TEORI GELOMBANG CAHAYA HUYGENS - FIZIKAL - 2026

The teori gelombang cahaya Huygens ditakrifkan cahaya sebagai gelombang, sama dengan bunyi atau gelombang mekanikal yang dihasilkan di dalam air. Di sisi lain, Newton mendakwa bahawa cahaya terdiri dari zarah-zarah bahan yang disebutnya corpuscles.

Cahaya selalu membangkitkan minat dan rasa ingin tahu manusia. Dengan cara ini, sejak awal salah satu masalah asas fizik adalah mengungkap misteri cahaya.

Huygens Christiaan

Atas sebab-sebab ini, sepanjang sejarah sains terdapat teori yang berbeza yang cuba menjelaskan hakikatnya yang sebenarnya.

Namun, tidak sampai akhir abad ketujuh belas dan awal abad kelapan belas, dengan teori-teori Isaac Newton dan Christiaan Huygens, asas-asas untuk pemahaman yang lebih mendalam mengenai cahaya mulai diletakkan.

Prinsip teori gelombang cahaya Huygens

Pada tahun 1678, Christiaan Huygens merumuskan teori gelombang cahaya, yang kemudiannya diterbitkan pada tahun 1690 dalam bukunya mengenai risalah mengenai cahaya.

Ahli fizik Belanda mengemukakan bahawa cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai satu set gelombang yang bergerak melalui media yang disebutnya eter. Oleh kerana gelombang tidak dipengaruhi oleh graviti, dia menganggap kecepatan gelombang akan menurun ketika memasuki medium yang lebih padat.

Modelnya sangat membantu dalam menjelaskan hukum pantulan dan pembiasan Snell-Descartes. Ia juga menjelaskan fenomena difraksi dengan memuaskan.

Teorinya pada asasnya berdasarkan dua konsep:

a) Sumber cahaya mengeluarkan gelombang berbentuk sfera, serupa dengan gelombang yang berlaku di permukaan air. Dengan cara ini, sinar cahaya ditakrifkan oleh garis yang arahnya tegak lurus dengan permukaan gelombang.

b) Setiap titik gelombang pada gilirannya menjadi pusat pemancar baru untuk gelombang sekunder, yang dipancarkan dengan frekuensi dan kelajuan yang sama dengan ciri gelombang primer. Infiniti gelombang sekunder tidak dirasakan, jadi gelombang yang dihasilkan dari gelombang sekunder ini adalah sampulnya.

Walau bagaimanapun, teori gelombang Huygens tidak diterima oleh para saintis pada zamannya, dengan beberapa pengecualian seperti Robert Hooke.

Prestij Newton yang sangat besar dan kejayaan besar yang dicapai oleh mekaniknya, bersama-sama dengan masalah untuk memahami konsep eter, menjadikan kebanyakan saintis kontemporari memilih keduanya untuk teori korpuskular ahli fizik Inggeris.

Refleksi

Pantulan adalah fenomena optik yang berlaku ketika gelombang berlaku secara serentak pada permukaan pemisahan antara dua media dan mengalami perubahan arah, dikembalikan ke medium pertama bersama dengan sebahagian tenaga pergerakan.

Hukum refleksi adalah seperti berikut:

Undang-undang pertama

Sinar pantulan, kejadian dan yang normal (atau tegak lurus), terletak di satah yang sama.

Undang-undang kedua

Nilai sudut tuju adalah sama dengan sudut pantulan.

Prinsip Huygens membolehkan kita menunjukkan hukum refleksi. Didapati bahawa apabila gelombang mencapai pemisahan media, setiap titik menjadi fokus pemancar baru yang memancarkan gelombang sekunder. Hadapan gelombang yang dipantulkan adalah sampul gelombang sekunder. Sudut depan gelombang sekunder yang dipantulkan ini sama dengan sudut kejadian.

Refraksi

Namun, pembiasan adalah fenomena yang terjadi ketika gelombang secara tidak langsung mempengaruhi jurang antara dua media, yang memiliki indeks bias yang berbeza.

Apabila ini berlaku, gelombang menembusi dan disebarkan selama setengah saat bersama dengan sebahagian tenaga pergerakan. Refraksi berlaku sebagai akibat dari kelajuan yang berbeza dengan gelombang menyebarkan di media yang berbeza.

Contoh tipikal fenomena pembiasan dapat diperhatikan ketika suatu objek (misalnya, pensil atau pena bolpoin) dimasukkan sebagian ke dalam segelas air.

Prinsip Huygens memberikan penjelasan yang menarik untuk pembiasan. Titik-titik di bahagian depan gelombang yang terletak di sempadan antara kedua media bertindak sebagai sumber penyebaran cahaya baru dan dengan demikian arah penyebarannya berubah.

Difraksi

Difraksi adalah ciri fizikal gelombang (ia berlaku pada semua jenis gelombang) yang terdiri daripada pesongan gelombang ketika mereka menghadapi halangan di jalan mereka atau melalui celah.

Perlu diingat bahawa difraksi hanya berlaku apabila gelombang diputarbelitkan oleh halangan yang dimensinya setanding dengan panjang gelombangnya.

Teori Huygens menjelaskan bahawa ketika cahaya jatuh di celah, semua titik di dalam pesawatnya menjadi sumber gelombang sekunder, memancarkan, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, gelombang baru, yang dalam hal ini disebut gelombang difraksi.

Soalan yang tidak dijawab mengenai teori Huygens

Prinsip Huygens meninggalkan serangkaian soalan yang tidak dijawab. Tuntutannya bahawa setiap titik di gelombang itu sendiri merupakan sumber gelombang baru gagal menjelaskan mengapa cahaya menyebarkan ke belakang dan ke depan.

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

Pemulihan model gelombang

Tidak sampai abad ke-19 model gelombang dipulihkan. Ini terutama berkat sumbangan Thomas Young yang berjaya menjelaskan semua fenomena cahaya dengan alasan cahaya adalah gelombang membujur.

Secara khusus, pada tahun 1801 dia menjalankan eksperimen celah ganda yang terkenal. Dengan eksperimen ini, Young mengesahkan corak gangguan dalam cahaya dari sumber cahaya yang jauh ketika ia menyebar setelah melalui dua celah.

Dengan cara yang sama, Young juga menjelaskan melalui model gelombang penyebaran cahaya putih dengan warna pelangi yang berbeza. Dia menunjukkan bahwa di setiap media, masing-masing warna yang membentuk cahaya memiliki ciri frekuensi dan panjang gelombang.

Dengan cara ini, berkat eksperimen ini, dia menunjukkan sifat gelombang cahaya.

Menariknya, lama-kelamaan percubaan ini membuktikan kunci untuk menunjukkan tahap cahaya gelombang corpuscle, ciri asas mekanik kuantum.

Rujukan

1. Burke, John Robert (1999). Fizik: sifat benda. Mexico DF: Editor Antarabangsa Thomson.
2. "Christiaan Huygens." Ensiklopedia Biografi Dunia. 2004. Ensiklopedia.com. (14 Disember 2012).
3. Tipler, Paul Allen (1994). Fizikal. Edisi ke-3. Barcelona: Saya berbalik.
4. Prinsip penyebaran gelombang David AB Miller Huygens diperbetulkan, Surat Optik 16, hlm. 1370-2 (1991)
5. Huygens - Prinsip Fresnel (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 1 April 2018, dari en.wikipedia.org.
6. Cahaya (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 1 April 2018, dari en.wikipedia.org.

Percubaan Young (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 1 April 2018, dari es.wikipedia.org.