/ / Dezvăluind secretele luminii. Principiile Huygens Fresnel

Dezvăluind secretele luminii. Principiile Huygens Fresnel

Fenomenele luminoase sunt așacotidian, că, percepând diversele lor manifestări, nici nu ne gândim la esența proceselor care au loc. Ponderea informațiilor primite de creierul uman prin fenomene luminoase ajunge la nouăzeci la sută, ceea ce vorbește despre rolul lor enorm în viața noastră. Bogăția culorilor lumii care ne înconjoară, nuanța albastră a cerului, curcubeul, propria reflecție în oglindă fac obiectul descrierii mai degrabă pentru oamenii care sunt acordați liric decât cei cu o mentalitate științifică. Dar printre oamenii de știință și naturaliștii care se străduiesc să pătrundă în esența obiectelor și fenomenelor din jurul nostru, pentru a face măsurarea lor cantitativă și evaluarea calitativă, au fost mulți care au dorit să dezvăluie secretul luminii.

Primii cercetători ai fenomenelor luminoase, ale căror lucrăria supraviețuit până în prezent, știa despre proprietățile suprafețelor curbate. Euclid (300 î.Hr.) și Ptolemeu (127-151) au reușit să descrie legile opticii geometrice, dar au primit aplicații practice mult mai târziu în proiectarea primelor ochelari (1285), a telescoapelor (1450) , microscoape (1595).

Investigarea ulterioară a fenomenelor luminoasea forțat trecerea de la optica geometrică la teoria undelor luminii, a cărei descriere este cunoscută de noi drept principiile Huygens-Fresnel. Huygens a fost primul care a pus sub semnul întrebării teoria lui Newton și a propus să ia în considerare un fascicul de lumină nu ca un flux al celor mai mici particule care se propagă rapid, ci ca un val. Teoria undelor lui Huygens nu numai că a confirmat pe deplin legile opticii geometrice, dar a făcut posibilă și o privire nouă asupra tuturor fenomenelor luminoase. Luând ca bază expresia că fiecare punct al mediului în care se propagă unda are proprietatea inerentă de a deveni o sursă de unde secundare, am putut explica principiul lui Huygens, legea reflecției luminii și alte fenomene descrise anterior de teoria lui Newton. Dar conceptul de difracție nu putea fi explicat prin principiile noii teorii și au existat atât de mulți susținători ai punctelor de vedere newtoniene, încât dezbaterea despre adevărata natură a luminii s-a prelungit timp de o sută de ani.

Explicarea conceptului principiului „difracției luminii”Huygens-Fresnel dă prin determinarea dependenței sale de lungimea de undă. Auzim sunetul din spatele peretelui, dar lumina nu se apleacă în jurul obstacolului, ci dă o umbră. Dar principiile lui Huygens-Fresnel nu sunt infirmate de acest exemplu. Difracția este inerentă undelor luminoase, dar este atât de imperceptibilă din cauza insuficienței magnitudinii lungimii de undă a undei luminoase încât a fost pur și simplu imposibil să o fixăm, și doar Fresnel a putut descrie acest fenomen, el a fost, de asemenea, capabil să calculeze lungimea undei luminoase, care este de jumătate de micron (jumătate de miime de milimetru) ...

Având o contribuție semnificativă la dezvoltare șidovadă a adevărului teoriei undelor luminii în secolul al XIX-lea, Fresnel este considerat pe scară largă ca unul dintre fondatorii săi. Numele său a intrat în istoria științei mondiale, iar bazele teoriei stabilite în secolul al XVII-lea de Huygens sunt denumite în mod obișnuit „principiile Huygens-Fresnel”.

Pe scurt, beneficiileTeoria undelor asupra luminii a lui Huygens este de a explica multe fenomene pe care versiunea newtoniană a naturii luminii nu le explică. Suprapunerea undelor luminoase duce la fenomenul de interferență, zonele întunecate sub forma inelelor lui Newton pe care marele om de știință însuși nu le-a putut explica. Într-adevăr, conform teoriei sale, suprapunerea fluxurilor de lumină ar fi trebuit să fie însoțită de o creștere a forței lor. Iar Fresnel a reușit să confirme manifestarea difracției într-o undă de lumină cu experimentele sale, care au risipit complet îndoielile cu privire la natura undelor luminii.

O nouă privire la proprietățile fasciculului de lumină, în bazăcare a format principiile lui Huygens-Fresnel, a dat impuls dezvoltării gândirii științifice și tehnice. Drept urmare, am asistat la apariția unei astfel de invenții ca laser (anii 60 ai secolului XX), care a devenit un instrument puternic în mâinile oamenilor de știință, medici și tehnologi. Fotografii au ocazia să își creeze capodoperele folosind filtre de lumină, astronomii pot studia compoziția stelelor îndepărtate de la distanță și multe alte zone ale vieții umane au fost îmbogățite cu noi perspective asupra naturii fasciculului de lumină obișnuit.