Wave Theory a lui Huygens Light

valul teoretic al luminii din Huygens a definit lumina ca un val, similar valurilor sonore sau mecanice care apar în apă. Mai mult decât atât, Newton a spus că lumina a fost compusă din particule materiale pe care le-a numit corpusculi.

Lumina a trezit întotdeauna interesul și curiozitatea ființei umane. În acest fel, de la începuturile sale, una dintre problemele fundamentale ale fizicii a fost aceea de a dezvălui misterele luminii.

Din aceste motive, în întreaga istorie a științei au existat teorii diferite care intenționează să explice adevărata lor natură.

Cu toate acestea, până la sfârșitul secolului al XVII-lea și începutul secolului al XVIII-lea, cu teoriile lui Isaac Newton și Christiaan Huygens, a început să se pună bazele unei cunoașteri mai profunde de lumină.

Principii ale teoriei luminii de lumină a lui Huygens

În 1678, Christiaan Huygens și-a formulat teoria undelor de lumină, care mai târziu, în 1690, a publicat în lucrarea sa Trateaza lumina.

Fizicianul olandez a propus ca lumina să fie emisă în toate direcțiile ca un set de valuri care se mișcă printr-un mediu pe care el la numit eter. Deoarece valurile nu sunt afectate de gravitate, se presupune că viteza valurilor a fost redusă când au intrat într-un mediu dens.

Modelul său sa dovedit deosebit de util în explicarea legii lui Snell-Descartes despre reflexie și reflecție. De asemenea, el a explicat în mod satisfăcător fenomenul de difracție.

Teoria sa sa bazat fundamental pe doua concepte:

a) Sursele de lumină emit valuri sferice, similare valurilor care apar pe suprafața apei. În acest fel, razele de lumină sunt definite de linii a căror direcție este perpendiculară pe suprafața undei.

b) Fiecare punct al undelor este la rândul lor un nou centru de emițători de valuri secundare, care sunt emise cu aceeași frecvență și viteză care caracterizează undele primare. Infinitatea undelor secundare nu este percepută, astfel încât valul care rezultă din aceste valuri secundare este plicul lor.

Cu toate acestea, teoria undelor lui Huygens nu a fost acceptată de oamenii de știință ai timpului său, cu excepția câtorva excepții, cum ar fi Robert Hooke.

Prestigiul enorm al lui Newton și marele succes care a atins mecanica sa, împreună cu problemele de a înțelege conceptul de eter, au făcut ca cei mai mulți oameni de știință contemporani să opteze pentru teoria corpusculară a fizicianului englez.

reflecție

Reflexia este un fenomen optic care are loc atunci când un val lovește oblic pe o suprafață de separare între două medii și suferă o schimbare de direcție, fiind returnat la primul mediu împreună cu o parte din energia mișcării.

Legile de reflecție sunt următoarele:

Prima lege

Raza reflectată, incidentul și normalul (sau perpendicularul) sunt situate în același plan.

A doua lege

Valoarea unghiului de incidență este exact aceeași cu cea a unghiului de reflexie.

Principiul lui Huygens permite demonstrarea legilor de reflecție. Se verifică faptul că atunci când un val ajunge la separarea mediei, fiecare punct devine o sursă nouă de emisie care emite valuri secundare. Fața reflectată a undelor este plicul valurilor secundare. Unghiul acestui front reflectiv secundar reflectat este exact același cu unghiul incident.

refracție

Cu toate acestea, refracția este fenomenul care apare atunci când un val lovește oblic peste un decalaj între două medii, care au un indice de refracție diferit.

Când se întâmplă acest lucru, valul pătrunde și este transmis de cel de-al doilea mediu, împreună cu o parte din energia mișcării. Refracția se întâmplă ca o consecință a vitezei diferite cu care valurile se propagă în diferitele medii.

Un exemplu tipic al fenomenului de refracție poate fi observat atunci când un obiect este introdus parțial (de exemplu, un pix sau un pix) într-un pahar de apă.

Principiul Huygens a oferit o explicație convingătoare a refracției. Punctele de pe frontul de undă situate la limita dintre cele două medii acționează ca surse noi de propagare a luminii și astfel direcția propagării se schimbă.

difracție

Difracția este un fenomen fizic caracteristic valurilor (se întâmplă în toate tipurile de valuri) care constă în abaterea undelor atunci când găsesc un obstacol în calea lor sau trec printr-o fantă.

Trebuie avut în vedere că difracția are loc numai atunci când undele sunt distorsionate de un obstacol ale cărui dimensiuni sunt comparabile cu lungimea de undă.

Teoria lui Huygens explică faptul că atunci când lumina cade pe o fantă, toate punctele avionului ei devin surse secundare de unde emite, așa cum sa explicat anterior, valuri noi care în acest caz primesc numele undelor difracționate.

Întrebările fără răspuns ale teoriei lui Huygens

Principiul Huygens a lăsat o serie de întrebări fără răspuns.Afirmația sa potrivit căreia fiecare punct al unei valuri a fost, la rândul său, o sursă de undă nouă, nu a explicat de ce lumina se propagă atât în ​​spate, cât și în viitor.

În mod egal, explicația conceptului de eter nu era pe deplin satisfăcătoare și a fost unul dintre motivele pentru care teoria sa nu a fost acceptată inițial.

Recuperarea modelului de undă

Nu a fost până în secolul al XIX-lea, când modelul de undă a fost recuperat. A fost în principal datorită contribuțiilor lui Thomas Young care au reușit să explice toate fenomenele de lumină pe baza faptului că lumina este un val longitudinal.

În special, în 1801 a făcut faimosul său experiment cu două tăișuri. Cu acest experiment, Young a testat un model de interferență în lumină dintr-o sursă de lumină îndepărtată atunci când a difuzat după trecerea prin două fante.

În mod similar, Young a explicat și prin modelul de undă împrăștierea luminii albe în diferite culori ale curcubeului. El a arătat că în fiecare mediu fiecare dintre culorile care alcătuiesc lumina are o frecvență caracteristică și o lungime de undă.

În acest fel, datorită acestui experiment, el a demonstrat natura valurilor luminii.

Interesant, în timp, acest experiment sa dovedit a fi esențial pentru a demonstra valul de lumină cu corpuscul dualitate, o trăsătură fundamentală a mecanicii cuantice.

referințe

1. Burke, John Robert (1999).Fizica: natura lucrurilor. Mexic: editori internaționali Thomson.
2. - Christiaan Huygens.Enciclopedia a biografiei mondiale. 2004. Encyclopedia.com. (14 decembrie 2012).
3. Tipler, Paul Allen (1994).Fizică. Ediția a treia. Barcelona: Reverté.
4. David A. B. MillerHuygens principiul de propagare a undelor corectat, Optica Litere 16, p. 1370-2 (1991)
5. Principiul Huygens-Fresnel (n.d.). În Wikipedia. Adus pe 1 aprilie 2018, de la en.wikipedia.org.
6. Lumină (n.d.). În Wikipedia. Adus pe 1 aprilie 2018, de la en.wikipedia.org.

7. Experimentul lui Young (n.d.). În Wikipedia. Adus pe 1 aprilie 2018 de la es.wikipedia.org.