Cahaya laser yang mengenai dinding menghasilkan tompok kecil yang tidak sekata, walaupun pancaran lasernya stabil. Corak ini bukan semestinya disebabkan habuk atau kerosakan alat, tetapi boleh terbentuk melalui interferens cahaya yang terserak daripada permukaan.
Apabila cahaya laser mengenai dinding putih, kawasan yang disinari kadangkala tidak kelihatan terang secara sekata. Sebaliknya, terdapat bintik-bintik kecil yang lebih terang dan lebih gelap, dan corak itu mungkin kelihatan berubah apabila kita menggerakkan kepala. Fenomena ini dinamakan corak bintik laser, dan ia berlaku apabila cahaya yang terserak daripada permukaan mengalami interferens sebelum sampai kepada mata atau pengesan kamera.
Nota Istilahcorak bintik laser: Corak intensiti terang dan gelap yang terbentuk melalui interferens cahaya koheren yang terserak.
Nota Istilahcorak bintik laser: Corak intensiti terang dan gelap yang terbentuk melalui interferens cahaya koheren yang terserak.
Apakah yang istimewa tentang cahaya laser?
Cahaya boleh dihuraikan sebagai gelombang elektromagnet, dan seperti gelombang lain, cahaya mempunyai panjang gelombang, frekuensi dan fasa. Fasa menerangkan kedudukan sesuatu ayunan dalam kitarannya. Dua gelombang yang mempunyai hubungan fasa yang stabil boleh menghasilkan corak interferens yang juga stabil, dan sifat ini berkaitan dengan koherens cahaya. Banyak laser menghasilkan cahaya dengan darjah koherens yang tinggi, maka gelombang cahaya daripada laluan berbeza boleh menghasilkan corak interferens yang jelas apabila digabungkan semula.
Walau bagaimanapun, tidak semua laser mempunyai sifat koherens yang sama, kerana darjah koherens bergantung pada reka bentuk dan keadaan operasi sumber itu. Kajian dalam bidang optik menunjukkan bahawa koherens cahaya ialah faktor penting dalam pembentukan corak bintik laser.
Apakah yang berlaku apabila laser mengenai dinding?
Permukaan dinding mungkin kelihatan rata apabila dilihat dengan mata kasar, tetapi pada skala mikroskopik permukaannya mempunyai pelbagai ketidakteraturan. Apabila cahaya laser mengenainya, cahaya itu boleh terserak ke pelbagai arah. Sebahagian cahaya yang terserak daripada titik berbeza pada permukaan akhirnya sampai ke kawasan yang sama pada mata atau pengesan kamera, dan setiap bahagian cahaya itu mungkin telah melalui jarak yang sedikit berbeza.
Perbezaan jarak perjalanan menyebabkan gelombang tiba dengan hubungan fasa yang berbeza. Oleh itu, walaupun cahaya berasal daripada sumber yang sama, gelombang yang sampai kepada pemerhati tidak semestinya sefasa, dan keadaan inilah yang membolehkan interferens menghasilkan corak intensiti yang tidak sekata.
Bagaimanakah bintik terang dan gelap terbentuk?
Apabila beberapa gelombang cahaya bertemu, medan elektrik gelombang itu bergabung mengikut prinsip superposisi. Jika hubungan fasa gelombang yang tiba menyebabkan amplitud gabungan meningkat, berlaku interferens membina dan kawasan itu menerima intensiti cahaya yang lebih tinggi lalu kelihatan lebih terang. Sebaliknya, jika gelombang yang tiba saling mengurangkan amplitud gabungan, berlaku interferens memusnah dan kawasan itu kelihatan lebih gelap.
Oleh sebab cahaya terserak melalui banyak laluan yang berbeza, hubungan fasa yang terhasil juga berbeza dari satu kedudukan ke kedudukan lain. Gabungan interferens membina dan memusnah ini menghasilkan corak bintik yang kelihatan tidak teratur. Corak itu bukan susunan zarah cahaya yang melekat pada dinding, tetapi taburan intensiti yang terbentuk melalui interferens gelombang cahaya.
← Leret untuk lihat rajah penuh →
Cahaya laser koheren yang terserak daripada permukaan tidak rata boleh melalui laluan optik yang berbeza sebelum sampai kepada pengesan. Interferens antara gelombang yang diterima menghasilkan corak bintik terang dan gelap.
Bintik pada dinding bukan zarah yang melekat. Ia ialah taburan terang dan gelap yang terbentuk oleh gelombang yang bertemu.
Bintik pada dinding bukan zarah yang melekat. Ia ialah taburan terang dan gelap yang terbentuk oleh gelombang yang bertemu.
Mengapakah corak berubah apabila kita bergerak?
Corak bintik laser bergantung pada geometri laluan cahaya daripada sumber, melalui permukaan, hingga ke pemerhati. Apabila kedudukan pemerhati berubah, gabungan cahaya terserak yang memasuki mata juga boleh berubah. Perbezaan ini mengubah hubungan fasa antara gelombang yang diterima, lalu menghasilkan corak interferens yang berlainan. Oleh itu, bintik-bintik mungkin kelihatan bergerak atau berubah walaupun permukaan dinding tidak bergerak. Dalam keadaan sumber, permukaan dan sistem pemerhatian yang stabil, corak bintik boleh kekal hampir tetap.
Mengapakah lampu biasa tidak menghasilkan corak yang sama jelas?
Cahaya daripada lampu biasa lazimnya mempunyai koherens yang jauh lebih rendah daripada cahaya laser yang digunakan dalam demonstrasi interferens. Lampu juga sering memancarkan cahaya daripada kawasan sumber yang luas dan merangkumi pelbagai panjang gelombang, lalu menghasilkan banyak corak interferens berbeza yang berubah secara tidak berkaitan. Apabila corak-corak itu dirata-ratakan oleh sistem penglihatan atau kamera, perbezaan intensiti yang halus menjadi kurang ketara, dan sebab itulah permukaan yang disinari lampu biasa lazimnya kelihatan lebih sekata.
Tidak semua keadaan samaHal ini bukan bermaksud cahaya biasa tidak boleh mengalami interferens. Interferens masih boleh diperhatikan apabila keadaan sumber dan susunan optik sesuai. Rajah dan penerangan di sini juga ialah model skematik, bukan gambaran berskala bagi ketidakteraturan permukaan.
Tidak semua keadaan samaHal ini bukan bermaksud cahaya biasa tidak boleh mengalami interferens. Interferens masih boleh diperhatikan apabila keadaan sumber dan susunan optik sesuai. Rajah dan penerangan di sini juga ialah model skematik, bukan gambaran berskala bagi ketidakteraturan permukaan.
Bagaimana kita mengetahui hal ini?
Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3
Apakah punca utama pembentukan corak bintik terang dan gelap apabila cahaya laser koheren terserak daripada permukaan kasar?