תורת הגלים של הויגנס

ה תורת הגלים של האור הויגנס הגדיר את האור כגל, בדומה לגלים קוליים או מכניים המתרחשים במים. מאידך גיסא, ניוטון אישר שהאור נוצר מחלקיקים חומריים שאליהם הוא קורא גופים.

האור תמיד עורר את העניין והסקרנות של האדם. בדרך זו, מאז היווסדה אחת הבעיות הבסיסיות של הפיזיקה הייתה לחשוף את מסתרי האור.

מסיבות אלה, לאורך ההיסטוריה של המדע היו תיאוריות שונות שמתיימרות להסביר את טבען האמיתי.

עם זאת, זה לא היה עד סוף המאה ה -17 ותחילת המאה ה -18, עם התיאוריות של אייזיק ניוטון ו Christianan Huygens, כי הבסיסים עבור ידע מעמיק של האור החלו להיות מונח.

עקרונות תורת הגלים של הויגנס

בשנת 1678, Christianan Huygens ניסח את התיאוריה שלו גל האור, אשר מאוחר יותר, בשנת 1690, הוא פרסם את עבודתו מסה על אור. 

הפיסיקאי ההולנדי הציע שהאור נפל בכל הכיוונים כמערכת של גלים הנעים דרך מדיום שהוא קורא לו אתר. כיוון שהגלים אינם מושפעים מכוח הכבידה, הוא הניח כי מהירות הגלים צומצמה כאשר נכנסו למדיום צפוף יותר.

המודל שלו היה מועיל במיוחד בהסבירו את חוק ההשתקפות וההשתקפות של סנל-דקארט. הוא גם הסביר בצורה משביעת רצון את התופעה של דיפרקציה.

התיאוריה שלו התבססה ביסודה על שני מושגים:

א) מקורות האור פולטים גלים בעלי צורה כדורית, בדומה לגלים המתרחשים על פני המים. בדרך זו, קרני האור מוגדרות על ידי קווים שהכיוון שלהם מאונך על פני הגל.

ב) כל נקודה של גל היא בתורו מרכז פולט חדש של גלים משניים, אשר נפלט עם תדירות זהה המהירות שאפיינו את הגלים העיקריים. האינסוף של הגלים המשניים אינו נתפס, כך שהגל הנובע מגלים משניים אלה הוא המעטפה שלו.

עם זאת, תורת הגלים של Huygens לא התקבלה על ידי המדענים של זמנו, למעט כמה יוצאים מן הכלל כגון רוברט הוק של.

היוקרה העצומה של ניוטון וההצלחה הגדולה שהגיעה למכניקה שלה יחד עם הבעיות להבנת המושג של האתר, גרמו לכך שרוב המדענים בני זמננו בחרו את התיאוריה הגופנית של הפיסיקאי האנגלי.

השתקפות

ההשתקפות היא תופעה אופטית המתרחשת כאשר גל מכה באופן עקיף על פני הפרדה בין שני אמצעי התקשורת ועובר שינוי כיוון, מוחזר למדיום הראשון יחד עם חלק מהאנרגיה של התנועה.

חוקי השתקפות הם כדלקמן:

החוק הראשון

הקרינה המוחזרת, התקרית והנורמלי (או האנכי) נמצאים באותו מישור.

החוק השני

הערך של זווית השכיחות זהה בדיוק לזו של זווית ההשתקפות.

העיקרון של Huygens מאפשר להפגין את חוקי השתקפות. זה מאומת כי כאשר גל מגיע ההפרדה של התקשורת, כל נקודה הופכת מקור פולט חדש פולטים גלים משני. חזית הגל המוחזרת היא המעטפה של הגלים המשניים. הזווית של זה משתקפת מול הגל הקדמי זהה בדיוק לזווית האירוע.

שבירה

עם זאת, שבירה היא תופעה המתרחשת כאשר גל מכה באופן אלכסוני על פני פער בין שני התקשורת, אשר יש מדד השבירה שונים.

כאשר זה קורה, הגל חודר ומועבר על ידי השני של המדיום יחד עם חלק מהאנרגיה של התנועה. השבירה מתרחשת כתוצאה מהמהירות שונה שבה גלים להפיץ בתקשורת שונים.

העיקרון של Huygens סיפק הסבר משכנע על שבירה. הנקודות בחזית הגל הממוקמת בגבול שבין שני המדיה משמשות כמקור חדש להתפשטות האור ולכן כיוון השינויים.

דיפרקציה

דיפרקציה היא תופעה פיזית האופיינית לגלים (היא מתרחשת בכל סוגי הגלים), המורכבת מסטיית הגלים כאשר הם מוצאים מכשול בדרכם או עוברים דרך חריץ.

יש לזכור כי דיפרקציה מתרחשת רק כאשר הגל מעוות בגלל מכשול שמידותיו ניתנות להשוואה לאורך הגל שלה..

התיאוריה של Huygens מסביר כי כאשר האור נופל על חריץ כל נקודות המטוס שלה הופכים מקורות משניים של גלים פולטים, כפי שכבר הסביר בעבר, גלים חדשים, במקרה זה לקבל את השם של גלי diffracted.

השאלות הבלתי פתורות של התיאוריה של הויגנס

עקרון הויגנס הותיר שורה של שאלות ללא מענה. טענתו כי כל נקודה של גלים היתה מקור גל חדש, לא הסבירה מדוע האור מתפשט הן לאחור והן קדימה.

באותה מידה ההסבר של המושג של האתר לא היה לגמרי משביע רצון והוא היה אחת הסיבות מדוע התיאוריה שלו היה בתחילה לא התקבלו.

התאוששות של מודל הגל

זה לא היה עד המאה ה -19 כאשר מודל הגל היה התאושש. זה היה בעיקר בזכות תרומות של תומס יאנג שהיה מסוגל להסביר את כל תופעות האור על בסיס האור הוא גל אורכי.

בפרט, בשנת 1801 הוא עשה את הניסוי המפורסם פעמיים לחריץ. בניסוי זה בדקו צעירים דפוס של הפרעה באור ממקור אור מרוחק, כאשר הוא עבר דיפרקטציה לאחר שעבר דרך שני חריצים.

בדומה לכך, יאנג הסביר גם באמצעות מודל הגל את פיזור האור הלבן בצבעים השונים של הקשת. הוא הראה כי בכל מדיום כל אחד הצבעים המרכיבים את האור יש תדירות אופיינית ואורך גל.

בדרך זו, הודות לניסוי זה הוא הוכיח את גל הטבע של האור.

מעניין, עם הזמן ניסוי זה הוכיח המפתח להפגין את הדואליות גל המוח של אור, תכונה בסיסית של מכניקת הקוונטים.

הפניות

1. Burke, John Robert (1999). פיזיקה: טבע הדברים. מקסיקו סיטי: תומסון הבינלאומי עורכי. 
2. "כריסטיאן הויגנס". האנציקלופדיה של הביוגרפיה העולמית. 2004. האנציקלופדיה. (14 בדצמבר 2012).
3. טיפלר, פול אלן (1994). פיזיקה מהדורה שלישית. ברצלונה: Reverté.
4. דוד א מילר Huerens 'גל התפשטות עיקרון מתוקן, אופטיקה מכתבים 16, pp. 1370-2 (1991)
5. עקרון הויגנס-פרנל (n.d.). בוויקיפדיה. מאוחסן ב -1 באפריל 2018, מ- en.wikipedia.org.
6. אור (n.d). בוויקיפדיה. מאוחסן ב -1 באפריל 2018, מ- en.wikipedia.org.

7. ניסוי של יאנג (n.d). בוויקיפדיה. אוחזר ב -1 באפריל 2018, מ es.wikipedia.org.