Αποτελέσματα της Αρχής του Huygen

Η αρχή του Huygen είναι μια από τις πιο σημαντικές και πρώτες αξιοσημείωτες θεωρίες για τη μελέτη του φωτός σε βάθος. Η κυματική θεωρία του Huygens απέδειξε ότι η θεωρία του φωτός του Νεύτωνα ήταν εσφαλμένη. Η θεωρία λέει ότι το φως ταξιδεύει με τη μορφή κυμάτων. Έτσι ο Hugyen του έδωσε ένα φανταστικό μέσο για να ταξιδέψει, το οποίο είναι γνωστό ως αιθέρας. Αυτό είναι πολύ χαμηλής πυκνότητας αλλά υπάρχει σε όλη την ατμόσφαιρα.

Επομένως, η κυματική θεωρία του Huygen δηλώνει ότι το φως ταξιδεύει με τη μορφή κύματος και αυτό το κύμα διαδίδεται σε ένα φανταστικό μέσο που ονομάζεται αιθέρας.

Ιστορικό 

Μια χρήσιμη τεχνική αναπτύχθηκε από έναν Ολλανδό επιστήμονα ονόματι Christiaan Huygens για να δει πώς και πού διαδίδεται το κύμα. Αργότερα το 1678, πρότεινε ότι όλα τα σημεία γύρω από οποιοδήποτε σημείο διαταραχής έγιναν πηγή κυμάτων. Δήλωσε ότι τα κύματα σχηματίστηκαν για να προχωρήσουν από το σημείο της πραγματικής τους προέλευσής.

Κατάφερε να εξηγήσει τη θεωρία του. Αργότερα απέδειξε τη γραμμική και σφαιρική διάδοση των κυμάτων μέσω της σωστής εξαγωγής του νόμου της ανάκλασης και του νόμου της διάθλασης. Ενώ τα αποτελέσματα της περίθλασης προτάθηκαν αργότερα από τον Augustinian-Jean Fresnel.

Το ορατό φως ή ακόμα και απλά το φως μπορεί να λειτουργήσει ως κύμα ή σαν να αποτελείται από πολλά άλλα σωματίδια φωτός. Αυτή η ιδέα είναι ότι το φως δρα είτε ως σωματίδιο ενός αριθμού κυμάτων είτε ως ένα μόνο κύμα.

Η αρχή του Hugyen δηλώνει ότι κάθε σημείο σε ένα μέτωπο κύματος μπορεί να θεωρηθεί ως πηγή κυμάτων που κινείται προς τα έξω με την ταχύτητα του ίδιου του κύματος. Ένα μόνο μέτωπο κύματος θεωρείται ένας αριθμός πηγών κυματιδίων που έχουν τα δικά τους σημεία. Σημαίνει ότι το νέο μέτωπο κύματος αποτελείται από μια γραμμή που εφάπτεται σε όλα αυτά τα κυματίδια και κινείται με την ταχύτητα του αρχικού μετώπου κύματος. Αυτή η έννοια είναι γνωστή ως η αρχή του Hugyen.

Παράδειγμα για την αρχή του Huygen 

Μόλις ρίξετε μια πέτρα στο νερό, δημιουργεί κάποια αναστάτωση γύρω της. Έτσι, το νερό γύρω είναι το μέτωπο του κύματος. Αλλά, τι είναι ένα μέτωπο κύματος;

Το Wavefront είναι μια συλλογή από όλα αυτά τα σημεία που ανεβοκατεβαίνουν λόγω της διαταραχής. Σε αυτήν την περίπτωση, το νερό θα ανέβει ταυτόχρονα και θα κατέβει την ίδια στιγμή  γνωστή ως μέτωπο κύματος. Όπως έχουμε πάρει ένα παράδειγμα αυτής της πέτρας στο νερό, με τον ίδιο τρόπο, τα κύματα σχηματίζονται στον αιθέρα.

Η κυματική θεωρία του Hugyen δηλώνει ότι εάν υπάρχει οποιαδήποτε διαταραχή στο σωματίδιο του μέσου, αυτό θα αρχίσει να δονείται.

Αποτελέσματα της Αρχής του Huygen

Αυτή η αρχή μας βοηθά να κατανοήσουμε την κίνηση των κυμάτων σε διαφορετικά αντικείμενα.

Ο νόμος της ανάκλασης μπορεί να εξαχθεί μέσω της θεωρίας του Hugyen καθώς όλα τα σημεία στο μέτωπο κύματος θεωρούνται ως πηγή κατά μήκος της επιφάνειας του διαθλαστικού μέσου. Σε εκείνο ακριβώς το σημείο, όλα τα κύματα λυγίζουν ανάλογα με το νέο μέσο. Ως εκ τούτου, αυτή η αρχή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή του νόμου της ανάκλασης και του νόμου της διάθλασης επίσης.

Η αρχή του Hugyen είναι μια πολύ χρήσιμη εφαρμογή εάν θέλουμε να προσδιορίσουμε πού διαδίδεται το κύμα και πώς διαδίδεται.

Μπορεί επίσης να είναι πολύ χρήσιμο αν λάβουμε υπόψη τη διάδοση γραμμικών κυμάτων και τη διάδοση σφαιρικών κυμάτων.

Η αρχή του Hugyen παρέχει μια βασική κατανόηση της κυματικής φύσης του φωτός. Αυτή η αρχή του Hugyen χρησιμοποιείται για να εξηγήσει τη διάθλαση του φωτός. Όταν το φως ταξιδεύει μέσα από ένα άνοιγμα, κάθε σημείο του φωτεινού κύματος μέσα στο άνοιγμα λέγεται ότι σχηματίζει ένα κυκλικό κύμα που διαδίδεται προς τα έξω από το άνοιγμα, το οποίο αντιμετωπίζεται ως νέα πηγή κύματος.

Η ισχύς του μετώπου κύματος είναι υψηλότερη στη μέση, μειώνεται καθώς πλησιάζει τις άκρες. Η ιδέα του Huygens μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συναγάγει τους κανόνες ανάκλασης και διάθλασης. Τα σημεία κατά μήκος του μετώπου κύματος θεωρούνται ως πηγές κατά μήκος της επιφάνειας του διαθλαστικού μέσου, οπότε ολόκληρο το κύμα κάμπτεται λόγω του νέου μέσου. Μόλις ρίξετε μια πέτρα στο νερό θα δημιουργήσει κάποια αναστάτωση γύρω από τον εαυτό της. Έτσι το νερό γύρω είναι το μέτωπο του κύματος.

Συμπέρασμα

Η κυματική θεωρία του Huygen δηλώνει ότι το φως ταξιδεύει με τη μορφή κύματος και αυτό το κύμα διαδίδεται σε ένα φανταστικό μέσο που ονομάζεται αιθέρας. Αργότερα, αποδείχθηκε ότι η φύση του φωτός ήταν πράγματι το κύμα. Αυτή η αρχή μας βοηθά να κατανοήσουμε την κίνηση των κυμάτων σε διαφορετικά αντικείμενα. Ο νόμος της αντανάκλασης μπορεί να προέλθει από τη θεωρία του Hugyen. Η αρχή του Hugyen βοηθά να προσδιοριστεί πού διαδίδεται το κύμα και πώς διαδίδεται. Είναι επίσης χρήσιμο στη διάδοση γραμμικών κυμάτων και στη διάδοση σφαιρικών κυμάτων.