Capire la Fisica

Le Interferenze di Luce

- Introduzione all'argomento:
Come ho già scritto nel capitolo precedente la teoria corpuscolare formulata da Newton spiega bene la velocità finita della luce, la riflessione dei raggi e anche l'effetto fotoelettrico.
Invece nella teoria ondulatoria rifacendosi al comportamento di propagazione delle onde del mare, ci s'immagina l'etere composto da tante particelle che elasticamente propagano la luce, questa teoria spiega bene la riflessione, la rifrazione, diffrazione e le interferenze della luce.
Per questo ancora oggi non si può dire con certezza come si propaga realmente la luce.

Una conferma del moto elicoidale possiamo averla anche studiando le interferenze della luce, dato che le due principali teorie, quella corpuscolare e quella ondulatoria sono in disaccordo e non spiegano appieno tutti i comportamenti della luce.

nella figura 5.1 sopra riporto una interferenza di due onde su una superficie liquida, questo comportamento è comune dei liquidi dato che loro si spostano su una superficie piana, cosa che la luce non fa lei si propaga su uno spazio a tre dimensioni.
Per spiegare le interferenze di luce invece, la propagazione elicoidale del singolo fotone risulta più convincente, perché il moto elicoidale nello spazio a tre dimensioni ha lo stesso comportamento delle onde in un piano, il moto elicoidale nello spazio è simile visivamente ad un onda in un liquido su un piano superficiale, dato che la luce per muoversi non necessita assolutamente di un etere pieno di particelle, lei può viaggiare in un solido o in un liquido trasparenti passando tra le cavità della materia, può viaggiare nell'aria come nello spazio.

Nella figura 5.2 successiva si distingue un'interferenza delle onde luminose creata interponendo di fronte alla sorgente una barriera opaca con due sole fenditure verticali, questo comportamento adesso viene spiegato solo con la teoria ondulatoria ma può essere spiegato meglio se si considera il raggio di
luce con il moto elicoidale.
La sorgente luminosa diffonde la luce a 360° come per la teoria corpuscolare, quando la luce incontra le due fenditure queste fanno passare solo i raggi che le attraversano, ma passano anche i raggi che colpiscono i loro perimetri avendo così un "incidente" e subendo una deviazione, varcata la fenditura la luce (anche se molto ridotta nella quantità) continua il suo percorso a raggiera; quando studiamo l'esperimento nel dettaglio vediamo che la luce nel passare dalle due fenditure va a formare sulla parete di fondo un interferenza con varie bande luminose intervallate come nella figura sovrastante tutte con un perimetro sfumato questo dato proprio dalla deviazione dei bordi.
Come possiamo spiegare queste bande alternate di luce chiare e scure sul fondo?
Per capire questo esperimento vi consiglio di visitare questo interessante sito curato dal Prof. Giuseppe Zito dell'IFIN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) http://www.ba.infn.it/~zito/museo/leonardo.html qui c'è l'esperimento n. 146, dove si può modificare e vedere il comportamento della luce quando passa da una o più fenditure.
A mio parere il moto elicoidale dà una risposta corretta a questo fatto sperimentale, se esaminiamo il moto elicoidale si deduce che il suo comportamento è come un onda a tre dimensioni e questo esperimento può essere spiegato interpretando il comportamento delle onde nei liquidi e svilupparlo con il moto elicoidale sulle tre dimensioni, qui nel primo esperimento con una luce ultravioletta con una singola fenditura abbiamo una illuminazione molto ridotta ma uniforme con un semplice aumento nel centro di luminosità in corrispondenza della fenditura, invece con due fenditure abbiamo cinque bande di luce alternate a bande scure e la banda centrale è maggiormente illuminata in questo esperimento si può interagire modificando la luce da ultravioletta ad infrarossa, le fenditure da una a sei, la larghezza delle fenditure, la distanza tra le fenditure infine la distanza tra barriera e schermo.
Tutti questi cambiamenti ci fanno capire bene come la luce si somma e si sottrae proprio come nella figura sopra riportata, qui il raggio di luce che passa nelle fenditure quando si sovrappone con la luce dell'altra fenditura si sommerà nell'incontro centrale ma via via si annullerà anche, questo succede perché i fotoni si trovano via via spostati di posizione, quindi si sommeranno "spingendosi" ma se avranno il fotone nella posizione opposta qui si annulleranno "scontrandosi" formando così tante bande di luce alternate a bande di oscurità questo risultato è in rapporto alla distanza delle due fenditure, alla distanza dal fondo dello schermo opaco.
In conclusione le due teorie sembrano aver in parte ragione il raggio di luce potrebbe essere composto da tante particelle senza massa trasportate da pura energia cinetica che viaggiano avendo un moto ad onde in 3D cioè elicoidale.