Эксперимент. опровержение интерференции фотонов самих с собой

В настоящее время дифракция объясняется с точки зрения гипотезы о том, что объекты микромира обладают волновыми свойствами и интерферируют сами с собой, исходя из собственной длины волны, которой обладают не только фотоны, но и электроны, и вообще все объекты. Рассмотрим эксперимент, который непосредственно опровергает интерференцию фотонов самих с собой. Это дифракция от одного прямолинейного края препятствия, или, как еще говорят, дифракция на полуплоскости. Этот опыт также прекрасно демонстрирует причину попадания фотонов в область геометрической тени.

Возьмем лазерную указку и плоское препятствие с прямолинейным краем. Направим луч лазера перпендикулярно плоскости препятствия на его прямолинейный край. На экране позади препятствия возникнет яркий луч, перпендикулярный краю тени, который распространяется в обе стороны от края тени – и в светлую область экрана, и в область геометрической тени. Особенно ярко выражен этот луч, если препятствие металлическое – подойдет обычная металлическая линейка.

Каждый может повторить этот опыт с лазерной указкой и металлической линейкой, и даже многие из тех, кто знаком с опытами по дифракции, будут удивлены этим ярко выраженным лучом, уходящим в область геометрической тени. Это демонстрация причины попадания фотонов в область геометрической тени – происходит рассеяние потока фотонов от края препятствия, в результате чего фотоны, сохраняя частоту, меняют направление своего распространения. Причина изменения направления распространения фотонов – взаимодействие их с частицами края препятствия.

Докажем, что других причин попадания фотонов в область геометрической тени нет. При дифракции на полуплоскости интерференционная картина из светлых и темных полос возникает только в светлой области экрана, в области геометрической тени в данном случае интерференционной картины нет. Так происходит по причине того, что  интерференционная картина – результат наложения двух разных потоков фотонов. В светлой области экрана поток фотонов, рассеянный от прямолинейного края, интерферирует с потоком фотонов, прошедших напрямую, без рассеяния. В темной области экрана рассеянному от одного прямолинейного края потоку интерферировать не с чем, поэтому темных и светлых полос там не появляется. Для возникновения интерференционной картины в области геометрической тени необходимы два края препятствия, как при дифракции на щели, или криволинейный край, как при дифракции на круглом отверстии или круглом диске. Тогда два разных потока фотонов, рассеянные от разных частей края препятствия, интерферируют между собой. Если бы фотоны интерферировали сами с собой, тогда ничего не мешало бы им образовать интерференционную картину в темной области в опыте с одним прямолинейным краем препятствия. Однако этого не наблюдается, значит, предположение об интерференции фотонов самих с собой – ошибочное.

В опыте дифракции на полуплоскости яркий луч, перпендикулярный краю тени – сплошной, без темных полос. Стоит добавить второе препятствие, так что два края образуют щель, этот луч сразу будет состоять из множества светлых и темных участков. При дифракции на полуплоскости для наблюдения интерференционной картины в светлой области экрана нужно дополнительно использовать линзы. По ссылке на видео представлена демонстрация опыта с использованием линз.

https://www.youtube.com/watch?v=0NWy4tsZ4is

Лектор прямо сообщает, что интерференционная картина наблюдается только в светлой области экрана.

Яркий сплошной луч при дифракции на полуплоскости, о котором мы говорили, это область преимущественного рассеяния фотонов от края препятствия. Важно отличать интерференционные полосы от областей преимущественного рассеяния. Рассмотрим опыт по дифракции электронов, представленный на следующей видео демонстрации.

https://www.youtube.com/watch?v=REhqtSw2JG0

Яркие кольца в этом опыте – области преимущественного рассеяния электронов от кольцеобразного препятствия, при этом от одного препятствия образуется только одно яркое кольцо, второе кольцо – рассеяние уже от другого препятствия. Изменяя скорость электронов, тем самым изменяют величину их отклонения от начальной траектории при взаимодействии с препятствием. Ни о каких длинах волн тут речь не должна идти вообще. Лектор на видео прямо сообщает, что от одного препятствия образуется только одно яркое кольцо. Обратите также внимание на третье кольцо малого радиуса, о котором лектор не говорит. Это малое кольцо – результат рассеяния электронов от кольцеобразного препятствия внутрь кольца. Поэтому при увеличении скорости электронов, когда радиус внешнего кольца уменьшается, радиус малого внутреннего кольца наоборот увеличивается, поскольку уменьшается отклонение электронов от начальной траектории.