L’esperimento di Young: una prova concreta della natura ondulatoria della luce
Scienza e Fisica Quantistica
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Se fino alla fine del Settecento era predominante la concezione newtoniana secondo cui la luce sarebbe composta da particelle, nel 1802 il medico inglese Thomas Young realizzò un esperimento sensazionale che sembrò sbaragliare il modello corpuscolare. L’esperimento di Young è molto semplice.
Davide Fiscaletti - 25/12/2023
La luce entra in una piastra con due fenditure. Si osserva quindi, su un apposito schermo, posizionato a una certa distanza dietro la fenditura, il comportamento della luce dopo che ha attraversato le fenditure. La cosa interessante, e a quei tempi rivoluzionaria, è che Young vide sullo schermo bande chiare e scure che si alternavano.
Se però copriva una delle due fenditure in modo che la luce passasse solo dall’altra, le bande scomparivano. Supponendo che la luce sia composta da particelle, la luminosità dovrebbe dipendere direttamente dal numero di particelle: più particelle arrivano in un punto, più esso ci apparirà luminoso.
Con questa ipotesi non è però possibile spiegare le bande effettivamente osservate da Young. In particolare, non si riesce assolutamente a spiegare perché in certi punti avvenga un fenomeno bizzarro: la diminuzione della luminosità se sono aperte entrambe le fenditure e l’aumento della luminosità quando solo una fenditura è aperta. Insomma, l’ipotesi secondo la quale la luce è composta da particelle sembra essere smentita dall’osservazione sperimentale di bande chiare e scure.
I risultati ottenuti da Young possono essere invece compresi facilmente ipotizzando che la luce si comporti come un’onda sul lago, che la luce sia un’onda che si diffonde nello spazio. L’esperimento di Young evidenzia il cosiddetto fenomeno di interferenza di due onde luminose, cioè della sovrapposizione di due onde luminose provenienti da due sorgenti coerenti (che emettono onde di eguale frequenza e mantengono inalterata la differenza di fase): dietro le due fenditure compaiono due onde che nelle zone in cui oscillano nella stessa direzione si rafforzano generando bande chiare (interferenza costruttiva), mentre nelle zone in cui oscillano in direzioni opposte si annullano a vicenda generando bande scure (interferenza distruttiva).
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