Young's interference experiment
ইয়ং-এর হস্তক্ষেপ পরীক্ষা, যাকে ইয়ং-এর ডাবল-স্লিট ইন্টারফেরোমিটারও বলা হয়, আধুনিক ডাবল-স্লিট পরীক্ষার মূল সংস্করণ ছিল, যা ঊনবিংশ শতাব্দীর শুরুতে টমাস ইয়ং দ্বারা সম্পাদিত হয়েছিল। এই পরীক্ষাটি আলোর তরঙ্গ তত্ত্বের সাধারণ গ্রহণযোগ্যতায় একটি প্রধান ভূমিকা পালন করেছিল। ইয়ং-এর নিজের মতে, এটি ছিল তাঁর অনেক কৃতিত্বের মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। 17শ ও 18শ শতাব্দীতে আলোর প্রসারণের তত্ত্ব এই সময়কালে অনেক বিজ্ঞানী পরীক্ষামূলক পর্যবেক্ষণের উপর ভিত্তি করে আলোর একটি তরঙ্গ তত্ত্বের প্রস্তাব করেছিলেন, যার মধ্যে রবার্ট হুক, ক্রিস্টিয়ান হিউজেন্স এবং লিওনহার্ড ইউলার ছিলেন। যাইহোক, আইজাক নিউটন, যিনি আলোর অনেক পরীক্ষামূলক তদন্ত করেছিলেন, তিনি আলোর তরঙ্গ তত্ত্বকে প্রত্যাখ্যান করেছিলেন এবং আলোর কর্পাসকুলার তত্ত্ব তৈরি করেছিলেন যা অনুসারে একটি আলোকিত বস্তু থেকে ক্ষুদ্র কণার আকারে আলো নির্গত হয়। এই তত্ত্বটি ঊনবিংশ শতাব্দীর শুরু পর্যন্ত প্রভাব বিস্তার করেছিল যদিও অনেক ঘটনা, যার মধ্যে প্রান্ত বা সংকীর্ণ ছিদ্রের বিচ্ছুরণ প্রভাব, পাতলা ফিল্ম এবং পোকামাকড়ের ডানার রঙ এবং দুটি হালকা রশ্মি অতিক্রম করার সময় আলোর কণাগুলির একে অপরের সাথে সংঘর্ষের আপাত ব্যর্থতা, কর্পাসকুলার তত্ত্ব দ্বারা পর্যাপ্তভাবে ব্যাখ্যা করা যায়নি, যা পিয়েরে-সাইমন ল্যাপলেস এবং জিন-ব্যাপটিস্ট বায়োট সহ অনেক বিশিষ্ট সমর্থক ছিল। তরঙ্গ তত্ত্বের উপর ইয়ং-এর কাজ 1790-এর দশকে গটিঙেন-এ চিকিৎসাশাস্ত্র অধ্যয়নের সময়, ইয়ং শব্দের ভৌত ও গাণিতিক বৈশিষ্ট্যের উপর একটি থিসিস লিখেছিলেন এবং 1800 সালে, তিনি রয়্যাল সোসাইটির কাছে একটি গবেষণাপত্র উপস্থাপন করেছিলেন (1799 সালে লিখিত) যেখানে তিনি যুক্তি দিয়েছিলেন যে আলোও একটি তরঙ্গ গতি। তাঁর ধারণাকে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে সংশয়বাদের সাথে স্বাগত জানানো হয়েছিল কারণ এটি নিউটনের কর্পাসকুলার তত্ত্বের বিরোধিতা করেছিল। তা সত্ত্বেও, তিনি তাঁর ধারণাগুলি বিকাশ করতে থাকেন। তিনি বিশ্বাস করতেন যে একটি তরঙ্গ মডেল কর্পাসকুলার মডেলের তুলনায় আলোর প্রসারণের অনেক দিককে আরও ভালভাবে ব্যাখ্যা করতে পারেঃ 1801 সালে ইয়ং রয়্যাল সোসাইটির কাছে "অন দ্য থিওরি অফ লাইট অ্যান্ড কালারস" শিরোনামে একটি বিখ্যাত গবেষণাপত্র উপস্থাপন করেছিলেন যা বিভিন্ন হস্তক্ষেপের ঘটনা বর্ণনা করে। 