Huygens Lightin aaltoteoria

 valon aaltoteoria Huygens määritteli valon aalloksi, joka on samanlainen kuin vedessä esiintyvät ääni- tai mekaaniset aallot. Toisaalta Newton vahvisti, että valo muodostui materiaalipartikkeleista, joihin hän kutsui soluja.

Valo on aina herättänyt ihmisen kiinnostusta ja uteliaisuutta. Tällä tavoin fysiikan perusongelmista on ollut alusta lähtien valon salaisuuksien paljastaminen.

Näistä syistä koko tieteen historian ajan on ollut erilaisia ​​teorioita, joiden tarkoituksena on selittää niiden todellinen luonne.

Kuitenkin vasta 1700-luvun lopulla ja 1700-luvun alussa, Isaac Newtonin ja Christiaan Huygensin teorioiden mukaan, syvemmän valon tuntemisen perusteet alkoivat aloittaa.

Huygensin valon aaltoteorian periaatteet

Vuonna 1678 Christiaan Huygens muotoili aaltomallinsa valosta, joka myöhemmin, vuonna 1690, julkaisi teoksessaan Henkinen valo. 

Hollantilainen fyysikko ehdotti, että valoa päästettiin kaikkiin suuntiin kuin joukko aaltoja, jotka kulkevat väliaineen kautta, jota hän kutsui eetteriksi. Koska painovoima ei vaikuta aaltoihin, se olettaa, että aaltojen nopeus pieneni, kun ne tulivat tiheämmälle alustalle.

Hänen mallinsa osoittautui erityisen hyödylliseksi selittämään Snell-Descartesin heijastus- ja taittolakia. Hän selitti myös tyydyttävästi diffraktion ilmiötä.

Hänen teoriansa perustui pohjimmiltaan kahteen käsitteeseen:

a) Valonlähteet lähettävät aaltoja, joilla on pallomainen muoto, samanlainen kuin veden pinnalla esiintyvät aallot. Tällä tavalla valonsäteet määritellään viivoilla, joiden suunta on kohtisuorassa aallon pintaan nähden.

b) Aallon jokainen piste on puolestaan ​​uusi toissijaisten aaltojen emitterikeskus, joka lähetetään samalla taajuudella ja nopeudella, joka tunsi ensisijaiset aallot. Toissijaisten aaltojen äärettömyyttä ei havaita, niin että näiden toissijaisten aaltojen aiheuttama aalto on sen kirjekuori.

Huygensin aaltoteoria ei kuitenkaan hyväksynyt hänen aikansa tutkijat, paitsi muutamia poikkeuksia, kuten Robert Hooke's.

Newtonin valtava arvostus ja mekaniikkaan liittyvät suuret menestykset samoin kuin eetterin käsitteen ymmärtämisen ongelmat tekivät, että useimmat nykyajan tutkijat valitsivat molemmat englantilaisen fyysikon corpuscular-teorian..

heijastus

Heijastus on optinen ilmiö, joka tapahtuu, kun aalto iskee viistosti kahden väliaineen erottamisen pinnalle ja muuttuu suunnanmuutokselle, joka palautetaan ensimmäiseen väliaineeseen yhdessä osan liikkeen energiasta.

Harkintaoikeudet ovat seuraavat:

Ensimmäinen laki

Heijastunut säde, tapahtuma ja normaali (tai kohtisuora) sijaitsevat samassa tasossa.

Toinen laki

Taajuuskulman arvo on täsmälleen sama kuin heijastuskulman.

Huygensin periaate sallii heijastuksen lakien osoittamisen. On varmistettu, että kun aalto saavuttaa median erottamisen, jokainen piste tulee uusi säteilevä lähde, joka lähettää sekundaarisia aaltoja. Heijastuneen aallon etuosa on toissijaisten aaltojen kirjekuori. Tämän heijastuneen sekundaarisen aallon etuosan kulma on täsmälleen sama kuin tulokulma.

taittuminen

Taitto on kuitenkin ilmiö, joka ilmenee, kun aalto iskee viistosti kahden välineen välisen aukon yli, jolla on erilainen taitekerroin.

