Zvlnená teória svetla vysvetlenia, aplikácií, príkladov

Ten zvlnená teória svetla Je to teória, ktorá sa snaží vysvetliť povahu svetla a považuje to za elektromagnetickú vlnu. Bol formulovaný v roku 1678 holandským fyzikom Christian Huygens, hoci v tom čase mal malé vedci malú akceptáciu.

Počas celej svojej histórie ľudstvo vždy pocítilo živý záujem o porozumenie svetla a v každej ére vedci a myslitelia rozpracovali rôzne teórie. Dužná teória je však teória, ktorá vysvetľuje s najväčšími fenoménmi úspechu svetla, ako je rušenie, ktoré spočíva v prekrývaní dvoch alebo viacerých vĺn v mieste vesmíru.

postava 1. Zvlnená teória svetla bola vytvorená holandským fyzikom Christian Huygens v roku 1678. Zdroj: f. Zapata.

Interferencia je jav, ktorý sa vyskytuje iba vo vlnách, nie v časticiach (na makroskopickej úrovni).

[TOC]

História

Vedecké objavy devätnásteho storočia prispeli silnými dôkazmi, ktoré podporujú zvlnenú teóriu. Jedným z nich bol vzor svetlých a tmavých pásiem, ktoré anglický fyzik Thomas Young našiel v jeho slávnom experimente s dvojitým štrbinom. Iba vlny sú schopné takéhoto správania (pozri obrázok 7).

Ale predtým sa svetlo považovalo za prúd častíc, ktoré vychádzajú z predmetov: je to korpuskulárna teória svetla navrhovaná Izákom Newtonom (1642-1727), z ktorej Huygens bol viac-menej súčasný.

Obrázok 2: Huygens a Einsteinova teória

So svojou korpuskulárnou teóriou by Newton mohol uspokojivo vysvetliť každodenné javy, ako je lom a refercia. A na začiatku 20. storočia sa objavili nové zistenia v prospech tejto teórie.

Potom sa oplatí opýtať sa: čo je konečne svetlo? Odpoveď je v duálnej povahe: pri šírení svetlo vykazuje správanie vlny a pri interakcii s hmotou to robí ako častice: fotón.

Vysvetlenie

Odraz a refrakcia svetla sú správanie, ktoré má, keď prechádza z jedného média na druhé. Vďaka odrazu vidíme náš odraz na leštených kovových povrchoch a zrkadlách.

Môže vám slúžiť: statická elektrinaObrázok 3: Refrakcia svetla

Refrakcia sa pozoruje, keď sa zdá, že ceruzka alebo tyč je rozdelená na dve.

Obrázok 4. Refrakcia svetla pri pohybe zo vzduchu do rôznych médií, ako je sklo a voda, pretože v každom z nich mení svoj smer a rýchlosť. Zdroj: Wikimedia Commons. Autor: Mehran Moghtadai - vlastné dielo, CC od -sa 3.0.

Na druhej strane, svetlo cestuje v priamej línii, niečo tiež pozorovalo a vysvetlilo to a vysvetlilo to. Huygens navrhol:

-Svetlo pozostáva z prednej časti plochej vlny, ktorá sa šíri po priamke.

-Odraz aj refrakcia sa vyskytuje, pretože každá predná vlna je rovnocenná s bleskom.

-Vyžaduje sa materiálne médium nazývané éter, aby sa svetlo šírilo, pretože zvuk potrebuje vzduch na prenos.

Huygens veril, že svetlo bolo pozdĺžnou vlnou, ako aj zvukom, ktorého správanie bolo pre čas oveľa lepšie známe vďaka experimentom Roberta Boyla (1627-1691). To sa odrážalo v jeho práci s názvom Zmluva svetla.

Mnoho vedcov netrpezlivo hľadalo éter, ktorý navrhol Huygens, ale nikdy ho nenašiel.

A ako Newtonova korpuskulárna teória tiež vysvetlila reflexiu a lom, prevláda to až do začiatku devätnásteho storočia, keď Thomas Young uskutočnil svoj slávny experiment.

Huygens

Na vysvetlenie odrazu a lomu svetla vyvinula spoločnosť Huygens geometrickú konštrukciu s názvom Huygens:

Akýkoľvek bod prednej vlny je zase presný zdroj, ktorý tiež vytvára sekundárne sférické vlny.

Sú to sférické vlny, pretože predpokladáme, že prostredie, v ktorom cestujú, je homogénne, takže zdroj svetla emituje lúče, ktoré sa šíria rovnako vo všetkých smeroch. Na čelných alebo vlnových povrchoch sú všetky body v rovnakom stave vibrácie.

Môže ti slúžiť: slnko

Ale keď je zdroj dostatočne ďaleko, pozorovateľ vníma, že svetlo prechádza smerom kolmom na predok vlny, ktorý sa vníma ako rovina kvôli vzdialenosti, a tiež to robí v priamej línii.

