Мы настолько привыкли к свету, что даже не задумываемся о его природе. Но если бы более двух веков назад Томас Юнг не провёл свой знаменитый эксперимент, мы бы до сих пор гадали, что такое свет, волна или частица. Но благодаря ему всё решилось однозначно. Так ведь?
Перевод: Варвара Феофанова
Редактура: Алексей Малов
Озвучка: Вадим Казанцев, Андрей Антонов, Александр Пилипчак, Андрей Джис, Сергей Васильев, Лиза Тверская-Самойлова, Наталья Алейникова, Маргарита Корш, Алёна Соколова
Монтаж звука: Андрей Фокин
Монтаж видео: Джон Исмаилов
Обложка: Эльдар Нургалиев
Источник
Разрешение на публикацию
Скрытый текст
Derek: Что такое свет?
Мужчина в жёлтом: Что такое свет? Свет это… Что есть свет? Хороший вопрос. Что такое свет?
Девушка в очках: Ну, это элемент?
Мужчина в кепке: Свет это яркость, наверно.
Derek: У нас есть ауры?
Седая женщина: Да, у всех.
Derek: Ауры из света?
Седая женщина: Да, верно.
Девушка в очках: Делает комнату светлой, ну… не тёмной.
Derek: Синий свет и красный — в чем разница?
Мужчина в жёлтом:: В цвете.
Загорелый мужчина в очках: Он попадает в глаза, и ты видишь…
Седая женщина: …по порядку: белый, красный, оранжевый, зеленый, как чакры нашего тела.
Derek: Вы видите мою ауру?
Седая женщина: Прямо сейчас — нет.
Derek: Слишком светло?
Седая женщина: Да, солнце ярко светит.
Derek: А это мешает видеть ауру?
Седая женщина: Не всегда.
Мужчина в кепке: Ну, если объяснять слепому человеку. Я бы попросил представить… Ну, вот вы слепой и ничего не видите, а я вижу, разные предметы…
Derek: Если честно, вопрос “Что такое свет?” не из лёгких. Великие ученые спорили об этом столетиями. В конце семнадцатого века Ньютон предположил, что свет состоит из частиц или «корпускул». Он написал об этом в своём трактате «Оптика». Но в то же самое время датский физик Гюйгенс утверждал, что свет — волна. И этот спор продолжался до тех пор, пока Томас Юнг не провел свой опыт, который я повторю сегодня. Знаменитый эксперимент на двух щелях.
Чтобы удостовериться, что я всё делаю правильно, я обратился к первоисточнику. С помощью Брэди Харана, мне удалось попасть в хранилище Лондонского королевского общества.
Рыжеволосый мужчина: Мы зашли!
Derek: Там я нашёл записи Томаса Юнга датированные тысяча восемьсот третьим годом. «Я внёс в солнечный свет фрагмент картона около одной тринадцатой дюйма шириной и наблюдал её тень, на стене либо листах картона на разных расстояниях. Кроме цветных полос на каждой стороне тени, сама тень была разделена одинаковыми параллельными полосами…
Рыжеволосый мужчина: …меньшего размера». Вау
Derek: Этот эксперимент такой простой, что можно провести его дома, но настолько кропотливый, что никто раньше не использовал солнечный свет.
Можно взять коробку, как… от холодильника.
Мужчина в зелёном: И можно на улице поставить.
Derek: Да, на улицу. Могу я задать вам пару вопросов? Мы проводим научный эксперимент.
Итак, у нас тут пустая коробка, вот глазок, в который мы будем смотреть и отверстие…
которое я сейчас накрою пленкой. Если приглядеться видно две прорези… очень узкие, почти вплотную. Это двойная щель.
Derek: Так, перед тем как начать, надо немного наклонить к солнцу. Нам надо, чтобы свет падал прямо на двойную щель.
Что мы увидим на дне коробки?
Мужчина в жёлтом:: Логичнее всего, мне кажется, это две полоски.
Мужчина в белом: Две полосы на дне.
Мужчина в очках: Две широкие полосы.
Девушка с цепочкой: Две маленькие линии.
Девушка с цепочкой: Я думаю будет одна линия… не две.
Мужчина в полосатом: Вся коробка осветится.
Седая женщина: Думаю, получится что-то вроде калейдоскопа.
Derek: Разных цветов?
Седая женщина: Да, возможно.
