Βρίσκεστε εδώ: Αρχική Σελίδα >> Ιστορία του Φωτός >> Το πείραμα των δύο σχισμών >> Φως ως κύμα
Στο παραπάνω σχήμα αντί για την πηγή των βλημάτων, υπάρχει μια πηγή που μπορεί να προκαλέσει κύματα, με τρόπο ανάλογο όταν ρίχνουμε μια πέτρα στο νερό κι αυτή όταν πέφτει μέσα του, σχηματίζει αλλεπάλληλα κύματα, που το ένα ακολουθεί το επόμενο. Το φράγμα μας θα μπορούσε να είναι ένα κομμάτι ξύλου με μια τρύπα στη μέση ώστε να μπορούν μέσα από αυτήν την τρύπα να περνούν τα κύματα. Μετά έχουμε ένα ανάλογο φράγμα, μόνο που αυτό έχει δύο τρύπες και τέλος, πίσω κι από το δεύτερο φράγμα, έναν ανιχνευτή. Ο ανιχνευτής αυτός μετρά, βρίσκει (με κάποιο τρόπο που καθόλου δε μας ενδιαφέρει ποιος είναι) το πόσο ταράζεται το νερό. Ο ανιχνευτής αυτός θα μπορούσε να είναι κι απλώς ένας φελλός. Αυτό που κάνουμε, με άλλα λόγια, είναι να μετράμε την ενέργεια διαταραχής του φελλού, που είναι ένα μέγεθος ευθέως ανάλογο με την ενέργεια που κουβαλάνε τα κύματα, που εμείς δημιουργήσαμε.
Η καμπύλη που φαίνεται στο σχήμα, αυτή που υπάρχει πίσω από τις δύο σχισμές δεν είναι τίποτε άλλο από την ενέργεια που μεταφέρουν τα κύματα για κάθε σημείο πίσω από τις δύο σχισμές. Ονομάζουμε την ενέργεια αυτή Ι. Η καμπύλη Ι12 είναι αυτή που αντιστοιχεί στην περίπτωση που θα αφήσουμε και τις δύο σχισμές ανοιχτές. Είναι αρκετά διαφορετική από την καμπύλη που προέκυψε με τα βλήματα όταν και οι δύο σχισμές ήταν ανοιχτές. Από πού προκαλείται η διαφορά αυτή; Τα κύματα έχουν κορυφές και κοιλότητες, όπως είναι γνωστό. Άλλες κορυφές και κοιλότητες περνάνε από τη σχισμή Νο1 κι άλλες από τη σχισμή Νο2. Ας πούμε ότι βρισκόμαστε πίσω από τις δύο σχισμές και ακριβώς στη μέση από αυτές, ώστε να βλέπουμε τα κύματα να μας φτάνουν ταυτόχρονα. Οι κορυφές θα έρχονται η μία πάνω στην άλλη, με αποτέλεσμα να έχουμε έντονο σκαμπανέβασμα ακριβώς στο κέντρο. Αν τώρα μετακινηθούμε εμείς ή ο ανιχνευτής σε κάποιο άλλο σημείο έστω κάπου πιο κοντά στην τρύπα Νο1 και πιο μακριά από την τρύπα Νο2, τότε θα καταλάβουμε ότι τα κύματα θα έρχονται σε μας πρώτα από τη σχισμή Νο1 και λίγο αργότερα από τη σχισμή Νο2. Έτσι όταν έρχεται σε μας μια κορυφή από την τρύπα Νο1 ταυτόχρονα θα φτάνει (όχι μια κορυφή, αλλά) μια κοιλάδα από την τρύπα Νο2. Το αποτέλεσμα θα είναι, το νερό από τη μία να προσπαθεί να ανέβει (εξαιτίας της κορυφής) κι από την άλλη να προσπαθεί να κατέβει (εξαιτίας της κοιλάδας). Τελικά το νερό θα παραμένει ακίνητο ή σχεδόν ακίνητο, οπότε στη θέση αυτή θα έχουμε ένα μικρό εξόγκωμα στην καμπύλη της ενέργειας. Όσο θα μετακινούμαστε σε διάφορες θέσεις, αλλού θα επικρατούν οι κορυφές και θα έχουμε εξογκώματα κ.ο.κ.
Συνεπώς όλα εξαρτώνται από τον τρόπο που συμβάλλουν οι κορυφές και οι κοιλότητες. Εδώ όμως αξίζει να δούμε λίγο πιο αναλυτικά τι σημαίνει η λέξη συμβολή. Κάποιες φορές αυτή η συμβολή είναι ας πούμε δημιουργική, καθώς δύο κορυφές δίνουν μια κορυφή πιο έντονη απ' τις δύο που συμβάλλουν, άλλες φορές η συμβολή δύο κοιλάδων δεν είναι δημιουργική, καθώς παίρνουμε μια μεγαλύτερη κοιλάδα κι άλλες φορές προκύπτει κάτι ενδιάμεσο. Το σημαντικό είναι ότι το Ι1 συν το Ι2 δεν είναι ίσο με το Ι12. Αν κλείσουμε την τρύπα Νο2 παίρνουμε την καμπύλη Ι1 κι αν κλείσουμε την τρύπα Νο1 παίρνουμε την καμπύλη Ι2. Το εντυπωσιακό είναι ότι η καμπύλη Ι2 είναι ίδια με την καμπύλη Ν1, όταν είχαμε βλήματα και το ίδιο ακριβώς συμβαίνει για τις καμπύλες Ι2 και Ν2. Μολοταύτα η καμπύλη Ν12 είναι διαφορετική από την καμπύλη Ι12.
Ας δούμε λίγο και τα μαθηματικά της περίπτωσης αυτής. Το ύψος του νερού h σε κάθε σημείο του χώρου πίσω από τις δύο σχισμές είναι ίσο προς το ύψος που έχουμε όταν η Νο1 είναι ανοιχτή συν το ύψος που υπάρχει όταν η Νο2 είναι ανοιχτή. Άρα, αν από τη Νο1 υπάρχει μια κορυφή, αυτή δημιουργεί κάποιο ύψος κι αν απ' τη Νο2 υπάρχει μία κοιλάδα, αυτή δημιουργεί ένα αρνητικό ύψος, το οποίο αναιρεί το ύψος απ' τη Νο1, (ή αν όχι αναιρεί, τουλάχιστον το μειώνει). Αυτά για το ύψος. Η ένταση όμως, η ενέργεια που κουβαλά το κάθε κύμα αποδεικνύεται ότι είναι ανάλογη του τετράγωνου τους ύψους.
h12=h1+h2
αλλά Ι12 διάφορο από Ι1+Ι2 (συμβολή)
I12~(h12)2
I1~(h1)2
I2~(h2)2
Το σύμβολο ~ σημαίνει "ανάλογο του"