Kun näin tapahtuu, aalto tunkeutuu ja lähetetään toisen väliaineen välityksellä yhdessä osan liikkeen energiasta. Taittuminen tapahtuu seurauksena eri nopeuksista, joilla aallot etenevät eri väliaineissa.

Huygensin periaate antoi vakuuttavan selityksen taittumisesta. Aaltorintaman kohdat, jotka sijaitsevat kahden median rajalla, toimivat uusina valonlähteen lähteinä ja siten etenemissuuntauksena.

diffraktio

Diffraktio on aaltoille ominainen fyysinen ilmiö (joka esiintyy kaikentyyppisissä aaltoissa), joka koostuu aaltojen poikkeamisesta, kun he löytävät esteen polulle tai kulkevat raon läpi.

On pidettävä mielessä, että diffraktio tapahtuu vain silloin, kun aalto on vääristynyt esteestä, jonka mitat ovat verrattavissa aallonpituuteensa..

Huygensin teoria selittää, että kun valo putoaa raon päälle, sen kaikki tasot muuttuvat aallon toisiksi lähteiksi, jotka emittoivat, kuten aiemmin on jo selitetty, uusia aaltoja, jotka tässä tapauksessa saavat diffraktioitujen aaltojen nimen.

Huygensin teorian vastaamattomat kysymykset

Huygens-periaate jätti joukon vastauksia. Hänen väitteensä siitä, että jokainen aaltorintaman piste oli puolestaan ​​uuden aallon lähde, ei selittänyt, miksi valo leviää sekä taaksepäin että eteenpäin.

Samoin eetterin käsitteen selitys ei ollut täysin tyydyttävä, ja se oli yksi syy siihen, miksi hänen teoriaansa ei alun perin hyväksytty.

Aaltomallin palauttaminen

Vasta 1800-luvulla, kun aaltomalli otettiin talteen. Se johtui pääasiassa Thomas Youngin panoksesta, joka pystyi selittämään kaikki valon ilmiöt sillä perusteella, että valo on pitkittäisaalto.

Erityisesti vuonna 1801 hän teki kuuluisan kaksoiskilpailun. Tällä kokeilulla Young testasi häiriön kuvion kaukaisessa valolähteessä, kun se diffundoitui sen jälkeen, kun se oli kulkenut kahden rakon läpi.

Samoin Young selitti myös aaltomallin avulla valkoisen valon sironnan sateenkaaren eri väreissä. Hän osoitti, että kussakin valossa olevissa väreissä on tyypillinen taajuus ja aallonpituus.

Tällä tavoin tämän kokeilun ansiosta hän osoitti valon aaltomuodon.

Mielenkiintoista on, että tämä koe osoittautui ajan myötä avaintekijäksi valon kaksoiskappaleiden aallon osoittamiseksi, joka on kvanttimekaniikan perusominaisuus.

viittaukset

1. Burke, John Robert (1999). Fysiikka: asioiden luonne. Mexico City: Kansainväliset Thomson-editorit. 
2. "Christiaan Huygens." Maailman elämäkerta. 2004. Encyclopedia.com. (14. joulukuuta 2012).
3. Tipler, Paul Allen (1994). Fysiikkaa. 3. painos. Barcelona: Reverté.
4. David A. B. Miller Huygensin aallon etenemisperiaate korjattu, Optics Letters 16, s. 1370-2 (1991)
5. Huygens-Fresnel -periaate (n.d.). Wikipediassa. Haettu 1. huhtikuuta 2018 osoitteesta en.wikipedia.org.
6. Valo (n.d.). Wikipediassa. Haettu 1. huhtikuuta 2018 osoitteesta en.wikipedia.org.

7. Youngin kokeilu (n.d.). Wikipediassa. Haettu 1. huhtikuuta 2018 osoitteesta es.wikipedia.org.