Dispersión de energía en el experimento de doble rendija de Young

En el experimento de la doble rendija de Young, cuando ves el patrón de difracción, ¿por qué la intensidad de la luz se desvanece a medida que te alejas del máximo central? Creo que tiene algo que ver con la dualidad onda-partícula pero no estoy seguro y mi profesor no tiene idea. Vea las imágenes a continuación para ver de lo que estoy hablando. ¿Adónde va esa energía? No estoy hablando del patrón de interferencia real, sino de la intensidad de la luz.

Dispersión de energía

Intensidad de difracción en doble rendija
(fuente: ciberfísica.co.uk )

No falta intensidad. Toda la energía que pasa por la rendija aterriza en la pantalla.

Respuestas (1)

La respuesta que di antes era incorrecta, como señaló amablemente CuriousOne. El desvanecimiento de la intensidad no se debe a la 1 / r 2 caída de luz, ya que las fórmulas de difracción son solo para ángulos pequeños de todos modos.

En primer lugar, está claro a partir de la segunda figura de la pregunta que lo único relevante es la difracción y no la interferencia; es decir, también podríamos considerar una sola rendija. Además, dado que este es solo un fenómeno de onda, la dualidad onda-partícula solo entra en juego si crees que la luz está hecha de partículas (que lo es, con una cierta definición de "partícula"), pero no necesitamos eso aquí. ; el comportamiento ondulatorio clásico de la luz puede explicar esto perfectamente.

La idea principal es que a medida que nos alejamos del centro del patrón de difracción, la diferencia de fase entre todos los rayos provenientes de diferentes partes de la rendija se hace cada vez más grande. Cuando estamos muy cerca del centro, los rayos están casi en fase, y si nos movemos un poco, todavía están casi en fase. Pero si nos seguimos moviendo, se desfasan un poco, y la interferencia entre todos hace que la intensidad baje. A medida que nos alejamos más y más del centro, la diferencia de fase se hace más grande; y como la dependencia de la fase con la distancia al centro (o el ángulo) es diferente para todos los rayos, no volverán a estar en fase (como pasaría si tuviéramos dos rendijas muy estrechas). Simplemente pon,

Si bien parece tener sentido, como explicación es simplemente incorrecta. Puede colocar una pantalla circular alrededor de la rendija (en cuyo caso r=const.) y seguirá observando el mismo patrón. La abscisa en estos gráficos no es r sino un ángulo. En la mayoría de las imágenes que representan el efecto, la distorsión geométrica debida a una pantalla plana, en lugar de circular, se ignora claramente como un fenómeno de segundo orden.
@CuriousOne: Ese es un buen punto; Supongo que yo también pensé que la explicación tenía sentido y lo dejé así. Intentaré arreglarlo mañana.
@JavierBadia: Para ser honesto, no recuerdo un solo libro de texto en el que se discutiera en detalle la distorsión geométrica que puede ocurrir en el experimento real con una pantalla plana. Eso siempre me pareció extraño, ya que no es difícil señalar que los ángulos reales suelen ser pequeños, por lo que no importa... pero nadie parece tomarse el tiempo para discutirlo. Me encantaría obtener una cita de un libro que lo haga.
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