עקיפה ושני סדקים.

שלב 1 מתוך 4

פתח צר

במכל המים מוט ישר שולח גלים ישרים, בתדירות של 10 Hz ובמהירות של 25 cm/s. אורך הגל שלהם הוא אפוא $\lambda = \dfrac{v}{f} = 2.5\ \mathrm{cm}$$\lambda =$$\dfrac{v}{f} =$$2.5\ \mathrm{cm}$⁠. הגלים פוגשים קיר עם פתח אחד, ברוחב של 10 cm, ועוברים דרכו כאלומה ישרה, עם מים כמעט שקטים בצל של הקיר משני צדיה.

כשגל עובר דרך פתח או ליד שפה, הוא מתפשט קצת אל המרחב שמאחוריה. ההתפשטות הזאת היא עקיפה. נבאו מה יקרה כשהפתח יהיה צר מאורך גל אחד, ואז ראו את הסצנה מצרה אותו.

שלב 2 מתוך 4

קול ואור

כל נקודה לרוחב הפתח שולחת אדוות משלה. בפתח רחב, אדוות מחלקים שונים של הפתח מבטלות זו את זו בצדדים, ונשארת אלומה ישרה. בפתח שאינו רחב מאורך הגל אין חלקים רחוקים מספיק כדי לבטל זה את זה, והגל מתפשט לכל הכיוונים. לכן מה שקובע הוא היחס בין רוחב הפתח לאורך הגל.

נסו: הזיזו את רוחב הפתח ל־1.5 cm, ל־2.5 cm (אורך גל אחד) ול־10 cm, ובחרו פועל תחת הצגת המים השקטים כדי לראות לאן הגל לא מגיע.

חזרה לניסוי ↑

שלב 3 מתוך 4

שני סדקים

עכשיו בקיר שני סדקים, 10 cm זה מזה. כל סדק מפיץ חצאי מעגלים משלו, והם מתאבכים: בכיוון $\theta$⁠ הדרך מסדק אחד ארוכה מהדרך מהשני ב־$d \sin\theta$⁠, כאשר $d$⁠ הוא המרחק בין הסדקים. כשההפרש הזה הוא אורך גל שלם, שיא פוגש שיא והגל חזק; כשהוא חצי אורך גל, שיא פוגש שפל והמים שקטים. הצגת המים השקטים צובעת את הקווים השקטים.

שלב 4 מתוך 4

הניסוי של יאנג

בשנת 1801 עשה תומאס יאנג את אותו ניסוי עם אור, והפסים הבהירים והכהים על הקיר שכנעו את הפיזיקאים שהאור הוא גל. הפסים הבהירים נמצאים בזוויות שבהן $d \sin\theta = m\lambda$$d \sin\theta =$$m\lambda$⁠. בזוויות קטנות $\sin\theta \approx \tan\theta = \dfrac{y}{L}$$\sin\theta \approx$$\tan\theta =$$\dfrac{y}{L}$⁠, כאשר $y$⁠ הוא המרחק מהאמצע על קיר במרחק $L$⁠, ולכן:

$y_m = \frac{m \lambda L}{d}$$y_m =$$\frac{m \lambda L}{d}$⁠

לאור נראה אורך גל של כמה מאות ננומטרים, ולכן כדי לראות את הפסים הסדקים צריכים להיות קרובים מאוד זה לזה, בעשיריות של מילימטר.