Kopīgot:
Huigens gaismas viļņa teorija
The viļņu gaismas teorija Huigens definēja gaismu kā viļņu, kas ir līdzīgs skaņas vai mehāniskiem viļņiem, kas rodas ūdenī. No otras puses, Ņūtons apstiprināja, ka gaismu veidoja materiāla daļiņas, uz kurām viņš sauca asinsķermenīšus.
Gaisma vienmēr ir radījusi cilvēka interesi un interesi. Tādā veidā, kopš tās sākuma viena no fizikas pamatproblēmām ir bijis gaismas noslēpumu atklāšana.
Šo iemeslu dēļ visā zinātnes vēsturē ir bijušas dažādas teorijas, kuru mērķis ir izskaidrot to patieso dabu.
Tomēr tikai 17. gadsimta beigās un 18. gadsimta sākumā, ar Isaac Newton un Christiaan Huygens teorijām, sāka dziļākas zināšanas par gaismu..
Huigena gaismas viļņa teorijas principi
1678. gadā Christiaan Huygens formulēja savu viļņu gaismas teoriju, kas vēlāk, 1690. gadā, savā darbā publicēja traktāts par gaismu.
Holandiešu fiziķis ierosināja, ka gaisma tika izstarota visos virzienos kā viļņa kopums, kas virzās caur barotni, ko viņš sauca par ēteri. Tā kā viļņi netiek ietekmēti gravitācijas ietekmē, tas uzskatīja, ka viļņu ātrums tika samazināts, kad viņi nonāca blīvākā vidē..
Viņa modelis ir izrādījies īpaši noderīgs, izskaidrojot Snell-Dekarta pārdomu un refrakcijas likumu. Viņš arī apmierinoši izskaidroja difrakcijas fenomenu.
Viņa teorija pamatojās uz diviem jēdzieniem:
a) Gaismas avoti izstaro viļņus ar sfērisku formu, līdzīgi viļņiem, kas rodas uz ūdens virsmas. Tādā veidā gaismas starus nosaka līnijas, kuru virziens ir perpendikulārs viļņa virsmai.
b) Katrs viļņa punkts savukārt ir jauns sekundāro viļņu emisijas centrs, ko emitē ar tādu pašu frekvenci un ātrumu, kas raksturoja primāros viļņus. Sekundāro viļņu bezgalība netiek uztverta tā, ka viļņi, kas rodas no šiem sekundārajiem viļņiem, ir tā aploksne.
Tomēr Huigensas viļņa teoriju viņa laika zinātnieki nepieņēma, izņemot dažus izņēmumus, piemēram, Robertu Hooku..
Ņūtona milzīgais prestižs un lielais panākums, kas sasniedza tās mehāniku, kā arī problēmas, kas saistītas ar ētera jēdziena izpratni, noteica, ka lielākā daļa mūsdienu zinātnieku gan izvēlas angļu fiziķa teorētisko teoriju..
Pārdomas
Atstarojums ir optiska parādība, kas notiek tad, kad viļņa slīpā slīpā virsmā saskaras starp divām apdrukājamām vielām un notiek virziena maiņa, atgriežoties pirmajā vidē kopā ar daļu no kustības enerģijas..
Pārdomu likumi ir šādi:
Pirmais likums
Atstarotais starojums, negadījums un normāls (vai perpendikulārs) atrodas vienā plaknē.
Otrais likums
Slīpuma leņķa vērtība ir tāda pati kā atstarošanas leņķa vērtība.
Huygens princips ļauj demonstrēt refleksijas likumus. Ir pārbaudīts, ka tad, kad vilnis sasniedz nesēju atdalīšanu, katrs punkts kļūst par jaunu emisijas avotu, kas izstaro sekundāros viļņus. Atstarotā viļņa priekšpuse ir sekundāro viļņu aploksne. Šī atstarotā sekundārā viļņa frontes leņķis ir tieši tāds pats kā incidenta leņķis.
Refrakcija
Tomēr refrakcija ir parādība, kas rodas, kad viļņa slīpā veidā pārplūst starp plaisu starp diviem nesējiem, kuriem ir atšķirīgs refrakcijas indekss.
