Ciao,
vi espongo un dubbio emerso durante un corso di Fisica 2 (a fisica) a
cui il prof tutt'oggi non sa dare risposta.
Non scrivo per lamentarmi o diffamarlo, anzi, � una persona che stimo
molto. Per� ormai sono 2 settimane che non parliamo d'altro e davvero
non ne veniamo fuori. Cos� ho pensato di portare alla vostra attenzione
il problema, credo sar� sicuramente stimolante e, forse, potrebbe
portare ad una buona interpretazione.
Vi espongo la situazione nel dettaglio.
Consideriamo un interferometro montato in configurazione di Michelson
(si prenda questa immagine come riferimento
http://tinyurl.com/6dwc2s)
Per semplicit� supponiamo che:
- la fonte sorgente emetta una radiazione strettamente monocromatica
- lo specchio centrale sia semiriflettente
- gli specchi"di ritorno" siano perpendicolari al fascio di luce
incidente
- entrambi gli specchi "di ritorno" siano alla stessa distanza dallo
specchio semiriflettente
- la sorgente di radiazione e il rivelatore siano alla stessa distanza
dallo specchio semiriflettente.
Pi� semplicemente pensiamo ai componenti del sistema come se fossero
posizionati ai vertici di un quadrato, con lo specchio semiriflettente
al centro di una delle due diagonali.
Osserviamo ora cosa succede alla luce che arriva dalla sorgente e che va
verso il rivelatore:
1. il fascio di luce lascia la sorgente, giunge allo specchio
semiriflettente, subisce una riflessione verso l'alto, giunge allo
specchio in alto, viene riflessa verso il basso, viene trasmessa dallo
specchio semiriflettente, arriva al rivelatore.
TOTALE: 2 riflessioni + 1 trasmissione
2. il fascio di luce lascia la sorgente, giunge allo specchio
semiriflettente, viene trasmesso verso lo specchio a destra, viene
riflesso, torna allo specchio semiriflettente, viene riflesso verso il
basso e giunge al rilevatore.
TOTALE: 2 riflessioni + 1 trasmissione
Fin qui tutto ok: se, come ipotizzato, i percorsi sono uguali le due
onde arriveranno in fase e si avr� un chiaro.
Il dubbio inizia considerando cosa succede ai raggi che tornano verso la
sorgente (dove supponiamo ci sia anche un secondo rivelatore, nella
stessa posizione):
1. il fascio di luce lascia la sorgente, giunge allo specchio
semiriflettente, subisce una riflessione verso l'alto, giunge allo
specchio in alto, viene riflessa verso il basso, giunge allo specchio
semiriflettente, viene riflesso verso la sorgente e arriva alla sorgente.
TOTALE: 3 riflessioni
2. il fascio di luce lascia la sorgente, giunge allo specchio
semiriflettente, viene trasmesso verso lo specchio a destra, viene
riflesso indietro, torna allo specchio semiriflettente, viene trasmesso
verso la sorgente.
TOTALE: 1 riflessione, 2 trasmissioni
Se � vero che la trasmissione non ritarda la fase (confermate?) la
differenza tra questi ultimi due cammini ottici � di 2 riflessioni,
ovvero di un numero intero di lambda, cosa che implica che i segnali del
primo e del secondo braccio arrivano sul secondo rivelatore in fase,
facendomi vedere un chiaro.
Allora, seguendo questo ragionamento, qualora vedessi un chiaro sul
rivelatore principale mi dovrei aspettare un chiaro anche sul rivelatore
posto vicino alla sorgente.
Questo per� sperimentalmente non succede. Sperimentalmente si vede che
quando si ha un chiaro sul rivelatore principale (quello sotto,
canonico) si ha uno scuro sul rivelatore posto in coincidenza della
sorgente, e viceversa, e questo anche a rispetto delle leggi di
conservazione.
Per� non capisco dove sia l'errore o, se volete, quale sia la
spiegazione da dare.
Ho chiesto al mio prof di Fisica 2, ma dice che non ci aveva mai fatto
caso. Ha provato ad informarsi ma nessun collega ha saputo chiarire il
punto. Pare che ci possa essere una spiegazione dovuta agli effetti
quantistici dell'interazione della radiazione con lo specchio
semiriflettente ma nemmeno loro sanno di pi�.
A me tutto questo pare molto strano, perch� sono convinto che ci debba
essere anche una giustificazione classica (d'altra parte in qualche modo
se lo avranno pure spiegato prima dell'avvento della MQ).
Se per esempio la specchio semiriflettente ritardasse solo di lambda/4
(e non lambda/2) nella riflessione allora il tutto tornerebbe, ma allora
la domanda sarebbe "perch� ci sono riflessioni che ritardano di lambda/4
e altre di lambda/2?"
Cos�, sapendo che qui ve ne intendete parecchio, ho provato ad esporre
il dubbio. Sar� sicuramente una discussione interessante.
Ciao e grazie,
Marco
Received on Thu Oct 30 2008 - 22:33:41 CET