- Huygens dalga ışık teorisinin ilkeleri
- yansıma
- Birinci yasa
- İkinci yasa
- Refraksiyon
- Kırınım
- Huygens teorisinin cevaplanmamış soruları
- Dalga modelinin kurtarılması
- Referanslar
Işık dalga teorisi Huygens ses ya da su içinde üretilen mekanik dalgalarına benzer bir dalga hafif tanımlandığı gibidir. Öte yandan Newton, ışığın cisim dediği maddi parçacıklardan oluştuğunu iddia etti.
Işık her zaman insan ilgisini ve merakını uyandırmıştır. Bu şekilde, başlangıcından bu yana fiziğin temel sorunlarından biri, ışığın gizemlerini ortaya çıkarmak olmuştur.
Christiaan huygens
Bu nedenlerle bilim tarihi boyunca onun gerçek doğasını açıklamaya çalışan farklı teoriler olmuştur.
Ancak, Isaac Newton ve Christiaan Huygens'in teorileriyle, on yedinci yüzyılın sonları ve on sekizinci yüzyılın başlarına kadar, ışığın daha derin bir şekilde anlaşılmasının temelleri atılmaya başlandı.
Huygens dalga ışık teorisinin ilkeleri
1678'de Christiaan Huygens, daha sonra 1690'da Işık Üzerine İnceleme adlı kitabında yayınladığı ışık dalgası teorisini formüle etti.
Hollandalı fizikçi, ışığın, eter adını verdiği bir ortamdan geçen bir dizi dalga olarak her yöne yayıldığını öne sürdü. Dalgalar yerçekiminden etkilenmediği için, daha yoğun bir ortama girdiklerinde dalgaların hızının düşeceğini varsaydı.
Onun modeli, Snell-Descartes yansıma ve kırılma yasasını açıklamada özellikle yardımcı oldu. Kırınım olgusunu da tatmin edici bir şekilde açıkladı.
Teorisi temelde iki konsepte dayanıyordu:
a) Işık kaynakları, su yüzeyinde oluşan dalgalara benzer şekilde küresel şekilli dalgalar yayar. Bu şekilde ışık ışınları, yönleri dalganın yüzeyine dik olan çizgilerle tanımlanır.
b) Bir dalganın her noktası, ikincil dalgalar için, birincil dalgaları karakterize eden aynı frekans ve hızda yayılan yeni bir yayma merkezidir. İkincil dalgaların sonsuzluğu algılanmaz, bu nedenle bu ikincil dalgalardan kaynaklanan dalga onların zarflarıdır.
Bununla birlikte, Huygens'in dalga teorisi, Robert Hooke'unki gibi birkaç istisna dışında, zamanının bilim adamları tarafından kabul edilmedi.
Newton'un muazzam prestiji ve mekaniğinin elde ettiği büyük başarı, eter kavramını anlamadaki problemlerle birlikte, çağdaş bilim adamlarının çoğunun her ikisini de İngiliz fizikçinin külliyat teorisini tercih etmesine neden oldu.
yansıma
Yansıma, bir dalganın iki ortam arasındaki bir ayırma yüzeyinde eğik olarak meydana gelmesi ve bir yön değişikliğine uğraması, hareketin enerjisinin bir kısmı ile birlikte ilk ortama geri döndürülmesi durumunda meydana gelen optik bir olgudur.
Yansıma yasaları aşağıdaki gibidir:
Birinci yasa
Yansıtılan ışın, olay ve normal (veya dik) aynı düzlemde yer alır.
İkinci yasa
Geliş açısının değeri, yansıma açısının değeri ile tamamen aynıdır.
Huygens'in ilkesi, yansıma yasalarını göstermemize izin verir. Bir dalga ortamın ayrılmasına ulaştığında, her noktanın ikincil dalgalar yayan yeni bir yayıcı odak haline geldiği bulundu. Yansıyan dalga cephesi, ikincil dalgaların zarflarıdır. Bu yansıyan ikincil dalga cephesinin açısı, olay açısı ile tamamen aynıdır.
Refraksiyon
Bununla birlikte, kırılma, bir dalga, farklı kırılma indisine sahip iki ortam arasındaki bir boşlukta eğik olarak meydana geldiğinde meydana gelen olgudur.