1803 সালে তিনি তাঁর বিখ্যাত হস্তক্ষেপ পরীক্ষার বর্ণনা দেন। আধুনিক ডাবল-স্লিট পরীক্ষার বিপরীতে, ইয়ং-এর পরীক্ষাটি একটি ছোট গর্তের মাধ্যমে সূর্যালোককে (একটি স্টিয়ারিং আয়না ব্যবহার করে) প্রতিফলিত করে এবং একটি কাগজের কার্ড ব্যবহার করে পাতলা মরীচিটিকে অর্ধেকে বিভক্ত করে। তিনি তাঁর পরীক্ষার বর্ণনায় দুটি ছিদ্রের মধ্য দিয়ে আলো প্রবাহিত হওয়ার সম্ভাবনার কথাও উল্লেখ করেছেনঃ চিত্রটি একটি দূর-ক্ষেত্র দেখার সমতলের জ্যামিতি দেখায়। এটি দেখা যায় যে দুটি বিন্দু উৎস থেকে দেখার সমতলে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে ভ্রমণকারী আলোর আপেক্ষিক পথগুলি θ কোণের সাথে পরিবর্তিত হয়, যাতে তাদের আপেক্ষিক পর্যায়গুলিও পরিবর্তিত হয়। যখন পথের পার্থক্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি পূর্ণসংখ্যা সংখ্যার সমান হয়, তখন দুটি তরঙ্গ একসঙ্গে মিলিত হয়ে সর্বাধিক উজ্জ্বলতা দেয়, যেখানে যখন পথের পার্থক্য অর্ধ তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা দেড় ইত্যাদির সমান হয়, তখন দুটি তরঙ্গ বাতিল হয়ে যায় এবং তীব্রতা সর্বনিম্ন হয়। রৈখিক পৃথকীকরণ (দূরত্ব)-পর্দার প্রান্তগুলির (সর্বাধিক উজ্জ্বলতা সহ রেখাগুলি) মধ্যে সমীকরণ দ্বারা দেওয়া হয়ঃ ছিদ্র এবং পর্দার মধ্যে দূরত্ব কোথায়, এটি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং চিত্রে দেখানো হিসাবে ছিদ্র বিচ্ছেদ। প্রান্তগুলির কৌণিক ব্যবধান, তারপর দেওয়া হয় যেখানে <<1, এবং λ হল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য। এটি দেখা যায় যে প্রান্তগুলির ব্যবধান নির্ভর করে তরঙ্গদৈর্ঘ্য, গর্তগুলির পৃথকীকরণ এবং ছিদ্র এবং পর্যবেক্ষণ সমতলের মধ্যে দূরত্বের উপর, যা ইয়ং উল্লেখ করেছেন। এই অভিব্যক্তিটি প্রযোজ্য হয় যখন আলোর উৎসের একক তরঙ্গদৈর্ঘ্য থাকে, যেখানে ইয়ং সূর্যালোক ব্যবহার করতেন, এবং তাই সাদা-আলোর প্রান্তের দিকে তাকিয়ে ছিলেন যা তিনি উপরে বর্ণনা করেছেন। একটি সাদা হালকা ফ্রিঞ্জ প্যাটার্নকে বিভিন্ন রঙের পৃথক পৃথক ফ্রিঞ্জ প্যাটার্নের একটি সেট দিয়ে তৈরি বলে মনে করা যেতে পারে। এই সবগুলির কেন্দ্রে সর্বাধিক মান রয়েছে, তবে তাদের ব্যবধান তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে পরিবর্তিত হয় এবং সুপারইম্পোজড প্যাটার্নগুলি রঙে পরিবর্তিত হবে, কারণ তাদের সর্বাধিকতা বিভিন্ন জায়গায় ঘটবে। সাধারণত মাত্র দুটি বা তিনটি প্রান্ত দেখা যায়। ইয়াং এই সূত্রটি ব্যবহার করে বেগুনি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 400 এনএম এবং লাল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় দ্বিগুণ বলে অনুমান করেছিলেন-যার ফলাফলের সাথে আমরা আজ একমত হব। এই বছরগুলিতে, ইয়ং-এর তত্ত্বগুলির উপর স্বাক্ষরহীন আক্রমণের একটি সিরিজ এডিনবার্গ রিভিউতে প্রকাশিত হয়েছিল। বেনামী লেখক (পরে এডিনবার্গ রিভিউয়ের প্রতিষ্ঠাতা হেনরি ব্রুম হিসাবে প্রকাশিত) পাঠক জনসাধারণের মধ্যে ইয়ং-এর বিশ্বাসযোগ্যতা হ্রাস করতে এতটাই সফল হয়েছিলেন যে