호이겐스의 파동 이론

그 파동 이론 호이겐스는 빛을 물속에서 발생하는 소리 나 기계적 파동과 비슷한 파동으로 정의했습니다. 다른 한편, 뉴턴은 빛이 물질 입자에 의해 형성되었다는 것을 확인했다..

빛은 항상 인간의 흥미와 호기심을 불러 일으켰습니다. 이런 식으로, 물리학의 근본적인 문제 중 하나는 빛의 신비를 공개하는 것이 었습니다..

이러한 이유들로 인해, 과학사를 통틀어 그 본성을 설명하는 다른 이론들이있었습니다.

그러나 Isaac Newton과 Christiaan Huygens의 이론에 따르면 빛에 대한 깊은 지식을위한 기반이 마련되기 시작한 것은 17 세기 말과 18 세기 초반 때가 아니었다..

호이겐스의 파동 이론의 원리

1678 년, Christiaan Huygens는 빛의 파동 이론을 공식화했으며, 나중에 그는 1690 년에 빛에 관한 논문을 발표했다.

네덜란드 물리학 자는 빛이 에테르라고 불리는 매개체를 통해 움직이는 파도의 집합으로서 모든 방향으로 방출되었다고 제안했다. 파도가 중력의 영향을받지 않기 때문에 밀도가 높은 배지에 들어갔을 때 파도의 속도는 감소했다고 가정했습니다..

그의 모델은 Snell-Descartes의 반사 및 굴절 법칙을 설명하는 데 특히 유용함이 입증되었습니다. 그는 또한 회절 현상을 만족스럽게 설명했다..

그의 이론은 근본적으로 두 가지 개념에 기반을두고 있습니다.

a) 광원은 물 표면에서 발생하는 파도와 유사한 구형의 파도를 방출합니다. 이 방식으로 광선은 파도의 표면에 수직 인 방향으로 선들에 의해 정의됩니다.

b) 파동의 각 점은 차례대로 기본 파를 특성화 한 동일한 주파수와 속도로 방출되는 2 차 파의 새로운 이미 터 중심이다. 2 차파의 무한대는 감지되지 않기 때문에이 2 차파로 인한 파동은 그 포락선입니다.

그러나 Huygens의 파동 이론은 Robert Hooke 's와 같은 몇 가지 예외를 제외하고는 과학자들에 의해 받아 들여지지 않았다..

뉴턴의 엄청난 위업과 에테르의 개념을 이해하는 문제와 함께 역학에 도달 한 위대한 성공은 현대 과학자들의 대부분이 영어 물리학 자의 은사 이론.

반사는 두 개의 매체 사이의 분리 표면에서 파도가 비스듬히 부딪혀 방향 변경을 겪고 운동의 에너지의 일부와 함께 첫 번째 매체로 되돌아가는 현상입니다.

반성의 법칙은 다음과 같습니다.

반사 광선, 입사 및 수직 (또는 수직)은 동일 평면 상에 위치한다.

입사각의 값은 반사각의 값과 정확히 같습니다..

호이겐스의 원리는 성찰의 법칙을 보여줍니다. 웨이브가 미디어 분리에 도달하면 각 포인트가 2 차 웨이브를 방출하는 새로운 방출 소스가된다는 것이 확인됩니다. 반사 된 파면은 2 차 파의 포락선입니다. 이 반사 된 2 차 파면의 각도는 입사각과 정확히 동일합니다.

그러나, 굴절은 굴절률이 다른 두 매질 사이의 틈을 가로 질러 파가 기울어 진 경우에 발생하는 현상입니다.

이것이 일어날 때, 물결은 침투하여 두 번째 매체에 의해 운동 에너지의 일부와 함께 전달됩니다. 굴절은 다른 매체에서 전파가 전파되는 속도의 결과로 발생합니다..

굴절 현상의 전형적인 예는 물체 (예 : 펜 또는 펜)에 물체가 부분적으로 삽입 된 경우 관찰 할 수 있습니다.

호이겐스의 원리는 굴절에 대한 설득력있는 설명을 제공했습니다. 두 미디어 사이의 경계에 위치한 파면상의 점들은 새로운 광 전파 소스로 작용하여 전파 방향이 바뀝니다.

회절은 물체가 물체의 장애물을 찾거나 슬릿을 통과 할 때의 파동의 편차로 구성된 물결의 물리적 현상입니다 (모든 유형의 물결에서 발생 함)..

파장이 파장에 비견되는 장애물로 인해 파가 왜곡 될 때만 회절이 발생한다는 점을 명심해야합니다..

호이겐스의 이론에 따르면, 빛이 슬릿에 떨어질 때, 평면의 모든 점들은 이미 이전에 설명했듯이, 방출되는 파동의 2 차 원천이되며,이 경우 파동의 이름을받는 새로운 파동이된다고 설명합니다.

호이겐스의 원리는 일련의 질문에 답을주지 않았다. 웨이브 프론트의 각 포인트가 새로운 웨이브의 원천이었던 그의 주장은 빛이 왜 앞뒤로 전파되는지 설명하지 못했습니다.

에테르의 개념에 대한 설명도 완전히 만족스럽지 못했고 그의 이론이 처음에는 받아 들여지지 않은 이유 중 하나였다..

웨이브 모델이 회복 된 것은 19 세기까지였습니다. 주로 토마스 영 (Thomas Young)이 빛의 모든 현상을 설명 할 수 있었던 덕분이었다..

특히, 1801 년에 그는 유명한 이중 슬릿 실험을했습니다. 이 실험에서 Young은 두 개의 슬릿을 통과 한 후 회절 할 때 먼 광원으로부터의 빛에 대한 간섭 패턴을 테스트했습니다.

유사하게, Young은 무지개의 다른 색상에서 백색광의 산란을 웨이브 모델을 통해 설명했습니다. 그는 각 매체에서 빛을 구성하는 각 색상이 고유 한 주파수와 파장을 가지고 있음을 보여주었습니다.

이런 식으로이 실험 덕분에 그는 빛의 파동의 본성을 보여주었습니다..

흥미롭게도, 시간이 지남에 따라이 실험은 양자 역학의 기본 특징 인 이원성 입자의 빛의 물결을 입증하는 데 중요한 역할을하는 것으로 나타났습니다.

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