Bu olduğunda, dalga nüfuz eder ve hareketin enerjisinin bir kısmıyla birlikte yarım saniye boyunca iletilir. Kırılma, dalgaların farklı ortamlarda yayılmasının farklı hızının bir sonucu olarak meydana gelir.
Kırılma olgusunun tipik bir örneği, bir nesne (örneğin, bir kurşun kalem veya bir tükenmez kalem) kısmen bir bardak suya sokulduğunda gözlemlenebilir.
Huygens'in prensibi, kırılma için ikna edici bir açıklama sağladı. İki ortam arasındaki sınırda yer alan dalga cephesindeki noktalar, yeni ışık yayılımı kaynakları olarak hareket eder ve bu nedenle yayılma yönü değişir.
Kırınım
Kırınım, dalgaların yollarında bir engelle karşılaştıklarında veya bir yarıktan geçerken dalgaların sapmasından oluşan karakteristik bir fiziksel fenomendir (her tür dalgada meydana gelir).
Kırınımın yalnızca dalga, boyutları dalga boyuyla karşılaştırılabilir bir engelle bozulduğunda meydana geldiği akılda tutulmalıdır.
Huygens'in teorisi, ışık bir yarık üzerine düştüğünde, düzlemindeki tüm noktaların, daha önce açıklandığı gibi, bu durumda kırınımlı dalgalar olarak adlandırılan yeni dalgalar yayan ikincil dalga kaynakları haline geldiğini açıklar.
Huygens teorisinin cevaplanmamış soruları
Huygens'in prensibi bir dizi soruyu cevapsız bıraktı. Bir dalga cephesindeki her noktanın sırayla yeni bir dalganın kaynağı olduğu iddiası, ışığın neden hem geriye hem de ileriye doğru yayıldığını açıklamada başarısız oldu.
Aynı şekilde, eter kavramının açıklaması da tamamen tatmin edici değildi ve teorisinin başlangıçta kabul edilmemesinin nedenlerinden biriydi.
Dalga modelinin kurtarılması
Dalga modelinin kurtarılması 19. yüzyıla kadar değildi. Işığın uzunlamasına bir dalga olduğu temelinde tüm ışık fenomenlerini açıklamayı başaran Thomas Young'ın katkıları sayesindedir.
Özellikle, 1801'de ünlü çift yarık deneyini gerçekleştirdi. Bu deneyle Young, iki yarıktan geçtikten sonra kırıldığında uzaktaki bir ışık kaynağından gelen ışıkta bir girişim modelini doğruladı.
Aynı şekilde Young, dalga modeliyle beyaz ışığın gökkuşağının farklı renklerine saçılmasını da açıklamıştır. Her ortamda ışığı oluşturan renklerin her birinin karakteristik bir frekansa ve dalga boyuna sahip olduğunu gösterdi.
Böylelikle bu deney sayesinde ışığın dalga niteliğini gösterdi.
İlginç bir şekilde, bu deney, zamanla, kuantum mekaniğinin temel bir özelliği olan ışığın parçacık dalga ikiliğini göstermenin anahtarı olduğunu kanıtladı.
Referanslar
- Burke, John Robert (1999). Fizik: şeylerin doğası. Mexico DF: Uluslararası Thomson Editörleri.
- "Christiaan Huygens." Dünya Biyografi Ansiklopedisi. 2004. Encyclopedia.com. (14 Aralık 2012).
- Tipler, Paul Allen (1994). Fiziksel. 3. Baskı. Barselona: Tersine döndüm.
- David AB Miller Huygens'in dalga yayılma ilkesi düzeltildi, Optics Letters 16, s. 1370-2 (1991)
- Huygens - Fresnel prensibi (nd). Wikipedia'da. 1 Nisan 2018'de en.wikipedia.org adresinden alındı.
- Işık (nd). Wikipedia'da. 1 Nisan 2018'de en.wikipedia.org adresinden alındı.
Young'ın deneyi (nd). Wikipedia'da. Es.wikipedia.org adresinden 1 Nisan 2018 tarihinde alındı.