Huygens Light'i laine teooria

The valguslaine teooria Huygens määratles valgust lainena, mis sarnaneb vees esinevatele heli- või mehaanilistele lainetele. Teisest küljest kinnitas Newton, et valgus on moodustatud materjaliosakestest, millele ta nimetas kehakehasid.

Valgus on alati äratanud inimese huvi ja uudishimu. Sel viisil on alates selle loomisest üks füüsika põhiprobleeme olnud valguse saladuste avalikustamine.

Nendel põhjustel on kogu teaduse ajaloos olnud teooriaid, mis selgitavad nende tegelikku olemust.

Kuid alles 17. sajandi lõpul ja 18. sajandi algul, alustades Isaac Newtoni ja Christiaan Huygens'i teooriatega, hakkasid alused sügavama valguse tundmise alustamiseks asetuma.

Huygens'i valguslaine teooria põhimõtted

1678. aastal sõnastas Christiaan Huygens oma valguse teooria, mis hiljem, 1690. aastal, avaldas oma töös traktaat valguses. 

Hollandi füüsik tegi ettepaneku, et valgus eralduks kõigis suundades kui laine, mis liigub läbi keskmise, mida ta kutsus eetriks. Kuna gravitatsioon ei mõjuta laineid, siis eeldati, et lainete kiirus väheneb, kui nad sisenesid tihedamasse keskkonda.

Tema mudel osutus eriti kasulikuks Snell-Descarti peegelduse ja murdumise õiguse selgitamisel. Ta selgitas ka rahuldavalt difraktsiooni nähtust.

Tema teooria põhineb põhimõtteliselt kahel kontseptsioonil:

a) Valgusallikad eraldavad sfäärilise kujuga laineid, mis on sarnased veepinnal esinevatele lainetele. Sel viisil on valguskiired määratletud joonega, mille suund on risti laine pinna suhtes.

b) Iga laine punkt on omakorda uus sekundaarlainete emitterkeskus, mida kiirgavad sama sagedus ja kiirus, mis iseloomustas esmaseid laineid. Teisene lainete lõpmatus ei tajuta, nii et nendest sekundaarsetest lainetest tulenev laine on selle ümbrik.

Kuid Huygens'i laineteooria ei olnud tema aja teadlaste poolt aktsepteeritud, välja arvatud mõned erandid, näiteks Robert Hooke's.

Newtoni tohutu prestiiž ja suur edu, mis saavutas oma mehaanika koos probleemidega, et mõista eetri kontseptsiooni, tõi kaasa, et enamik kaasaegseid teadlasi valis nii inglise keele füüsiku kui ka veresoonte teooria..

Peegeldus

Peegeldus on optiline nähtus, mis toimub siis, kui laine lööb kaldu kahe kandja eraldamise pinnale ja läbib suuna muutuse, mis viiakse tagasi esimesesse söötmesse koos osa liikumise energiast.

Peegeldamise seadused on järgmised:

Esimene seadus

Peegeldunud kiirgus, intsident ja normaalne (või risti) asuvad samas tasapinnas.

Teine seadus

Sagedusnurga väärtus on täpselt sama, mis peegelduse nurk.

Huygens'i põhimõte lubab näidata peegelduse seadusi. On tõestatud, et kui laine jõuab meedia eraldamiseni, muutub iga punkt uueks kiirgusallikaks, mis kiirgab sekundaarseid laineid. Peegeldunud laine ees on teiseste lainete ümbris. Selle peegeldunud sekundaarlaine eesmise nurk on täpselt sama kui intsidendinurk.

Refraktsioon

Kuid murdumine on nähtus, mis tekib siis, kui laine lööb kaldu kahe kandja vahele, millel on erinev murdumisnäitaja.

Kui see juhtub, tungib laine teise poole ja edastab selle koos liikumise energiaga. Refraktsioon toimub erinevate kiiruste tõttu, millega lained levivad erinevates kandjates.

Huygeni põhimõte andis veenva selgituse murdumise kohta. Mõlema meedia vahelisel piiril asuvad lainefrondi punktid toimivad uute valguse levimise allikatena ja seega ka levimise muutumise suunas..

Difraktsioon

Difraktsioon on lainetele iseloomulik füüsiline nähtus (see esineb kõikidel lainetüüpidel), mis koosneb lainete kõrvalekaldumisest, kui nad leiavad takistuse oma teel või läbivad pilu.

Tuleb meeles pidada, et difraktsioon esineb ainult siis, kui laine on moonutatud takistuse tõttu, mille mõõtmed on võrreldavad selle lainepikkusega..

Huygens'i teooria selgitab, et kui valgus langeb pilu peale, saavad kõik selle tasapinna punktid lainetest sekundaarseid allikaid, mis kiirgavad, nagu juba varem selgitatud, uusi laineid, mis sellisel juhul saavad hajutatud lainete nime.

Huygens 'teooria vastamata küsimused

Huygens'i põhimõte jättis rea küsimusi vastamata. Tema väide, et lainefrondi iga punkt oli omakorda uue laine allikas, ei selgitanud, miks valgus levib nii tagasi kui ka edasi.

Samamoodi ei olnud eetri mõiste selgitus täiesti rahuldav ja oli üks põhjusi, miks tema teooriat esialgu ei aktsepteeritud.

Laine mudeli taastamine

Alles 19. sajandil, mil laine mudel taastati. Peamiselt tänu Thomas Youngile, kes suutis selgitada kõiki valguse nähtusi, tuginedes sellele, et valgus on pikisuunaline laine.

Eriti tegi ta 1801. aastal oma kuulsa kahekordse pilu katse. Selle katse käigus testis Young valgusallika interferentsi mustrit, kui see difundeerus pärast kahe pilu läbimist.

Samamoodi selgitas Young ka laine mudeli abil valge valguse hajutamist vikerkaare erinevates värvides. Ta näitas, et igas valguses sisalduval värvil on iseloomulik sagedus ja lainepikkus.

Sel viisil näitas ta tänu sellele eksperimentile valguse laine olemust.

Huvitav on see, et aja jooksul on see eksperiment osutunud võtmeks, et näidata kahekordse valguse veresoonte lainet, mis on kvantmehaanika põhiomadus..

Viited

1. Burke, John Robert (1999). Füüsika: asjade olemus. Mexico City: Rahvusvahelised Thomsoni toimetajad. 
2. "Christiaan Huygens." Maailma biograafia entsüklopeedia. 2004. Encyclopedia.com. (14. detsember 2012).
3. Tipler, Paul Allen (1994). Füüsika 3. väljaanne. Barcelona: Reverté.
4. Parandati David A. B. Miller Huygens'i laine levimise põhimõte, Optics Letters 16, lk. 1370-2 (1991)
5. Huygens-Fresneli põhimõte (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 1. aprillil 2018, en.wikipedia.org.
6. Valgus (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 1. aprillil 2018, en.wikipedia.org.

7. Youngi eksperiment (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 1. aprillil 2018, es.wikipedia.org.