พฤติกรรมใดที่แสดงให้เห็นว่าแสงเป็นคลื่น

เหนือกว่าการหักเห: พฤติกรรมคลื่นแสงที่พิสูจน์ความเป็นคลื่นอย่างแท้จริง

แม้ว่าแสงจะสามารถแสดงพฤติกรรมเหมือนอนุภาคได้อย่างชัดเจนตามทฤษฎีควอนตัม แต่ความเป็นคลื่นของแสงก็เป็นพื้นฐานสำคัญที่อธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ มากมาย เพียงแค่การหักเหของแสงอาจไม่เพียงพอที่จะยืนยันความเป็นคลื่นอย่างเด็ดขาด เพราะการหักเหก็สามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองอนุภาคในบางกรณี ดังนั้น เราจึงต้องมองไปที่ปรากฏการณ์อื่นๆ ที่แสดงให้เห็นถึงสมบัติคลื่นของแสงอย่างชัดเจนยิ่งขึ้น และหนึ่งในปรากฏการณ์นั้นคือ การเลี้ยวเบน (Diffraction) และ การแทรกสอด (Interference)

การเลี้ยวเบน เป็นปรากฏการณ์ที่แสงโค้งงอเมื่อผ่านช่องหรืออุปสรรคที่มีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่นของแสง ลองนึกภาพคลื่นน้ำที่วิ่งผ่านช่องแคบๆ คลื่นจะไม่วิ่งตรงไปอย่างเดียว แต่จะกระจายออกไป แสงก็เช่นเดียวกัน เมื่อแสงผ่านรูเล็กๆ หรือขอบคมๆ จะเกิดการเลี้ยวเบน ทำให้เกิดลวดลายการสว่างและมืดสลับกัน ปรากฏการณ์นี้พิสูจน์ได้ชัดเจนว่าแสงมีสมบัติคลื่น เพราะอนุภาคไม่น่าจะโค้งงอได้ง่ายๆ ในลักษณะนี้ ยิ่งช่องแคบลงเท่าไหร่ การเลี้ยวเบนก็ยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์ที่ยืนยันความเป็นคลื่นของแสงได้อย่างเด่นชัดยิ่งกว่าการเลี้ยวเบน คือ การแทรกสอด การแทรกสอดเกิดขึ้นเมื่อคลื่นสองขบวนที่มีความถี่เท่ากัน มาพบกัน ถ้าส่วนที่เป็นยอดคลื่น (crest) ตรงกัน จะเกิดการเสริมกัน (constructive interference) ทำให้เกิดแถบสว่าง แต่ถ้าส่วนที่เป็นยอดคลื่นและท้องคลื่น (trough) ตรงกัน จะเกิดการหักล้างกัน (destructive interference) ทำให้เกิดแถบมืด ผลลัพธ์ที่ได้คือลวดลายการสลับสับเปลี่ยนของแถบสว่างและแถบมืดที่สวยงาม ซึ่งเรียกว่า ลวดลายการแทรกสอด

การทดลองอย่างง่ายๆ ที่แสดงการแทรกสอดของแสง คือการใช้เลเซอร์ส่องผ่านสลิตคู่ (double slit) บนฉากหลังจะปรากฏลวดลายการแทรกสอด แสดงให้เห็นแถบสว่างและแถบมืดสลับกันอย่างชัดเจน ยิ่งระยะห่างระหว่างสลิตน้อยลง ระยะห่างระหว่างแถบสว่างและแถบมืดก็จะมากขึ้น ปรากฏการณ์นี้ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองอนุภาคอย่างง่ายๆ แต่สามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์แบบด้วยแบบจำลองคลื่น

สรุปได้ว่า แม้แสงจะมีสมบัติทั้งคลื่นและอนุภาค แต่ปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนและโดยเฉพาะการแทรกสอด เป็นหลักฐานที่แข็งแกร่งอย่างยิ่งยืนยันว่าแสงมีความเป็นคลื่น และเป็นพื้นฐานสำคัญในการทำความเข้าใจธรรมชาติของแสงและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องมากมาย เช่น โฮโลแกรม และเทคโนโลยีการสื่อสารทางแสงต่างๆ