Teori Gelombang Huygens Light

The teori gelombang cahaya Huygens mendefinisikan cahaya sebagai gelombang, sama dengan gelombang bunyi atau mekanikal yang berlaku di dalam air. Sebaliknya, Newton menegaskan bahawa cahaya itu terbentuk oleh zarah-zarah material yang mana ia menamakan corpuscles.

Cahaya sentiasa membangkitkan minat dan keingintahuan manusia. Dengan cara ini, sejak penubuhannya salah satu masalah asas fizik adalah untuk mengungkap misteri cahaya.

Atas sebab-sebab ini, sepanjang sejarah sains terdapat teori-teori yang berbeza yang bermaksud menjelaskan sifat sebenar mereka.

Walau bagaimanapun, tidak sampai hujung abad ke-17 dan permulaan abad ke-18, dengan teori-teori Ishak Newton dan Christiaan Huygens, bahawa asas untuk pengetahuan yang lebih mendalam mengenai cahaya mula dibentangkan.

Prinsip teori gelombang cahaya Huygens

Pada tahun 1678, Christiaan Huygens merumuskan teori gelombang cahayanya, yang kemudian, pada tahun 1690, beliau menerbitkan karya beliau Treatise on light. 

Ahli fizik Belanda mencadangkan bahawa cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai satu set gelombang bergerak melalui medium yang dipanggil eter. Oleh kerana ombak tidak terjejas oleh graviti, ia mengandaikan kelajuan gelombang dikurangkan apabila mereka memasuki medium yang lebih padat.

Modelnya terbukti sangat berguna dalam menjelaskan hukum refleksi dan refleksi Snell-Descartes. Beliau juga memuaskan menjelaskan fenomena pembelauan.

Teorinya berasaskan pada dua konsep:

a) Sumber cahaya memancarkan gelombang dengan bentuk sfera, mirip dengan gelombang yang berlaku di permukaan air. Dengan cara ini, sinar cahaya ditakrifkan oleh garisan yang arahnya tegak lurus ke permukaan gelombang.

b) Setiap titik gelombang pula merupakan pusat pemancar yang baru dari gelombang sekunder, yang dipancarkan dengan kekerapan dan kelajuan yang sama yang mencirikan gelombang utama. Ketiadaan gelombang sekunder tidak dilihat, sehingga gelombang yang dihasilkan dari gelombang kedua ini adalah sampulnya.

Walau bagaimanapun, teori gelombang Huygens tidak diterima oleh saintis zamannya, kecuali beberapa pengecualian seperti Robert Hooke's.

The prestise besar Newton dan kejayaan besar yang mencapai mekaniknya bersama-sama dengan masalah untuk memahami konsep eter, membuat kebanyakan saintis kontemporari untuk kedua-dua memilih teori korpuskular fizik Inggeris.

Refleksi

Refleksi itu adalah fenomena optik yang berlaku apabila gelombang menyerang secara serentak di permukaan pemisahan antara dua media dan mengalami perubahan arah, dikembalikan ke medium pertama bersama dengan sebahagian dari tenaga pergerakan.

Undang-undang refleksi adalah berikut:

Undang-undang pertama

Sinar yang tercermin, kejadian dan normal (atau tegak lurus), terletak di kapal terbang yang sama.

Undang-undang kedua

Nilai sudut kejadian adalah sama seperti sudut refleksi.

Prinsip Huygens membolehkan untuk menunjukkan hukum pantulan. Diverifikasi bahawa apabila gelombang mencapai pemisahan media, setiap titik menjadi sumber pemancaran yang baru memancarkan gelombang sekunder. Depan gelombang yang tercermin adalah sampul gelombang menengah. Sudut ini menggambarkan depan gelombang menengah adalah sama dengan sudut kejadian.

Pembiasan

Walau bagaimanapun, pembiasan adalah fenomena yang berlaku apabila gelombang menyerang secara terang-terangan ke atas jurang antara dua media, yang mempunyai indeks biasan berbeza.

