Huygens Işığının Dalga Teorisi



 ışığın dalga teorisi Huygens ışığı, suda meydana gelen sese veya mekanik dalgalara benzer bir dalga olarak tanımlar. Öte yandan, Newton, ışığın korpus kasları dediği maddi parçacıklardan oluştuğunu onayladı..

Işık her zaman insanın ilgisini ve merakını uyandırdı. Böylece, fiziğin kuruluşundan bu yana fiziğin temel sorunlarından biri ışığın gizemlerini açığa çıkarmak olmuştur..

Bu nedenlerden ötürü, bilim tarihi boyunca gerçek doğasını açıklamayı isteyen farklı teoriler olmuştur..

Bununla birlikte, 17. yüzyılın sonuna ve 18. yüzyılın başına kadar değildi, Isaac Newton ve Christiaan Huygens teorileriyle, daha derin bir ışık bilgisi için temeller atılmaya başlandı..

Huygens'in ışık dalga teorisinin prensipleri

1678'de Christiaan Huygens, dalga ışığı teorisini formüle etti, daha sonra, 1690'da, Işık Işığı adlı eserinde yayınlandı.. 

Hollandalı fizikçi ışığın, eter adı verilen bir ortamda hareket eden bir dizi dalga olarak her yöne yayıldığını öne sürdü. Dalgalar yerçekiminden etkilenmediğinden, daha yoğun bir ortama girdiklerinde dalgaların hızının azaldığı varsayılmıştır..

Onun modeli Snell-Descartes'in yansıma ve kırılma yasasını açıklamakta özellikle faydalı oldu. Ayrıca kırınım fenomenini tatmin edici bir şekilde açıkladı..

Teorisi temel olarak iki konsepte dayanıyordu:

a) Işık kaynakları, su yüzeyinde meydana gelen dalgalara benzer şekilde küresel bir şekle sahip dalgalar yayar. Bu şekilde, ışık ışınları, yönü dalganın yüzeyine dik olan çizgilerle tanımlanır..

b) Bir dalganın her noktası sırasıyla, birincil dalgaları karakterize eden aynı frekans ve hızda yayılan, ikincil dalgaların yeni bir yayıcı merkezidir. İkincil dalgaların sonsuzluğu algılanmaz, bu nedenle bu ikincil dalgalardan kaynaklanan dalga zarfın içindedir..

Bununla birlikte, Huygens'in dalga teorisi, Robert Hooke gibi birkaç istisna dışında, zamanının bilim adamları tarafından kabul edilmedi..

Newton'un muazzam prestiji ve eterik kavramını anlama problemleriyle birlikte mekaniğine ulaşan büyük başarı, çağdaş bilim adamlarının çoğunun, her ikisinin de İngiliz fizikçinin kaba teorisini seçti.

yansıma

Yansıma, bir dalga iki ortam arasındaki ayrım yüzeyine eğik bir şekilde çarptığında ve hareket enerjisinin bir parçası ile birlikte ilk ortama geri döndüğünde, bir yön değişikliğine uğradığında meydana gelen optik bir fenomendir..

Yansıma yasaları şunlardır:

İlk kanun

Yansıtılan ışın, olay ve normal (veya dikey), aynı düzlemde bulunur.

İkinci kanun

Geliş açısının değeri, yansıma açısının değeri ile tamamen aynıdır..

Huygens prensibi yansıma yasalarını göstermeye izin verir. Bir dalga ortamın ayrımına ulaştığında, her bir noktanın ikincil dalgalar yayan yeni bir yayan kaynak haline geldiği doğrulanmaktadır. Yansıyan dalga önü ikincil dalgaların zarfıdır. Bu yansıyan ikincil dalga cephesinin açısı tam olarak açı ile aynıdır..

kırılma

Bununla birlikte, kırılma, bir dalga farklı bir kırılma indisine sahip iki ortam arasındaki boşluğa eğik bir şekilde çarptığında meydana gelen bir olgudur..

Bu olduğunda, dalga hareketin enerjisinin bir kısmı ile birlikte orta ikinci tarafından nüfuz eder ve iletilir. Kırılma, farklı ortamlarda dalgaların yayıldığı farklı hızların bir sonucu olarak ortaya çıkar..

Kırılma fenomeninin tipik bir örneği, bir nesnenin bir bardak suya kısmen (örneğin bir kalem veya bir kalem) yerleştirilmesiyle gözlemlenebilir..

Huygens prensibi kırılma konusunda ikna edici bir açıklama yaptı. İki ortam arasındaki sınırda yer alan dalga cephesindeki noktalar yeni ışık yayma kaynakları olarak hareket eder ve böylece yayılma yönü değişir.

kırınım

Kırınım, yollarında bir engel bulduğunda veya bir yarıktan geçerken dalgaların sapmasından oluşan dalgaların karakteristiğidir (tüm dalga türlerinde ortaya çıkar)..

Kırınımın, yalnızca dalga boyu ile karşılaştırılabilecek bir engel nedeniyle dalga bozulduğunda meydana geldiği unutulmamalıdır..

Huygens teorisi, ışık bir yarığa düştüğünde, uçağının tüm noktalarının, daha önce açıklandığı gibi, bu durumda kırınım dalgaları adını alan yeni dalgaların ikincil dalga kaynakları haline geldiğini açıklar..

Huygens teorisinin cevaplanmamış soruları

Huygens prensibi bir dizi soruyu cevapsız bıraktı. Bir dalga cephesinin her noktasının yeni bir dalga kaynağı olduğu iddiası, ışığın neden hem ileri hem de geri yayıldığını açıklamadı..

Aynı şekilde eter kavramının açıklaması tamamen tatmin edici değildi ve teorisinin başlangıçta kabul edilmemesinin sebeplerinden biriydi..

Dalga modelinin geri kazanımı

Dalga modelinin geri kazanıldığı 19. yüzyıla kadar değildi. Işığın uzunlamasına bir dalga olduğu temelinde tüm ışık fenomenlerini açıklayabilen Thomas Young'ın katkıları sayesinde oldu..

Özellikle, 1801'de ünlü çift yarık deneyini yaptı. Bu deney ile Young, iki yarıktan geçtikten sonra kırıldıklarında uzak bir ışık kaynağından gelen ışığa müdahale modelini test etti..

Benzer şekilde, Young ayrıca dalga modeliyle gökkuşağının farklı renklerinde beyaz ışığın saçılmasını açıkladı. Her ortamda, ışığı oluşturan renklerin her birinin karakteristik bir frekansa ve dalga boyuna sahip olduğunu gösterdi..

Bu şekilde, bu deney sayesinde ışığın dalga doğasını gösterdi..

İlginç bir şekilde, zaman içerisinde bu deney, kuantum mekaniğinin temel bir özelliği olan ışığın dualite corpuscle dalgasını göstermenin anahtarı oldu..

referanslar

  1. Burke, John Robert (1999). Fizik: şeylerin doğası. Mexico City: Uluslararası Thomson Editörleri. 
  2. "Christiaan Huygens." Dünya Biyografisi Ansiklopedisi. 2004. Ansiklopedisi.com. (14 Aralık 2012).
  3. Tipler, Paul Allen (1994). Fizik. 3. Baskı Barcelona: Reverté.
  4. David A. B. Miller Huygens'in dalga yayılımı prensibi düzeltildi, Optik Harfler 16, s. 1370-2 (1991)
  5. Huygens-Fresnel prensibi (n.d.). Wikipedia'da. En.wikipedia.org adresinden 1 Nisan 2018 tarihinde alındı..
  6. Işık (n.d.) Wikipedia'da. En.wikipedia.org adresinden 1 Nisan 2018 tarihinde alındı..

  7. Young'ın deneyi (n.d.). Wikipedia'da. Es.wikipedia.org adresinden 1 Nisan 2018 tarihinde alındı..