRh8A_DH4DqUYWXk-k1DsTGM9GU5INRRSb5W7s/edit?usp=sharing

6. presentazione risultati

La tabella calcola tutti gli scarti

In verde i risultati: le varianze, covarianze e lunghezze d'onda

PERCHE' NEL NOSTRO CASO NON E' STATO NECESSARIO FAR PASSARE LA LUCE PRIMA ATTRAVERSO UNA SINGOLA FENDITURA?

Dipende tutto dalla coerenza della fonte luminosa

Esperimento

Young

Usa la singola fenditura per rendere coerente la luce da lui usata

Il laser è una fonte di luce monocromatica e coerente dunque non necessita della singola fenditura

VS

Coerenza spaziale e temporale

indica quanto le onde mantengono una specifica relazione temporale o spaziale durante la loro propagazione

La coerenza temporale è la misura della correlazione media tra il valore di un'onda e la stessa ritardata di τ , in qualsiasi coppia di tempi

La coerenza spaziale rappresenta la correlazione incrociata tra due punti di un'onda per tutti i tempi considerati

Cosa osserveremmo in acqua?

Cosa osserveremmo in acqua?

In acqua:

Fuori dall'acqua:

Grazie per l'attenzione

Diego Bettinelli, Beatrice Bomarsi, Giovanni Lucetti e Aurora Virgili

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