Apabila ini berlaku, gelombang menembusi dan dihantar oleh kedua medium bersama dengan sebahagian daripada tenaga pergerakan tersebut. Pembiasan berlaku sebagai akibat daripada kelajuan yang berlainan yang mana gelombang menyebarkan dalam media yang berbeza.

Contoh tipikal fenomena pembiasan boleh dipatuhi apabila objek disisipkan sebahagiannya (sebagai contoh, pen atau pen) ke dalam segelas air.

Prinsip Huygens memberikan penjelasan yang meyakinkan mengenai pembiasan. Titik di gelombang yang terletak di sempadan antara kedua-dua media bertindak sebagai sumber baru penyebaran cahaya dan dengan itu arah perubahan perambatan.

Penyebaran

Diffraksi adalah ciri fenomena fizikal gelombang (ia berlaku dalam semua jenis gelombang) yang terdiri daripada sisihan gelombang apabila mereka mendapati halangan di jalan mereka atau melalui celah.

Perlu diingat bahawa pembelauan berlaku hanya apabila gelombang itu diputarbelitkan disebabkan oleh halangan yang dimensinya adalah setanding dengan panjang gelombangnya..

Teori Huygens menjelaskan bahawa apabila cahaya jatuh pada celah semua mata pesawatnya menjadi sumber menengah gelombang yang memancarkan, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, gelombang baru yang dalam kes ini menerima nama gelombang diffracted.

Soalan-soalan yang tidak dijawab mengenai teori Huygens

Prinsip Huygens meninggalkan beberapa soalan yang tidak dijawab. Dakwaannya bahawa setiap titik gelombang adalah sumber gelombang baru, tidak menjelaskan mengapa cahaya menyebarkan kedua-dua ke belakang dan ke depan.

Begitu juga penjelasan mengenai konsep eter tidak sepenuhnya memuaskan dan merupakan salah satu sebab mengapa teorinya pada awalnya tidak diterima.

Pemulihan model gelombang

Ia tidak sampai abad ke-19 apabila model gelombang telah pulih. Ia terutama disebabkan oleh sumbangan Thomas Young yang mampu menerangkan semua fenomena cahaya berdasarkan cahaya yang merupakan gelombang membujur.

Khususnya, pada tahun 1801 dia membuat eksperimen double-celahnya yang terkenal. Dengan percubaan ini Young menguji corak gangguan dalam cahaya dari sumber cahaya jauh apabila ia terbelah selepas melewati dua celah.

Demikian pula, Young juga menjelaskan melalui model gelombang penyebaran cahaya putih dalam warna-warna pelangi yang berbeza. Dia menunjukkan bahawa dalam setiap medium setiap warna yang membentuk cahaya mempunyai kekerapan dan panjang gelombang ciri.

Dengan cara ini, terima kasih kepada percubaan ini dia menunjukkan sifat gelombang cahaya.

Menariknya, dari masa ke masa percubaan ini terbukti penting untuk menunjukkan gelombang duality corpuscle cahaya, ciri asas mekanik kuantum.

Rujukan

1. Burke, John Robert (1999). Fizik: sifat benda. Mexico City: Editor Antarabangsa Thomson. 
2. "Christiaan Huygens." Ensiklopedia Dunia Biografi. 2004. Encyclopedia.com. (14 Disember 2012).
3. Tipler, Paul Allen (1994). Fizik Edisi Ketiga. Barcelona: Reverté.
4. Prinsip penyebaran gelombang David A. B. Miller Huygens diperbetulkan, Mata Optik 16, ms. 1370-2 (1991)
5. Prinsip Huygens-Fresnel (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 1 April 2018, dari en.wikipedia.org.
6. Cahaya (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 1 April 2018, dari en.wikipedia.org.

7. Eksperimen Young (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 1 April 2018, dari es.wikipedia.org.