Мальчик в поло: Радугу? Разные цвета?
Derek: Вот, взгляните. Вы думали, что будет одна линия. Ну как, угадали?
Девушка с цепочкой: Нет!
Мужчина в жёлтом:: Я вижу точки.
Derek: Сколько их?
Девушка с цепочкой: Там один круг.
Мужчина в жёлтом:: O, здесь одна… По центру самая яркая, и две по бокам.
Мальчик в поло: Две по краям разноцветные а та, что в середине… Просто белая.
Девушка в красном: Похоже на радугу.
Мужчина в белом: Все цвета радуги…
Мужчина в очках: Много маленьких цветных точек.
Мальчик в поло: И ещё больше точек появляется.
Мужчина в жёлтом:: Кажется, там больше точек… по линии. Это изумительно. Да их тут куча. Ну, не куча, но видно, что много — расходятся в обе стороны.
Derek: C обеих сторон?
Мужчина в жёлтом:: Да, именно.
Derek: Разве это не восхитительно?
Мужчина в жёлтом:: Да, это невероятно. И ведь у нас только…
Derek: Две щели.
Мужчина в жёлтом:: Две прорези. Это просто потрясающе.
Derek: Но мы же ничего не делаем- просто свет проходит через две очень узкие щели… Что же тут происходит?
Мужчина в очках: Думаю, здесь замешан какой-то принцип, незнакомый простым людям. Это единственное объяснение.
Мальчик в поло: Я совсем сбит с толку, но заинтригован.
Derek: Люди спорили: свет это волна или поток частиц?
Мужчина в жёлтом:: А в чем секрет?
Derek: Если свет состоит из частиц, то они должны проходить через первое или через второе отверстие и на дне мы бы увидели две ярких точки.
Но если свет состоит из волн, то проходя через разные щели они будут друг с другом взаимодействовать. Вот тут на пруду я подготовил для вас небольшую демонстрацию.
У меня есть два источника волн, которые в принципе как две щели, когда я создаю волны с помощью одного источника, они двигаются круговым фронтом, тут все просто. Но, если я добавлю второй источник… они складываются в интересный узор.
Он возникает из-за взаимодействия волн от двух источников. Когда вершина встречается с вершиной, а впадина со впадиной, амплитуда волны увеличивается, и получается то, что мы называем конструктивной интерференцией.
Но если вершина одной волны встречается со впадиной другой, тогда мы получаем деструктивную интерференцию и волна исчезает. Именно это и происходит со светом. Когда вершина встречалась с вершиной, а впадина со впадиной, благодаря конструктивной интерференции получались яркие пятна. Но когда вершина одной волны сталкивалась с впадиной другой, из-за деструктивной интерференции мы ничего не видели. Свет погасил сам себя.
Мужчина в белом: Очень похоже на то, как две капли падают в воду.
Derek: Верно.
Мужчина в белом: Такой же узор получается.
Derek: …и они продолжают взаимодействовать — эта волна перекрывает другую, и на дне появляется несколько… видите точки? Яркая, темная, яркая, темная и так далее.
Derek: Здесь есть одна особенность: солнечный свет состоит из разных цветов, и у каждого своя длина волны. Очевидно, что они встретятся в разных местах, и поэтому чем дальше от центрального максимума, тем заметнее радуга.
Derek: Точки справа были разного цвета… потому что красные и синие волны попадают в разное место.
Мужчина в жёлтом:: То есть цвета разные только из-за разной длины волн?
Derek: Именно так.
Мужчина в жёлтом:: Невероятно!
Derek: Так что разница…
Мужчина в жёлтом:: Значит эта красная крышка, там на зелёной корзине… Это разная длина волны?
Derek: Разная длина волны.
Мужчина в жёлтом:: Так и получается столько цветов?
Derek: Именно.
Мужчина в жёлтом:: Удивительно, я в шоке! Спасибо, друг!
Derek: Вам спасибо.
Мужчина в очках: Вот он — настоящей “свет” знаний.
Derek: Как вы заметили, в эксперименте свет падал на дно не полосками, а в форме круглых капель. Кто сможет объяснить почему? Пишите свои ответы в комментариях. Я дам вам подсказку: одно из моих видео… может вам немного помочь.
Derek: Результаты опыта Юнга были так убедительны, что научное общество заключило: свет это волна — иначе просто быть не может!