دوستان خوبم سلام 

نمی دونم شما با آزمایش یانگ آشنا هستین یا نه؟!؟!؟!؟

توماس یانگ دانشمندی بود که توانست خاصیت موجی نور را ثابت کند و طول موج نور مرئی آن را مصاحبه نماید.

اگر شما اطلاعات بیشتری در این زمینه دارین، خوشحال میشیم که این جا برامون بنویسین

منتظریماااااااااااااااا

یا حق

التماس دعا

توماس یانگ(به انگلیسی: Thomas Young) (۱۳ ژوئن٬۱۷۷۳ -۱۰ مه ٬۱۸۲۹) یکی از بزرگترین فیزیکدان قرن هجدهم ونوزدهم بود. و با آزمایش مهمی که به آزمایش یانگ معروف است موجی بودن نور را اثبات کرد .

او به (( یانگ اعجوبه )) معروف شد. زیرا در 2 سالگی خواندن می‌دانست و در هشت سالگی به تنهایی به آموختن ریاضی پرداخت و در 9 سالگی شروع به یادگیری زبان‌های فرانسوی - ایتالیایی - عبری - عربی و فارسی کرد به طوری که در 14 سالگی این زبان‌ها را می‌دانست.

یانگ تحصیلات دانشگاهی خود را در رشته پزشکی گذرانید و به سال 1799 دکترای پزشکی خود را گرفت و در انستیتوی سلطنتی لندن مشغول به کار شد. او مطالعات خود را بر روی ساختمان چشم و ماهیت نور متمرکز کرد و اولین تئوری خود را درباره تطابق در بینایی مطرح کرد. بر طبق این تئوری برای آن که تصویر اجسامی که در فواصل متفاوت قرار دارند بر روی شبکیه تشکیل گردد شعاع انحنای عدسی چشم تغییر می‌کند.

آزمایش یانگ

در این آزمایش یک چشمه نقطه‌ای نور به سحی برخورد می‌کند که دو شکاف دارد و سپس به پرده برخورد می‌کند ترتیب نورهای آن به صورت یک نوار روشن سپس نوار تاریک و دوباره نوار روشن و... است که توجیه این پدیده فقط با در نظر گرفتن ماهیت موجی نور امکان پذیر بود.

آثار علمی او:

کار عمده یانگ آزمایش‌هایی است که بر روی نور انجام داده‌است او در سال 1803 به آزمایشی دست زد که نتیجه آن تایید فرضیه موجی هویگنس درباره ماهیت نور بود. آزمایش یانگ مربوط به نوری است که از دو شکاف باریک می‌گذرد و نوارهای تاریک و روشن را به وجود می‌آورد. قبول این مطلب که چگونه جمع دو نور تاریکی را به وجود می‌آورد به سادگی ممکن نبود ولیکن نتیجه آزمایش یانگ صحت فرضیه موجی بودن نور و پدیده تداخل امواج نور را تایید کرد. یانگ با اندازه گیری فاصله نوارهای تاریک و روشن و نیز فاصله شکاف‌هایی که نور از آن‌ها می‌گذشت طول موج نورهای مرئی را اندازه گرفت.

پدیده انکسار مضاعف نیز مورد توجه یانگ قرار گرفت. در این پدیده هرگاه نور به بعضی از بلورها برخورد کند به دو پرتوی شکسته تجزیه می‌شود. یانگ از روی این پدیده به عرضی بودن امواج نور پی برد.

از کارهای دیگر یانگ مطالعه بر نیروی کشش سطحی مایعات و نیز نیروی کشش در جامدات است و به دلیل کارهای علمی او در این مورد ضریب کشسانی موسوم به ((مدول یانگ )) را به نام او انتخاب کرده‌اند.

یانگ در عمر پر برکت خود علاوه بر تحقیق در علوم تجربی در خط هیروگلیف هم صاحبنظر شد و از این رو مورد توجه پژوهشگران تاریخ و تمدن نیز قرار گرفت.

ویكی پدیا

تحلیل مفهومی آزمایش یانگ

نور تك رنگی را در نظر بگیرید كه به دو شكاف باریك بتابد. بر اثر پراش امواجی كه از دو شكاف خارج می‌شوند پراكنده (پخش) می‌شوند. این موضوع همانند حالتی است كه دو شیء در آب ضربه می‌زنند یا وقتی صدای دو بلندگو با یكدیگر تداخل می‌كنند.

برای بررسی نحوه به‌ وجود آمدن نواحی مختلف تداخلی بر روی پرده به شكل زیر توجّه كنید. در این تصاویر موجی به طولِ‌ موج دارد دو شكاف s₁ و s₂ به فاصله d (از یكدیگر) می‌شود. امواج پس از عبور از شكاف در تمامی جهات پخش و منتشر می‌شوند.

در زیر این موضوع برای سه راستای خاص  نشان داده شده‌است.

در شكل زیر امواج به مركز پرده می‌رسند (یعنی ) هر دو موج یك مسافت را طی می‌كنند بنابراین به شكل هم‌فاز با یكدیگر تداخل می‌كنند. حاصل جمع این دو موج دامنه بزرگی را حاصل می‌كند و بر اثر آن ناحیه روشنی بر روی پرده به‌وجود می‌آید.

وقتی اختلاف فاصله نقطه روی پرده از دو شكاف برابر طولِ‌موج (یا مضرب صحیحی) از طولِ‌موج باشد مجدداً تداخل سازنده حاصل می‌شود (شكل زیر)

امّا اگر اختلاف فاصله نقطه واقع بر پرده از دو شكاف برابر نصف طولِ‌موج (یا مضرب فردی از نصف طولِ‌موج) باشد، آنگاه دو موج در فاز مخالف با یكدیگر تداخل می‌كنند بنابراین اثر یكدیگر را خنثی نموده و ناحیه تاریك بر روی پرده به‌وجود می‌آید.

بر این اساس نوارهای روشن و تاریك بر روی پرده نقش می‌بندد.

تحلیل ریاضی آزمایش یانگ

برای تعیین موقعیت نوارهای روشن به این نكته توجّه داشته باشید كه تصویر زیر در مقیاس صحیح رسم نشده‌است و در واقع فاصله دو شكاف (d) خیلی خیلی كوچكتر از فاصله تا پرده (L) است.

بر این اساس پرتوهای خروجی از شكاف‌ها تقریباً موازی هستند و با محور افقی زاویه  می‌سازند. با توجّه به ناحیه سایه خورده در تصویر زیر این نكته معلوم می‌شود كه اختلاف فاصله نقطه واقع بر پرده از دو شكاف برابر  است.

وقتی این اختلاف فاصله، مضرب صحیحی از طولِ‌ موج باشد آنگاه تداخل سازنده روی می‌دهد و نوار روشنی بر پرده نقش می‌بندد.

به  m عدد نوار تداخلی گفته می‌شود.

اگر اختلاف فاصله نقطه روی پرده از دو شكاف () برابر مضرب فردی از طولِ‌موج باشد، آنگاه تداخل ویرانگر خواهد بود و نوار تاریكی بر روی پرده به‌وجود می‌آید.

البته هر چه از ناحیه وسط دور می‌شویم شدّت روشنایی نوارهای روشن كاهش می‌یابد. با توجّه به شكل ما می‌توانیم به جای از مقدار معادل آن یعنی x_m/L استفاده كنیم. در اینجا x_m  موقعیت نوار تاریك یا روشن است، بنابراین برای m امین نوار روشن خواهیم داشت:

و برای m امین نوار تاریك خواهیم داشت:

همانطور كه از رابطه نوارهای روشن بر می‌آید به غیر از صفر امین نوار روشن، موقعیت سایر نوارهای روشن بستگی به طولِ ‌موج دارد.

بر این اساس وقتی نور سفید بر روی دو شكاف تابانده می‌شود (همان‌طور كه یانگ برای اوّلین بار این كار را كرد) نوارهای روشن بعدی به طور طیف رنگین كمان ظاهر می‌شوند. بدین ترتیب یانگ برای اوّلین بار توانست طولِ‌موج رنگ های مختلف نور مرئی را اندازه بگیرد.

وی ادعا نمود كه تفاوت رنگ ها به علت تفاوت طولِ‌موج آنها است. این فكر صد و پنجاه سال قبل توسط گریمالدی ارائه شده بود.

تمرین

نور سفید از دو شكاف باریك به فاصله 0/5 mm عبور داده می‌شود. و نوارهای روشن بر پرده‌ای به فاصله 2/5 m ظاهر می‌شود. اوّلین نوار كه به صورت رنگین كمان ظاهر می‌شود از رنگ بنفش شروع شده و به رنگ قرمز خاتمه می‌یابد. نوار بنفش تقریباً در فاصله 2 mm از مركز و نوار قرمز در فاصله 2/5 mm از مركز تشكیل می‌شود. طولِ‌ موج نور قرمز و بنفش را به‌دست آورید.

راهنمایی و حل:

ما از معادله استفاده می‌كنیم و طولِ‌ موج را به‌دست می‌آوریم.

برای نوار روشن اوّل قرمز داریم:

با مقدار گذاری در رابطه یانگ داریم:

برای نوار روشن بنفش داریم:

با مقدار گذاری در رابطه یانگ خواهیم داشت: