จุดอาราโก
จุดอาราโก (Arago spot) หรือ จุดปัวซง (Poisson spot)[1][2] หรือ จุดแฟรแนล (Fresnel spot)[3] เป็นจุดสว่างที่ปรากฏตรงกลางเงาเมื่อแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดถูกฉายผ่านสิ่งกีดขวางทรงกลม ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการเลี้ยวเบนแฟรแนล[4][5][6][7]
ปรากฏการณ์นี้ได้ถูกค้นพบครั้งแรกใน ปี 1723 โดยจาโกโม ฟีลิปโป มารัลดี แต่ในตอนนั้นยังไม่ได้เป็นที่รู้จักนัก
จุดอาราโกมีบทบาททางประวัติศาสตร์ในทฤษฎีที่ว่าแสงเป็นคลื่น โดยใน ปี 1818 ทางสถาบันวิทยาศาสตร์ฝรั่งเศสได้จัดการแข่งขันการสร้างทฤษฎีเพื่ออธิบายคุณสมบัติของแสง โอกุสแต็ง-ฌ็อง แฟรแนล ซึ่งขณะนั้นเป็นวิศวกรหนุ่มได้เข้าร่วมการแข่งขันและส่งทฤษฎีแสงเป็นคลื่นของเขา แต่ซีเมอง เดอนี ปัวซงซึ่งเป็นหนึ่งในผู้สนับสนุนทฤษฎีของไอแซก นิวตันที่ว่าแสงเป็นอนุภาคนั้นเป็นผู้ตัดสินในการแข่งขัน ตามทฤษฎีแสงเป็นคลื่นของปัวซงแล้วได้แสดงให้เห็นว่าจะต้องมีจุดสว่างปรากฏขึ้นตรงกลางเงาของสิ่งกีดขวางวงกลม ซึ่งจากประสบการณ์ในชีวิตประจำวันแล้วไม่เคยมีการค้นพบ ดังนั้นเขาจึงสรุปว่าทฤษฎีแสงเป็นคลื่นของแฟรแนลนั้นผิด อย่างไรก็ตาม ฟร็องซัว อาราโก ซึ่งเป็นหัวหน้าฝ่ายการแข่งขันได้ทำการทดลองจริงและสังเกตปรากฏการณ์จุดสว่างในเงามืดได้สำเร็จ ด้วยการค้นพบนี้ นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากจึงยอมรับทฤษฎีแสงเป็นคลื่น และแฟรแนลก็ชนะการแข่งขัน อาราโกยังได้กล่าวถึงในภายหลังว่าปรากฏการณ์นี้ได้ถูกค้นพบตั้งแต่เมื่อศตวรรษก่อนแล้วโดยโฌแซ็ฟ นีกอลา เดอลิล และ จาโกโม ฟีลิปโป มารัลดี
การปรากฏจุดอาราโกสามารถเข้าใจได้ง่ายตามหลักการของเฮยเคินส์ โดยเมื่อแสงส่องสว่างวัตถุกลม ทุกจุดบนเส้นรอบวงของวงกลมจะทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดจุดใหม่ เนื่องจากแต่ละจุดอยู่ห่างจากศูนย์กลางของเงาเท่ากัน แสงทั้งหมดจึงเกิดการแทรกสอดแบบเสริมกัน ทฤษฎีนี้สามารถอธิบายการเกิดจุดสว่างภายในเงาได้ ในขณะที่ทั้งทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต และ ทฤษฎีแสงเป็นอนุภาคไม่สามารถอธิบายการมีอยู่ของจุดอาราโกได้
อ้างอิง
[แก้]- ↑ Law, Jonathan; Rennie, Richard (2015), "Poisson's Spot", A Dictionary of Physics, Oxford University Press, p. 444, ISBN 978-0198714743, SBN-10: 0198714742
- ↑ Hecht, Eugene; Zajac, Alfred (1974), "10.3, "Diffraction,"", Optics (1st ed.), Addison Wesley, p. 374, ISBN 0-201-02835-2
- ↑ Katz, Debora M., Physics for Scientists and Engineers: Foundations and Connections, Advance Edition, Volume 2, Cengage Learning, 2015. ISBN 1305537203
- ↑ Pedrotti, Frank L.; Pedrotti, Leno S.; Pedrotti, Leno M. (2007), Introduction to Optics (3rd ed.), Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Education, p. 315, ISBN 978-0-13-149933-1
- ↑ Walker, Jearl (2008), Fundamentals of Physics (8th ed.), John Wiley & Sons, p. 992, ISBN 978-0-470-04472-8
- ↑ Ohanian, Hans (1989), Physics (2nd ed.), W.W. Norton, p. 984, ISBN 0-393-95786-1
- ↑ Hecht, Eugene (2002), Optics (4th ed.), Pearson Education, p. 494, ISBN 0-321-18878-0