Как Араго нашел пятно Араго без лазера?

Известно, что Пуассон показал, что волновая модель света Френеля предсказывает яркое пятно в самом центре круглой тени, что он интерпретировал как абсурдный результат. Но Араго смог провести эксперимент, дав убедительные доказательства волновой теории света.

В настоящее время мы можем воспроизвести эксперимент с лазером и любым небольшим достаточно круглым объектом.

Но... в свое время у Араго не было лазеров. В статье в Википедии (и в общих источниках в Интернете) говорится, что он прилепил металлический круг к стеклянной пластине с помощью воска, но ничего не упоминает об источнике света. Как он создал когерентный источник света, а если нет, то как провел эксперимент? (Это даже задокументировано?)

Кажется удивительно трудно найти какую-либо информацию об этом. Судя по всему, подробности есть в отчете, опубликованном Араго в 1819 году и названном просто «отчетом Араго».
kth.se/social/files/55f1b177f276540261b6a04b/arago092015.pdf Современный эксперимент, но с использованием белого света.
точечные источники использовались для когерентного света. см. стр. 5 здесь optics.hanyang.ac.kr/~shsong/9-Coherence.pdf . см. также эксперимент Юнга en.wikipedia.org/wiki/Young%27s_interference_experiment . Кроме того, если бы источник находился далеко, приближение плоской волны было бы хорошим.
Но действительно ли точечные источники когерентны? :/ [о, @JohnRennie, думаю, это не обязательно, интересно]
Я думаю, что необходима пространственная согласованность, а не временная согласованность. Для создания пространственной когерентности вам просто нужен точечный источник. Таким образом, сияние очень яркого белого света через точечное отверстие сделает эту работу.
Вот меморандум Араго об эксперименте, араго слишком многословен для меня, наслаждайтесь, если сможете: books.google.com.au/…
не то чтобы когерентный естественный свет был недоступен в то время, вам просто нужно было выбрать небольшой кусочек спектра преломленной радуги в качестве когерентного источника.

Ответы (2)

Как он создал когерентный источник света, а если нет, то как провел эксперимент? (Это даже задокументировано?)

Самое главное, чтобы фокусирующий объект был круглым, затем источник света должен быть достаточно мал, чтобы центр области проекции не освещался падающими лучами - например, Солнце и Луна не производят такого эффекта на поверхности Земли.

Чтобы место Арагон было видно:

«Размеры установки должны соответствовать требованиям дифракции Френеля . А именно, число Френеля должно удовлетворять

Ф "=" д 2 λ 1 ,

где

д диаметр круглого объекта,

расстояние между объектом и экраном,

λ длина волны источника.

Наконец, край круглого объекта должен быть достаточно гладким.

Эти условия вместе объясняют, почему яркое пятно не встречается в повседневной жизни.

См. Статью Physics World: " Пятно в тени ":

«Согласно работе Френеля, если бы свет попал на круглое препятствие, в центре тени появилось бы яркое пятно, такое яркое, как если бы препятствия вообще не было. Очевидная чепуха! Мало того, уравнения Френеля указывали, что свет, падающий через круглое отверстие, мог создать темное пятно посередине.

Однако главой комитета был Франсуа Араго - один из немногих французских ученых, помимо Френеля, знакомых с работой Янга и, следовательно, способных оценить вклад Френеля. Араго провел эксперимент с пламенем, фильтрами и металлическим диском диаметром 2 мм, прикрепленным к стеклянной пластине воском. Ко всеобщему удивлению и огорчению Пуассона, Араго заметил пятно, и Френель выиграл соревнование.

...

Если демонстрация так проста, спросил я Меткалфа, почему она не была обнаружена раньше в таких вещах, как затмения? — Луна недостаточно круглая, — фыркнул он. «Все эти горы! Солнце не точечный источник когерентного света. У людей не всегда были лазерные указки». Критическая точка

Эпизод иллюстрирует двусмысленность открытия. Кто первооткрыватель? Френель, кто создал оригинальный каркас? Пуассона, который показал, что пятно было прямым следствием, но был твердо убежден, что его не существует? Араго, кто проводил эксперимент? Более того, два других ученых заметили это пятно столетием раньше, но не знали, что с ним делать.

А как насчет Французской академии, чьи действия привели открытие в движение? Разве Янг не сыграл свою роль? Даже Ньютон? Более того, пятно - это просто иллюстрация более общего явления, когда дополнительные узоры препятствий дают дополнительные результаты дифракции, описываемые теоремой Жака Бабине ».

Насколько я понимаю, важной характеристикой источника света является его размер, а не когерентность. Статья в Википедии относится к «точечному источнику». Лазер является хорошим приближением к точечному источнику.

Но я думаю, что размер источника просто должен быть небольшим относительно объекта, блокирующего свет, поэтому требования не такие строгие. (Было бы сложно, если бы размер источника был мал относительно длины волны.) Вы можете сделать простой точечный источник, перевернув камеру-обскуру. По сути, яркий свет в коробке с одним очень маленьким отверстием на одной стороне даст вам нечто, что является достаточно хорошим точечным источником для эксперимента Араго.