Објави:
Таласна теорија Хуигенсовог светла
Тхе таласна теорија светлости Хуигенс је дефинисао светлост као талас, сличан звуку или механичким таласима који се јављају у води. С друге стране, Њутн је потврдио да је светлост формирана од материјалних честица на које је он називао крвне масе.
Светлост је увек побудила интерес и радозналост људског бића. На овај начин, од свог оснивања један од основних проблема физике је био откривање мистерија светлости.
Из тих разлога, кроз историју науке постојале су различите теорије које објашњавају њихову праву природу.
Међутим, тек крајем 17. и почетком 18. века, са теоријама Исааца Невтона и Цхристиаана Хуигенса, почеле су се полагати основе за дубље познавање светлости..
Принципи Хуигенсове таласне теорије светлости
Године 1678. Цхристиаан Хуигенс је формулисао своју валну теорију светлости, која је касније, 1690. године, објавио у свом раду Третман о светлости..
Холандски физичар је предложио да се светлост емитује у свим правцима као скуп таласа који се крећу кроз медиј који он назива етар. Пошто таласи нису под утицајем гравитације, претпоставља се да је брзина таласа смањена када су ушли у гушћи медиј.
Његов модел се показао посебно корисним у објашњавању Снелл-Десцартесовог закона рефлексије и рефракције. Он је такође на задовољавајући начин објаснио феномен дифракције.
Његова теорија се темељила на два концепта:
а) Извори светлости емитују таласе са сферним обликом, сличним таласима који се појављују на површини воде. На тај начин се светлосни зраци дефинишу линијама чији је правац окомит на површину вала.
б) Свака тачка таласа је нови центар емитера секундарних таласа, који се емитују са истом фреквенцијом и брзином која је карактерисала примарне таласе. Бесконачност секундарних таласа се не опажа, тако да је талас који потиче од ових секундарних таласа његова омотач.
Међутим, научници његовог времена нису прихватили таласну теорију Хуигенса, осим неколико изузетака као што је Роберт Хооке.
Огроман престиж Њутна и велики успех који је достигао њену механику, заједно са проблемима да се разуме концепт етра, учинио је да се већина савремених научника одлучила за корпускуларну теорију енглеског физичара..
Рефлецтион
Рефлексија је оптички феномен који се дешава када вал удара косо на површину раздвајања између два медија и пролази кроз промену правца, враћајући се у први медиј заједно са делом енергије кретања..
Закони рефлексије су следећи:
Први закон
Рефлектовани зрак, инцидент и нормално (или окомито), налазе се у истој равни.
Други закон
Вредност угла упада је потпуно иста као и угао рефлексије.
Принцип Хуигенса омогућава да се демонстрирају закони рефлексије. Проверено је да када талас дође до раздвајања медија, свака тачка постаје нови извор емитовања који емитује секундарне таласе. Рефлектовани предњи вал је омотач секундарних таласа. Угао овог рефлектованог фронта секундарног таласа је потпуно исти као и угао удара.
Рефракција
Међутим, рефракција је феномен који се јавља када вал удара косо преко размака између два медија, који имају различит индекс лома.
Када се то догоди, вал продире и преноси се други медијум заједно са дијелом енергије покрета. Рефракција се јавља као посљедица различите брзине којом се валови шире у различитим медијима.
Типичан примјер феномена преламања може се примијетити када је предмет дјеломично уметнут (на примјер, оловка или оловка) у чашу воде.
Принцип Хуигенса дао је убедљиво објашњење о рефракцији. Тачке на таласном фронту које се налазе на граници између двају медија делују као нови извори ширења светлости, а тиме и смер пропагације..
Дифракција
Дифракција је физички феномен карактеристичан за таласе (јавља се у свим типовима таласа) који се састоји од девијације таласа када наилазе на препреку на свом путу или пролазе кроз процеп.
Мора се имати на уму да се дифракција јавља само када је талас искривљен због препреке чије су димензије упоредиве са њеном таласном дужином..
Теорија Хуигенса објашњава да када светлост падне на прорез, све тачке његове равни постају секундарни извори таласа који емитују, као што је већ раније објашњено, нови таласи који у овом случају добијају назив дифракционих таласа.
Неодговорена питања Хуигенсове теорије
Принцип Хуигенса оставио је низ питања без одговора. Његова тврдња да је свака тачка фронта таласа заузврат извор новог таласа, није објаснила зашто се светлост шири и уназад и напред.
Једнако тако објашњење појма етра није било сасвим задовољавајуће и био је један од разлога зашто његова теорија није била прихваћена..
Опоравак модела таласа
Тек у 19. стољећу, када је модел вала опорављен. То је углавном било захваљујући доприносима Тхомаса Иоунга који је био у стању да објасни све феномене светлости на основу тога што је светлост лонгитудинални талас.
Посебно, 1801. године направио је свој познати експеримент с двоструким прорезом. Са овим експериментом Иоунг је тестирао образац интерференције у светлу из удаљеног извора светлости када је дифракционисао након што је прошао кроз два прореза.
Слично томе, Иоунг је такође објаснио кроз таласни модел расипање беле светлости у различитим бојама дугине. Показао је да у сваком медију свака од боја које чине светло има карактеристичну фреквенцију и таласну дужину.
На овај начин, захваљујући овом експерименту, он је показао таласну природу светлости.
Интересантно је да је током времена овај експеримент показао кључ за демонстрацију двојног корпускастог таласа светлости, фундаменталне особине квантне механике..
Референце
- Бурке, Јохн Роберт (1999). Физика: природа ствари. Мексико Сити: Интернатионал Тхомсон Едиторс.
- "Цхристиаан Хуигенс." Енциклопедија светске биографије. 2004. Енцицлопедиа.цом. (14. децембар 2012.).
- Типлер, Паул Аллен (1994). Пхисицс 3рд Едитион. Барцелона: Реверт.
- Давид А. Б. Миллер Хуигенсов принцип пропагације вала исправљен, Оптика Леттерс 16, пп. 1370-2 (1991) \ т
- Принцип Хуигенс-Фреснел (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 1. априла 2018. године, са ен.википедиа.орг.
- Светло (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 1. априла 2018. године, са ен.википедиа.орг.
Иоунгов експеримент (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 1. априла 2018. године, са ес.википедиа.орг.