Huygens Light Wave Theory

den bølge teori om lys Huygens definerede lys som en bølge, svarende til lyd eller mekaniske bølger, der forekommer i vand. På den anden side bekræftede Newton at lyset var dannet af materielle partikler, som han kaldte blodlegemer.

Lys har altid vækket menneskets interesse og nysgerrighed. På denne måde har et af fysikens grundlæggende problemer været at afsløre lysets mysterier siden starten.

Af disse grunde har der i hele videnskabens historie været forskellige teorier, der har til formål at forklare deres sande natur.

Men det var først i slutningen af ​​syttende og begyndelsen af ​​det attende århundrede, med teorier af Isaac Newton og Christiaan Huygens, da de begyndte at lægge fundamentet for en dybere forståelse af lys.

Principper for Huygens 'bølge teori om lys

I 1678 formulerede Christiaan Huygens sin bølge teori om lys, som senere i 1690 udgav han i sit værk Skrift om lys. 

Den nederlandske fysiker foreslog, at lyset blev udsendt i alle retninger som et sæt bølger, der bevæger sig gennem et medium, han kaldte ether. Da bølgerne ikke er påvirket af tyngdekraft, antog det, at bølgens hastighed blev reduceret, da de kom ind i et tættere medium.

Hans model viste sig at være særlig nyttig ved at forklare Snell-Descartes 'lov om refleksion og refraktion. Han forklarede også tilfredsstillende fænomenet diffraktion.

Hans teori var fundamentalt baseret på to begreber:

a) Lyskilderne udsender bølger med en sfærisk form, svarende til de bølger, der forekommer på vandets overflade. På denne måde defineres lysstråler af linjer hvis retning er vinkelret på bølgens overflade.

b) Hvert punkt af en bølge er på sin side en ny udsendelse center sekundære bølger, som udsendes med samme frekvens og hastighed som kendetegnet de primære bølger. Uendeligt af wavelets ikke opfattes, således at den resulterende bølge af disse sekundære bølger er konvolutten.

Imidlertid blev vågteorien om Huygens ikke accepteret af tidens forskere, bortset fra nogle få undtagelser som Robert Hooke s.

Newtons enorme prestige og den store succes, der nåede sin mekanik sammen med problemerne med at forstå eterbegrebet, gjorde, at de fleste moderne forskere begge valgte den engelske fysikers corpuscularteori.

refleksion

Refleksionen er et optisk fænomen, der finder sted, når en bølge rammer skråt på en overflade af adskillelse mellem to medier og undergår en retningsændring, bliver returneret til det første medium sammen med en del af bevægelsens energi.

Refleksionslovene er følgende:

Første lov

Den reflekterede stråle, hændelsen og det normale (eller vinkelret) er placeret i samme plan.

Anden lov

Værdien af ​​indfaldsvinklen er nøjagtig den samme som refleksionsvinklen.

Huygens principper giver mulighed for at demonstrere refleksionslovene. Det bekræftes, at når en bølge når adskillelsen af ​​medierne, bliver hvert punkt en ny emitterende kilde, der udsender sekundære bølger. Den reflekterede bølgefront er konvolutten for sekundærbølgerne. Vinklen på denne reflekterede sekundære bølgefront er nøjagtig den samme som indfaldsvinklen.

brydning

Imidlertid er brydning det fænomen, der opstår, når en bølge rammer skråt over et mellemrum mellem to medier, som har et forskelligt brydningsindeks.

Når dette sker, trænger bølgen ind og overføres af det andet medium sammen med en del af bevægelsens energi. Refraktion opstår som en konsekvens af den forskellige hastighed, hvormed bølger udbreder sig i forskellige medier.

Et typisk eksempel på fænomenet brydning kan observeres, når en genstand er delvist indsat (for eksempel en pen eller en pen) i et glas vand.

Huygens-princippet gav en overbevisende forklaring på brydning. Punkterne på bølgefronten ved grænsen mellem de to medier virker som nye kilder til lysformidling og dermed retningen for formeringsændringer.

diffraktion

Diffraktion er en karakteristisk fysisk fænomen af ​​bølger (forekommer i alle typer af bølger) bestående af afvigelsen af ​​bølgerne, når de finder en forhindring i vejen eller krydse en spalte.

Man må huske på, at diffraktion kun finder sted, når bølgen er forvrænget på grund af en hindring, hvis dimensioner er sammenlignelige med dens bølgelængde..

Huygens teori forklarer, at når lys rammer en slids alle punkter i dets plan bliver sekundære kilder, der udsender bølger, som forklaret ovenfor, er nye bølger i dette tilfælde kaldes brudte bølger.

De ubesvarede spørgsmål om Huygens 'teori

Huygens-princippet forlod en række spørgsmål ubesvaret. Hans påstand om, at hvert punkt af en bølgefront var en kilde til en ny bølge, forklarede ikke, hvorfor lyset udbreder både baglæns og fremad.

Ligeledes var forklaringen af ​​begrebet ether ikke helt tilfredsstillende og var en af ​​grundene til, at hans teori først blev accepteret.

Gendannelse af bølgemodellen

Det var først i det 19. århundrede, da bølgemodellen blev genfundet. Det var hovedsagelig takket være Thomas Youngs bidrag, som kunne forklare alle fænomener af lys på den baggrund, at lyset er en langsgående bølge.

Især i 1801 lavede han sit berømte dobbeltspidseksperiment. Med dette forsøg testede Young et mønster af interferens i lys fra en fjern lyskilde, da den diffrakterede efter passering gennem to slidser.

På samme måde forklarede Young også gennem bølgemodellen spredningen af ​​hvidt lys i regnbuens forskellige farver. Han viste, at i hvert medium har hver af de farver, der udgør lyset en karakteristisk frekvens og bølgelængde.

På denne måde demonstrerede han takket være dette eksperiment bølgens natur.

Interessant viste dette eksperiment over tid at være afgørende for at demonstrere dualitetskorpuskelbølgen af ​​lys, et grundlæggende træk ved kvantemekanik.

referencer

1. Burke, John Robert (1999). Fysik: tingenes natur. Mexico City: International Thomson Redaktører. 
2. "Christiaan Huygens." Encyclopedia of World Biography. 2004. Encyclopedia.com. (14. december 2012).
3. Tipler, Paul Allen (1994). Fysik. 3. udgave. Barcelona: Reverté.
4. David A. B. Miller Huygens 'bølgeudbredelsesprincip korrigeret, Optics Letters 16, s. 1370-2 (1991)
5. Huygens-Fresnel-princippet (n.d.). I Wikipedia. Hentet den 1. april 2018, fra en.wikipedia.org.
6. Lys (n.d.). I Wikipedia. Hentet den 1. april 2018, fra en.wikipedia.org.

7. Youngs eksperiment (n.d.). I Wikipedia. Hentet den 1. april 2018, fra es.wikipedia.org.