ইয়ং-এর রয়্যাল ইনস্টিটিউশনের বক্তৃতা প্রকাশের প্রতিশ্রুতিবদ্ধ একজন প্রকাশক এই চুক্তি থেকে সরে এসেছিলেন। এই ঘটনাটি ইয়াংকে তার চিকিৎসা অনুশীলনে আরও বেশি এবং পদার্থবিজ্ঞানে কম মনোনিবেশ করতে প্ররোচিত করেছিল। আলোর তরঙ্গ তত্ত্বের গ্রহণযোগ্যতা 1817 সালে, ফরাসি একাডেমি অফ সায়েন্সেসের কর্পাসকুলার তাত্ত্বিকরা যার মধ্যে সিমিওন ডেনিস পয়সন ছিলেন, এতটাই আত্মবিশ্বাসী ছিলেন যে তারা পরবর্তী বছরের পুরস্কারের জন্য বিষয়টিকে বিচ্ছুরণ হিসাবে নির্ধারণ করেছিলেন, নিশ্চিত ছিলেন যে কোনও কণা তাত্ত্বিক এটি জিতবেন। অগাস্টিন-জিন ফ্রেন্সেল তরঙ্গ তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে একটি থিসিস জমা দিয়েছিলেন এবং যার উপাদান হিউজেন্সের নীতি এবং ইয়ংয়ের হস্তক্ষেপের নীতির সংশ্লেষণ নিয়ে গঠিত। পয়সন ফ্রেন্সেলের তত্ত্বটি বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করেছিলেন এবং অবশ্যই আলোর কণা তত্ত্বের সমর্থক হিসাবে এটিকে ভুল প্রমাণ করার একটি উপায়ের সন্ধান করেছিলেন। পয়সন ভেবেছিলেন যে তিনি একটি ত্রুটি খুঁজে পেয়েছেন যখন তিনি যুক্তি দিয়েছিলেন যে ফ্রেন্সেলের তত্ত্বের একটি পরিণতি ছিল যে আলোর একটি বিন্দু উৎসকে অবরুদ্ধ করে একটি বৃত্তাকার প্রতিবন্ধকতার ছায়ায় একটি অন-অ্যাক্সিস উজ্জ্বল দাগ থাকবে, যেখানে আলোর কণা-তত্ত্ব অনুসারে সম্পূর্ণ অন্ধকার থাকা উচিত। ফ্রেন্সেলের তত্ত্বটি সত্য হতে পারে না, পয়সন ঘোষণা করেছিলেনঃ অবশ্যই এই ফলাফলটি অযৌক্তিক ছিল। (পয়সন স্পট দৈনন্দিন পরিস্থিতিতে সহজেই লক্ষ্য করা যায় না, কারণ বেশিরভাগ দৈনন্দিন আলোর উৎসগুলি ভাল বিন্দু উৎস নয়। প্রকৃতপক্ষে এটি একটি মাঝারি উজ্জ্বল তারার নিষ্ক্রিয় টেলিস্কোপিক ছবিতে সহজেই দৃশ্যমান, যেখানে এটি বিচ্ছুরণ বলয়ের একটি কেন্দ্রীভূত বিন্যাসের মধ্যে একটি উজ্জ্বল কেন্দ্রীয় বিন্দু হিসাবে প্রদর্শিত হয়।) যাইহোক, কমিটির প্রধান, ডমিনিক-ফ্রাঙ্কোইস-জিন আরাগো ভেবেছিলেন যে আরও বিস্তারিতভাবে পরীক্ষাটি সম্পাদন করা প্রয়োজন। তিনি একটি 2-মিমি ধাতব ডিস্ককে মোম দিয়ে একটি কাচের প্লেটে ঢালতেন। সবাইকে অবাক করে দিয়ে তিনি ভবিষ্যদ্বাণীকৃত স্থানটি পর্যবেক্ষণ করতে সফল হন, যা বেশিরভাগ বিজ্ঞানীকে আলোর তরঙ্গ-প্রকৃতি সম্পর্কে আশ্বস্ত করে। শেষ পর্যন্ত, ফ্রেন্সেল প্রতিযোগিতায় জয়ী হন। এর পরে, আলোর কর্পাসকুলার তত্ত্ব পরাজিত হয়, যা 20শ শতাব্দী পর্যন্ত আর শোনা যায়নি। আরাগো পরে উল্লেখ করেন যে এই ঘটনাটি (যাকে কখনও কখনও আরাগো স্পট বলা হয়) ইতিমধ্যে জোসেফ-নিকোলাস ডেলিসল দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল, এছাড়াও আলোর ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাব তরঙ্গ-কণার দ্বৈততার কর্পাসকুলার তত্ত্ব দেখুন।