การแทรกสอดของแสงผ่านสลิตคู่ คือ ปรากฏการณ์ที่แสงจากแหล่งกำเนิดแสงเดียวผ่านสลิตคู่แล้วเกิดการซ้อนทับกันทำให้เกิดลักษณะต่างๆ เช่น แถบสว่างสลับกับแถบมืด
หลักการของฮอยเกนส์
การแทรกสอดของแสงสามารถอธิบายได้ด้วยหลักการของฮอยเกนส์ ซึ่งกล่าวว่า
แต่ละจุดบนหน้าคลื่นเป็นแหล่งกำเนิดแบบจุด ทำให้เกิดคลื่นรูปวงกลมใหม่ คลื่นลูกใหม่มี v และ f เท่าเดิม หน้าคลื่นใหม่เกิดจากการลากเส้นสัมผัสเชื่อมของคลื่นวงกลม
สมการของฮอยเกนส์
สมการของฮอยเกนส์สามารถเขียนได้ดังนี้
1 | y = A sin(kx - ωt) |
โดยที่
- y คือ พิกัดของจุดบนหน้าคลื่นที่สังเกต
- A คือ ผลคูณของ amplitude และ ความยาวคลื่น
- k คือ คาบคลื่น
- x คือ ระยะทางจากจุดกำเนิดคลื่นถึงจุดสังเกต
- ω คือ ความถี่ของคลื่น
- t คือ เวลา
การทดลองการแทรกสอดของแสงผ่านสลิตคู่
การทดลองการแทรกสอดของแสงผ่านสลิตคู่สามารถทำได้ดังนี้
- เตรียมแหล่งกำเนิดแสง เช่น เลเซอร์หรือหลอดไฟ
- เตรียมสลิตคู่ โดยใช้แผ่นโลหะหรือกระดาษที่มีรูเจาะ 2 รู
- เตรียมฉากรับภาพ
- วางแหล่งกำเนิดแสงไว้หน้าสลิตคู่
- วางฉากรับภาพไว้ด้านหลังสลิตคู่
เมื่อแสงจากแหล่งกำเนิดแสงผ่านสลิตคู่แล้วกระทบกับฉากรับภาพ จะเกิดการซ้อนทับกันของคลื่นแสงจากแต่ละสลิต ทำให้เกิดลักษณะต่างๆ เช่น แถบสว่างสลับกับแถบมืด
ลักษณะของแถบสว่างและแถบมืด
แถบสว่างเกิดขึ้นเมื่อคลื่นแสงจากสลิตคู่มาซ้อนทับกันแบบเสริมกำลังกัน ส่วนแถบมืดเกิดขึ้นเมื่อคลื่นแสงจากสลิตคู่มาซ้อนทับกันแบบหักล้างกัน
สมการของแถบสว่างและแถบมืด
สมการของแถบสว่างและแถบมืดสามารถเขียนได้ดังนี้
1 | d sin θ = mλ |
โดยที่
- d คือ ระยะห่างระหว่างสลิต
- θ คือ มุมที่แสงตกกระทบบนฉากรับภาพ
- m คือ จำนวนแถบ
- λ คือ ความยาวคลื่นของแสง
การประยุกต์ใช้การแทรกสอดของแสงผ่านสลิตคู่
การแทรกสอดของแสงผ่านสลิตคู่มีการนำประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ เช่น
- กล้องจุลทรรศน์เชิงแทรกสอด (interferometric microscope) ใช้หลักการแทรกสอดของแสงเพื่อขยายวัตถุขนาดเล็ก
- เลนส์เลี้ยวเบน (diffraction grating) ใช้หลักการแทรกสอดของแสงเพื่อแยกแสงออกเป็นสีต่างๆ
- สเปกโตรมิเตอร์ (spectrometer) ใช้หลักการแทรกสอดของแสงเพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบของแสง
สรุป
การแทรกสอดของแสงผ่านสลิตคู่เป็นปรากฏการณ์ที่อธิบายด้วยหลักการของฮอยเกนส์ ปรากฏการณ์นี้สามารถนำประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ ได้มากมาย