干渉縞や回折には2重スリット無用・干渉性無用

質問

干渉縞や回折に2重スリット無用
波動の干渉縞や回折の現象に2重スリットや単色光、そしてレンズの条件は無用ではありませんか？
わたしは学校で教わってからながいこと、30年間も干渉縞の実験には2重スリットとレーザーのような干渉性の単色光がないといけないと思っていました．
ところが、単孔で、白色光で、インコヒーレント光で干渉縞模様が見えました．

単孔で、干渉縞、回折縞といった明暗の縞模様がスクリーンに表れたとしたら、波動には何が起きて、どんな波動の条件になっているでしょうか?
波動の特徴を教えて下さい．
私の考えと同じ考えに皆さんもなるでしょうか？

白色光で干渉縞、回折縞といった明暗の縞模様がスクリーンに表れたとしたら、波動には何が起きて、どんな波動の条件になっているでしょうか?
波動の特徴を教えて下さい．

どんな波動でも波動と波動は重ね合せ、振幅の加算が周波数や位相に関わらず異なる波動のあいだで発生します．

そのような不特定な特徴の波動間の重ね合せ加算の結果を確率論の中心極限定理からみたてると、周波数特性の特徴としてホワイトノイズとなるはずです．
ホワイトノイズには隣合う周波数の振幅の大きさがほぼ一定になり、周波数特性グラフの包絡線が水平に寝て一定の振幅値を示す特性があります．
そのため振幅がゼロの暗い縞は発生しません．
また明るい縞もスクリーンに表れません．
白色光でインコヒーレントな光から、スクリーンに表れる光は、干渉縞を描かず明暗の差が無いと確率的性質を持った波動なら、確率論と中心極限定理は結論するのです．

ところが、それに反して、フラウンホーファー回折において単孔をとおりぬけた白色光からスクリーン上に回折の明暗の縞模様が表れます
これは確かに簡単に道具無しで実験を体験できます．
光源に向けて、指を閉じた手のひらをかざし、腕を伸ばして指の隙間から漏れる光を見つめて下さい．
　指の隙間の幅を調節しながらみていると、細い隙間の中に数本の縞が見えるのです．

このようなわけで設問の「波動の干渉縞や回折の現象に2重スリットや単色光、そしてレンズの条件は無用ではありませんか？
単孔で、干渉縞、回折縞といった明暗の縞模様がスクリーンに表れたとしたら、波動には何が起きて、どんな波動の条件になっているでしょうか?
波動の特徴を教えて下さい．」
にはスクリーン面に縞が表れたばあいの波動の特徴をこたえて下さい．

回答No.1

tetsumyi

指の隙間の幅を調節しながら見るって、そんなことをしたら指の表面での反射が加わったりして光の干渉縞や回折の実験にはならないのではないですか？
物理実験では観測したい要素だけを取り出して、疑いの余地なく他の要素が入らないように細心の注意を払うことが第一に求められることです。

お礼

ご回答ありがとう
＞指の表面での反射が加わったりして

ご指摘はいいところを突いていそうです．
まず反射があるかないか原因を分離してみる必要は確かにわたしも感じています．
それにはどのような実験方法が適するでしょうか．これは教えていただけると非常にありがたいです．

もっと重要なことは、いまだかつて、「反射が加わった」ら白色光でさえ干渉縞が表れるという現象が見つけられていない、考えられたこともない新現象なんです．
少なくとも新現象の存在をお認め下さい．

反射器、共鳴器、鏡面空洞があったとして、それがレーザーの増幅器のように干渉縞を増加、明確にさせる働きがあるでしょうか．
レーザの空洞増幅器のような反転分布のエネルギー準位が指のあいだには無いのです．
それを含めて非常に不思議な現象が、フラウンホーファー回折です．

多様な位相で単孔に到達した光から、その光が特定の空間に位相を揃え、明線と暗線を発生するのです．
もし位相がばらついていたら、明線と暗線を発生せず確率理論の中心極限定理より光の振幅に大小は生ぜず、どの空間でも光量は一定のはずです．
数学、数式の美しさだけに終わらぬ不思議があるのです．

補足

質問者が質問に捕捉します．
指の色をたとえばクレヨンの黒色で塗るか、クレヨンを指の代わりにしたら、反射が干渉回折作用に働くか調べられる様な気がします．
でも伝搬方向に平行の共振をレーザー装置でさせるのと異なり、指のフラウンホーファー回折で指の反射は伝搬方向と直交した方向としか考えられません．
指は凸面です．
指には肌色があり不透明かつ反射は少ないです．
反射共振は回折作用に果たしてどのような影響を与えるでしょうか?
そして指は誰にでもあり、指の間の隙間には明暗縞が見えます．
明暗縞に気が付く、明暗縞が見えるのは私だけではないでしょう．
まだ解明されず、現象の存在が認識されていない現象といって確かでしょう．