- Принципи Хуигенсове таласне теорије светлости
- Рефлексија
- Први закон
- Други закон
- Рефракција
- Дифракција
- Неизговорена питања Хуигенс-ове теорије
- Опоравак таласног модела
- Референце
Теорија талас светлости Хуигенс дефинише светлост као талас, сличан звук или механичким таласа произведених у води. С друге стране, Невтон је тврдио да се светлост састоји од материјалних честица које је назвао лешевима.
Светлост је увек будила људско интересовање и радозналост. На овај начин, од свог настанка, један од основних проблема физике био је откривање мистерија светлости.
Цхристиаан хуигенс
Из тих разлога су током историје науке постојале различите теорије које су покушавале да објасне њену праву природу.
Међутим, тек крајем касног седамнаестог и почетка осамнаестог века, теоријама Исаака Њутана и Кристијана Хуигена, почели су да се постављају темељи за дубље разумевање светлости.
Принципи Хуигенсове таласне теорије светлости
Цхристиаан Хуигенс је 1678. формулисао своју таласну теорију светлости коју је касније објавио 1690. године у свом Трактату о светлости.
Холандски физичар предложио је да се светлост емитује у свим правцима као скуп таласа који су путовали кроз медијум који је назвао етером. Пошто гравитација не утиче на таласе, претпоставио је да ће се брзина таласа смањити када уђу у гушћи медијум.
Његов модел био је посебно користан у објашњавању Снелл-Десцартесовог закона рефлексије и рефракције. Такође је задовољавајуће објаснио феномен дифракције.
Његова теорија се у основи заснивала на два концепта:
а) Извори светлости емитују таласе у облику сферичног облика, слично таласима који се јављају на површини воде. На овај начин се светлосни зраци дефинишу линијама чији је правац окомит на површину таласа.
б) Свака тачка таласа је заузврат нови центар за емитовање секундарних таласа, који се емитују истом фреквенцијом и брзином којом су карактеристични примарни таласи. Бесконачност секундарних таласа се не опажа, па је талас који настаје из тих секундарних таласа њихова овојница.
Међутим, Хуигенсову теорију таласа научници свог времена нису прихватили, са неколико изузетака као што је Роберт Хооке.
Огроман престиж Невтона и велики успех који је његова механика постигла заједно са проблемима у разумевању концепта етра, навели су већину савремених научника да се одлуче за корпускуларну теорију енглеског физичара.
Рефлексија
Рефлексија је оптичка појава која се дешава када талас коси падне на раздвојену површину између два медија и подвргне промени правца, враћајући се првом медијуму заједно са делом енергије покрета.
Закони рефлексије су следећи:
Први закон
Одбијени зрак, инцидент и нормалан (или окомито) су смештени у истој равнини.
Други закон
Вредност упадног угла је потпуно иста као и угао рефлексије.
Хуигенсов принцип омогућава нам да покажемо законе рефлексије. Откривено је да када талас достигне раздвајање медија, свака тачка постаје нови фокус емитера који емитује секундарне таласе. Рефлектирана таласна фронта је овојница секундарних таласа. Угао овог рефлексног фронта секундарног таласа је потпуно исти као угао пада.
Рефракција
Међутим, рефракција је феномен који се дешава када талас коси додирује јаз између два медија, који имају различите индексе лома.
Када се то догоди, талас продире и преноси се на пола секунде заједно са делом енергије покрета. Рефракција настаје као последица различите брзине којом се таласи шире у различитим медијима.
Типичан пример појаве рефракције може се приметити када је предмет (на пример оловка или хемијска оловка) делимично убачен у чашу воде.
Хуигенсов принцип пружио је убедљиво објашњење за рефракцију. Тачке на таласном фронту које се налазе на граници између два медија делују као нови извори ширења светлости и самим тим се мења правац ширења.
Дифракција
Дифракција је карактеристична физичка појава таласа (јавља се код свих врста таласа) која се састоји од одвајања таласа када на путу наиђу на препреку или прођу кроз прорез.
Треба имати на уму да до дифракције долази само када талас буде искривљен препреком чије су димензије упоредиве са његовом таласном дужином.
Хуигенсова теорија објашњава да када светлост падне на прорез, све тачке у њеној равнини постају секундарни извори таласа, емитујући, као што је раније објашњено, нове таласе, који се у овом случају називају дифрактовани таласи.
Неизговорена питања Хуигенс-ове теорије
Хуигенсов принцип оставио је низ питања без одговора. Његова тврдња да је свака тачка на таласној фронти заузврат била извор новог таласа, није објаснио зашто се светлост шири и назад и напред.
Исто тако, објашњење концепта етера није у потпуности задовољавајуће и био је један од разлога зашто његова теорија није била првобитно прихваћена.
Опоравак таласног модела
Тек је у 19. веку опорављен таласни модел. Углавном захваљујући доприносу Томаса Иоунга који је успео да објасни све појаве светлости на основу тога што је светлост уздужни талас.
Точније, 1801. извео је свој познати експеримент са двоструким прорезом. Овим експериментом, Иоунг је верификовао интерференцијски узорак светлости из далеког извора светлости када је продирао након проласка кроз две прорезе.
На исти начин, Иоунг је такође помоћу таласног модела објаснио распршење беле светлости у различитим бојама дуге. Показао је да у сваком медијуму свака од боја које чине светло има карактеристичну фреквенцију и таласну дужину.
На овај начин, захваљујући овом експерименту, показао је таласну природу светлости.
Интересантно је да се током времена овај експеримент показао кључним за демонстрирање дуалности телесног таласа светлости, што је основна карактеристика квантне механике.
Референце
- Бурке, Јохн Роберт (1999). Физика: природа ствари. Мексико ДФ: Међународни Тхомсон Едиторес.
- "Цхристиаан Хуигенс." Енциклопедија светске биографије. 2004. Енцицлопедиа.цом. (14. децембра 2012).
- Типлер, Паул Аллен (1994). Физички. 3рд Едитион. Барселона: Преокренуо сам се.
- Исправљен је принцип ширења таласа Давид АБ Миллер Хуигенс, Оптицс Леттерс 16, пп. 1370-2 (1991)
- Хуигенс - Фреснелов принцип (други). У Википедији. Преузето 1. априла 2018. године са ен.википедиа.орг.
- Светло (друго). У Википедији. Преузето 1. априла 2018. године са ен.википедиа.орг.
Иоунг-ов експеримент (други). На Википедији. Преузето 1. априла 2018. године са ес.википедиа.орг.