ทฤษฎีคลื่นแสง Huygens

ทฤษฎีคลื่น Huygens ของแสงที่ กำหนดแสงเป็นคลื่นคล้ายกับเสียงหรือคลื่นกลที่ผลิตในน้ำ ในทางกลับกันนิวตันยืนยันว่าแสงนั้นเกิดจากอนุภาคของวัสดุ

แสงสว่างกระตุ้นความสนใจและความอยากรู้อยากเห็นของมนุษย์มาโดยตลอด ด้วยวิธีนี้นับตั้งแต่ก่อตั้งขึ้นหนึ่งในปัญหาพื้นฐานของฟิสิกส์ได้รับการเปิดเผยความลึกลับของแสง

b) แต่ละจุดของคลื่นจะเป็นศูนย์กลางของตัวปล่อยคลื่นที่สองซึ่งปล่อยออกมาด้วยความถี่และความเร็วเท่ากันซึ่งเป็นลักษณะของคลื่นหลัก อินฟินิตี้ของคลื่นทุติยภูมิไม่ถูกรับรู้ดังนั้นคลื่นที่เกิดจากคลื่นทุติยภูมิเหล่านี้คือซองจดหมาย

อย่างไรก็ตามทฤษฎีคลื่นของ Huygens ไม่ได้รับการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์ในเวลาของเขายกเว้นข้อยกเว้นบางอย่างเช่นของ Robert Hooke

ความยิ่งใหญ่ของนิวตันและความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ที่มาถึงกลศาสตร์พร้อมกับปัญหาในการทำความเข้าใจแนวคิดของอีเธอร์ทำให้นักวิทยาศาสตร์ร่วมสมัยส่วนใหญ่เลือกใช้ทฤษฎีกายวิภาคศาสตร์ของนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ

การสะท้อนกลับ

การสะท้อนกลับเป็นปรากฏการณ์ทางแสงที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นกระทบพื้นผิวที่แยกระหว่างสื่อทั้งสองและผ่านการเปลี่ยนทิศทางโดยจะถูกส่งกลับไปยังตัวกลางแรกพร้อมกับพลังงานส่วนหนึ่งของการเคลื่อนที่

กฎแห่งการสะท้อนมีดังนี้:

กฎข้อที่หนึ่ง

รังสีสะท้อน, เหตุการณ์และปกติ (หรือตั้งฉาก) ตั้งอยู่ในระนาบเดียวกัน

กฎข้อที่สอง

ค่าของมุมตกกระทบจะเหมือนกันกับมุมของการสะท้อน

หลักการของ Huygens อนุญาตให้แสดงกฎหมายของการสะท้อน มีการตรวจสอบว่าเมื่อคลื่นมาถึงการแยกของสื่อแต่ละจุดจะกลายเป็นแหล่งเปล่งใหม่เปล่งคลื่นทุติยภูมิ ด้านหน้าคลื่นสะท้อนเป็นซองจดหมายของคลื่นรอง มุมของคลื่นทุติยภูมิที่สะท้อนนี้จะเหมือนกับมุมของเหตุการณ์

การหักเห

อย่างไรก็ตามการหักเหนั้นเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นกระทบกับช่องว่างระหว่างสื่อทั้งสองซึ่งมีดัชนีหักเหที่แตกต่างกัน

เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้คลื่นจะแทรกซึมและถูกส่งผ่านโดยตัวกลางที่สองพร้อมกับส่วนหนึ่งของพลังงานของการเคลื่อนไหว การหักเหเกิดขึ้นเนื่องจากความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งคลื่นจะแพร่กระจายในสื่อต่าง ๆ

ตัวอย่างทั่วไปของปรากฏการณ์การหักเหสามารถสังเกตได้เมื่อวัตถุถูกนำไปบางส่วน (เช่นปากกาหรือปากกา) ลงในแก้วน้ำ

หลักการของ Huygens ให้คำอธิบายที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับการหักเหของแสง จุดบนคลื่นที่อยู่ที่รอยต่อระหว่างสื่อทั้งสองทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงใหม่และทำให้ทิศทางของการแพร่กระจายเปลี่ยนแปลงไป

การเลี้ยวเบน

การเลี้ยวเบนเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพของคลื่น (เกิดขึ้นในทุกประเภทของคลื่น) ซึ่งประกอบด้วยการเบี่ยงเบนของคลื่นเมื่อพวกเขาพบสิ่งกีดขวางในเส้นทางของพวกเขาหรือผ่านช่อง

มันควรจะเป็นพาหะในใจว่าการเลี้ยวเบนเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อคลื่นนั้นบิดเบี้ยวเนื่องจากสิ่งกีดขวางที่มีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่น

ทฤษฎีของ Huygens อธิบายว่าเมื่อแสงตกลงบนจุดทั้งหมดของเครื่องบินกลายเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นทุติยภูมิตามที่ได้อธิบายไปแล้วคลื่นลูกใหม่ที่ในกรณีนี้ได้รับชื่อของคลื่นกระเจิง

คำถามที่ยังไม่ได้รับคำตอบของทฤษฎี Huygens

หลักการ Huygens เหลือคำถามที่ยังไม่ได้ตอบ เขาอ้างว่าแต่ละจุดของคลื่นเป็นแหล่งกำเนิดของคลื่นลูกใหม่ไม่ได้อธิบายว่าทำไมแสงจึงแพร่กระจายทั้งไปข้างหน้าและข้างหลัง

เช่นเดียวกันคำอธิบายของแนวคิดอีเธอร์ก็ไม่เป็นที่น่าพอใจอย่างสมบูรณ์และเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ทฤษฎีของเขาไม่ได้รับการยอมรับในขั้นต้น

การกู้คืนโมเดลคลื่น

มันไม่ได้จนกว่าศตวรรษที่ 19 เมื่อแบบจำลองคลื่นถูกกู้คืน ส่วนใหญ่เป็นเพราะการมีส่วนร่วมของโธมัสยังประสบความสำเร็จในการอธิบายปรากฏการณ์ทั้งหมดของแสงบนพื้นฐานที่ว่าแสงเป็นคลื่นตามยาว

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปี 1801 เขาได้ทำการทดลองสองช่องที่มีชื่อเสียงของเขา ด้วยการทดลองนี้ Young ได้ทดสอบรูปแบบการแทรกสอดของแสงจากแหล่งกำเนิดแสงที่ห่างไกลเมื่อมันเลี้ยวเบนหลังจากผ่านสองช่อง

ในทำนองเดียวกัน Young ก็อธิบายผ่านโมเดลคลื่นว่าการกระเจิงของแสงสีขาวในสีต่างๆของรุ้ง เขาแสดงให้เห็นว่าในแต่ละสื่อแต่ละสีที่ประกอบเป็นแสงนั้นมีความถี่ลักษณะเฉพาะและความยาวคลื่น

ด้วยวิธีนี้ต้องขอบคุณการทดลองนี้ที่เขาแสดงให้เห็นถึงลักษณะคลื่นของแสง

ที่น่าสนใจเมื่อเวลาผ่านไปการทดลองนี้พิสูจน์ให้เห็นว่ากุญแจแสดงให้เห็นถึงคลื่นคู่ของคลื่นแสงซึ่งเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัม