الگوهای تداخلی نور

با کمک دو قطعه طلق که توسط لایه ی نازکی از هوا جدا شده اند ، می توان الگوهای تداخلی ساخت.

وقتی نور به دو سطح شفاف که فاصله ی کمی از هم دارند می تابد ، قسمتی از نور از هر یک از سطوح منعکس می شود. اگر فاصله ی بین دو سطح مضربی از نصف یا کل طول موج باشد به ترتیب تداخل سازنده یا ویرانگر اتفاق می افتد و یک الگوی تداخلی تشکیل می شود.

وسایل مورد نیاز

• دو قطعه ورق طلق
• کاغذ رسم تیره
• یک قطعه ی پلاستیکی شفاف قرمز
• نوار چسب
• منبع نور ( چراغ مطالعه یا ... )

شرح آزمایش

سطوح طلق ها را با الکل و پارچه ی نرم تمیز کنید. سپس آن ها را محکم به هم فشار داده و برای اینکه در همین حالت ثابت باقی بمانند ، لبه های آن ها را با نوارچسب بچسبانید. روی یکی از سطوح را باکاغذ تیره بپوشانید تا الگوها ی تداخلی واضح تر دیده شوند.
سطوح طلقی را در برابر یک منبع نور قوی طوری در دست بگیرید که طرفی که کاغذ تیره قرار دارد مانند شکل در زیر باشد. الگوهای رنگی تداخل را مشاهده کنید. در صورت خم کردن یا فشردن سطوح ، الگوها تغییر خواهند کرد. توجه کنید که این الگوها شباهت زیادی به خطوط تراز در نقشه های توپوگرافی دارند. حالا قطعه ی پلاستیکی قرمز را بین منبع نور وسطوح قرار دهید. ملاحظه کنید که اینبار الگوها فقط قرمز وسیاه هستند.

چه اتفاقی در حال وقوع است؟

امواج نور از دوسطحی که توسط لایه ی نازک هوا از هم جدا شده اند ، منعکس می شوند. این امواج پس از بازتاب از سطوح با یکدیگر برخورد می کنند و می توانند اثر یکدیگر را تقویت کرده یا از بین ببرند. این تقویت شدن یا از بین رفتن تداخل سازنده و ویرانگر نامیده میشود. این اثر است که باعث بوجود آمدن الگوهای تداخلی می شود.
نور سفید از رنگ های مختلفی تشکیل شده که با هم مخلوط شده اند. وقتی امواج نور یک رنگ خاص به هم رسیده و یکدیگر را از بین می برند ، آن رنگ از رنگ های نور سفید حذف می شود. بطور مثال وقتی امواج نور آبی از بین می روند ، آنچه از نور سفید پس از حذف نور آبی باقی می ماند ، رنگ زرد ( مکمل رنگ آبی ) است. ضخامت لایه ی بین دوسطح تعیین می کند کدام رنگ از بین می رود. بطور مثال اگر فاصله ی بین دو سطح به اندازه ی نصف طول موج نور آبی( یا مضربی از آن ) باشد ، قله های امواج نور آبی که از سطح بالایی لایه ی هوا منعکس می شوند ، دره های امواج نور آبی منعکس شده از سطح پایین را از بین برده و موجب از بین رفتن نور آبی می شوند.
این چیزی است که اتفاق می افتد: تصور کنید که فاصله ی بین دو سطح نصف طول موج نور آبی است. وقتی یک موج به سطح بالایی لایه ی هوا برخورد می کند بخشی از آن منعکس و بخش دیگر به راه خود ادامه می دهد. در مقایسه با سطحی که از سطح بالایی لایه منعکس می شود ، بخشی که عبور کرده و از سطح پایین منعکس می شود ، به اندازه ی یک طول موج بیشتر در لایه ی هوا حرکت می کند ( نصف طول موج می رود و نصف طول موج بر می گردد ). به علاوه موجی که از سطح پایین منعکس می شود وارونه می شود. اثر خالص نهایی این است که قله و دره ی نور آبی منعکس شده از دو سطح ، با هم ترکیب شده و یکدیگر را از بین می برند. به دلیل اینکه طرح الگوهای تداخلی به فاصله ی بین دو سطح بستگی دارد چیزی که در عمل می بینید نقشه ی توپوگرافی فاصله ی بین دو سطح است.
پس از قرار دادن یک فیلتر قرمز جلوی منبع نور فقط فریزهای قرمز و سیاه پدیدار می شوند. در جایی که تداخل ویرانگر صورت می گیرد هیچ نور قرمزی وجود ندارد که به چشم شما برسد ، بنابراین شما سیاه می بینید. هر جا تداخل سازنده صورت گیرد شما قرمز خواهید دید.