Kad tas notiek, viļņa iekļūst un tiek pārraidīta ar otru no vidējas kopā ar daļu no kustības enerģijas. Refrakcija notiek, pateicoties atšķirīgajam ātrumam, ar kuru viļņi izplatās dažādos nesējos.
Tipisku piemēru refrakcijas fenomenam var novērot, ja objekts tiek daļēji ievietots (piemēram, pildspalva vai pildspalva) glāzē ūdens..
Huygens princips sniedza pārliecinošu skaidrojumu par refrakciju. Punkti viļņu frontē, kas atrodas robežās starp abiem medijiem, darbojas kā jauni gaismas izplatīšanās avoti un līdz ar to arī izplatīšanās virzienu.
Difrakcija
Difrakcija ir viļņiem raksturīga fiziska parādība (tā notiek visos viļņu veidos), kas sastāv no viļņu novirzes, kad viņi atrod šķērsli ceļā vai iet cauri spraugai.
Jāatceras, ka difrakcija notiek tikai tad, ja viļņa ir izkropļota šķēršļa dēļ, kura izmēri ir salīdzināmi ar viļņa garumu..
Huigenas teorija paskaidro, ka tad, kad gaisma nokrīt uz spraugas, visi tā plaknes punkti kļūst par sekundāriem viļņa avotiem, kas izstaro, kā jau iepriekš paskaidroja, jaunus viļņus, kas šajā gadījumā saņem difraktētu viļņu nosaukumu.
Neatbildētie Huigena teorijas jautājumi
Huygens princips neatbildēja uz virkni jautājumu. Viņa apgalvojums, ka katrs viļņu frontes punkts savukārt bija jauna viļņa avots, nepaskaidroja, kāpēc gaisma izplatās gan uz priekšu, gan uz priekšu.
Tāpat arī ētera jēdziena skaidrojums nebija pilnīgi apmierinošs, un tas bija viens no iemesliem, kādēļ viņa teorija sākotnēji netika pieņemta.
Viļņu modeļa atgūšana
Tikai 19. gadsimtā, kad viļņa modelis tika atgūts. Tieši pateicoties Thomas Young ieguldījumam, kas spēja izskaidrot visas gaismas parādības, pamatojoties uz to, ka gaisma ir garenvirziena vilnis.
Jo īpaši 1801. gadā viņš veica savu slaveno dubulto spraugu eksperimentu. Ar šo eksperimentu Young testēja interferences modeli gaismā no attāluma gaismas avota, kad tas tika izkliedēts pēc divu spraugu šķērsošanas.
Līdzīgi, Young arī ar viļņa modeli izskaidroja baltās gaismas izkliedi dažādās varavīksnes krāsās. Viņš parādīja, ka katrā vidē katrai krāsai, kas veido gaismu, ir raksturīga frekvence un viļņa garums.
Tādā veidā, pateicoties šim eksperimentam, viņš parādīja gaismas viļņainību.
Interesanti, ka laika gaitā šis eksperiments izrādījās galvenais faktors, lai demonstrētu divkāršuma korpusa vilnas gaismu, kas ir kvantu mehānikas pamatelements..
Atsauces
- Burke, John Robert (1999). Fizika: lietu raksturs. Mehiko: Starptautiskie Thomson redaktori.
- "Christiaan Huygens." Pasaules biogrāfijas enciklopēdija. 2004. Encyclopedia.com. (2012. gada 14. decembris).
- Tipler, Paul Allen (1994). Fizika 3. izdevums. Barselona: Reverté.
- Labots David A. B. Miller Huygens viļņu izplatīšanās princips, Optics Letters 16, pp. 1370-2 (1991)
- Huygens-Fresnel princips (n.d.). Vikipēdijā. Saturs iegūts 2018. gada 1. aprīlī no en.wikipedia.org.
- Gaisma (n.d.). Vikipēdijā. Saturs iegūts 2018. gada 1. aprīlī no en.wikipedia.org.
Young eksperiments (n.d.). Vikipēdijā. Saturs iegūts 2018. gada 1. aprīlī no es.wikipedia.org.