Stáva sa to s lúčmi z relatívne vzdialeného zdroja, ako je Slnko.

Obrázok 5. Svetlo sa šíri v priamej línii a kolmé na čelné čely. Ak je zdroj vzdialený, fronty sa považujú za plány. Zdroj: f. Zapata.

Svetlo ako elektromagnetická vlna

Toto je predpoveď rovníc, ktoré urobil James Clerk Maxwell (1831-1879) počas 19. storočia. Keď elektrické a magnetické polia závisia od času, sú spojené takým spôsobom, že jeden z nich generuje druhý.

Spojené polia cestujú ako elektromagnetická vlna schopná šíriť sa aj vo vákuu.

Obrázok 6.- Elektromagnetická vlna pozostávajúca z elektrického poľa a ďalšieho magnetického, kolmého na seba. Naopak sa na nich vlna pohybuje kolmo. Zdroj: Wikimedia Commons.

Elektrické a magnetické polia sú navzájom kolmé a smer šírenia vlny. Svetlo nie je pozdĺžna vlna, ako verili Huygens, ale priečne.

Keď atómy a molekuly usporiadajú svoje konštitučné elektróny, takže sa to stáva na našom slnku. Odtiaľ svetlo cestuje vo prázdnote priestoru konštantnou rýchlosťou, prichádza na zem a je na ceste do materiálnych médií, ako je vzduch a voda.

Viditeľné svetlo zaberá malý pás frekvencií v elektromagnetickom spektre, pretože vidíme iba tie, na ktoré je oko citlivé.

Príklady korpuskulárnej teórie

Zvlnená povaha svetla a jeho priame šírenie je odhalené v:

Môže vám slúžiť: čo je izotermický proces? (Príklady, cvičenia)

-Fenomény všetkých druhov vĺn, že svetlo je rovnako schopné experimentovať, ako je polarizácia, interferencia, difrakcia, odraz a lom.

-Dúhové farby, ktoré sú tvorené v tenkých filmoch mydla.

-Youngov experiment, v ktorom vlna front ovplyvňuje dve štrbiny, čo vedie k predným predným rokom vlny, ktoré kombinujú (interferovanie) na opačnej obrazovke. Existuje charakteristický vzor jasných pásov striedajúcich sa s tmavými pásmi.

Obrázok 7. Young's Double Slit Experiment. Zdroj: Fyzika. Hypertext Santillana.

-Tvorba tieňov, tmavé oblasti, ktoré sa objavujú, keď objekt stojí medzi svetlom a našimi očami. Keby sa svetlo nerozširovalo priamočiary, bolo by možné vidieť cez nepriehľadné predmety.

Žiadosti

Vlastnením vlny má svetlo nespočetné množstvo aplikácií:

Tenké filmy

Deštruktívne rušenie svetla v tenkých filmoch - ako vyššie uvedené bubliny mydla - sa aplikuje na výrobu protireflexných povlakov pre okuliare pre okuliare pre okuliare.

Laser

Je to intenzívny a koherentný zdroj svetla, ktorý sa mohol postaviť, keď sa pochopila povaha svetla vlny.

Holografia

Je to technika, v ktorej sa na plochú fotografickú dosku zaznamenáva interferenčný vzor trojrozmerného objektu.

Potom plaok s príslušným zdrojom svetla (zvyčajne laserom) osvetľuje trojrozmerný obraz objektu.

Polarimetria

Je to technika, ktorá využíva polarizáciu svetla, jav, ktorý vzniká, keď sa elektromagnetické pole vždy pohybuje v rovnakom smere.

Polarimetria sa uplatňuje priemyselne na poznanie oblastí, v ktorých kusy zažívajú väčšie mechanické úsilie. Týmto spôsobom sú návrhy a stavebné materiály optimalizované.

Interferometria

Interferometria je technika, ktorá využíva jav interferencie svetla. Používa sa v astronómii pri kombinácii svetla z niekoľkých ďalekohľadov, aby sa vytvorila sieť s väčším rozlíšením.

Platí tak v rádiofrekvencii (iná oblasť elektromagnetického spektra, ktoré nie je viditeľné), ako aj v optickom rozsahu. Ďalšou aplikáciou interferometrie je detekcia trhlín a zlyhaní vo vyrábaných kusoch.

Odkazy

1. Figueroa, D. (2005). Séria: Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 7. Vlny a kvantová fyzika. Editoval Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. Ed Prentice Hall.
3. Rex, a. 2011. Základy fyziky. Pearson.
4. Romero, O. 2009. Fyzický. Hypertext Santillana.
5. Serway, r. 2019. Fyzika pre vedu a inžinierstvo. 10. Vydanie. Zväzok 2. Cengage.
6. Shipman, J. 2009. Úvod do fyzickej vedy. Dvanáste vydanie. Brooks/Cole, edície Cengage.
7. Wikipedia. Svetlo. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán.