Descoperind secretele luminii. Principiile lui Huygens Fresnel

Fenomenele luminoase sunt pentru noiobișnuiți, că, percepând diferitele lor manifestări, nici măcar nu ne gândim la esența proceselor care au loc. Ponderea informațiilor primite de creierul uman prin exact fenomenele de lumină atinge 90%, ceea ce indică rolul lor enorm în activitatea noastră de viață. Bogăția lumii din jurul nostru vopsea cerul de culoare albastru, curcubeu, propria reflexie în oglindă fac obiectul descrierii, mai degrabă pentru oameni, lyrically-minte decât a avea o minte științifică. Dar printre oamenii de știință și naturalisti care doresc să pătrundă în esența obiectelor din jurul nostru și fenomene pentru a produce lor de măsurare cantitativă și evaluarea calitativă a găsit mulți care doresc să rezolve misterul luminii.

Primii cercetători ai fenomenelor luminoase, ale căror lucrăriAm supraviețuit, știa despre proprietățile suprafețelor curbe. Euclid (300 î.Hr.) și Ptolemeu (127-151 gg.) Au fost în măsură să descrie legile opticii geometrice, dar aplicarea practică care le-au primit deja mult mai târziu în construcția primelor puncte (1285), telescoape (1450) , minute (1595).

Studierea ulterioară a fenomenelor de luminăforțați să se mute de la optica geometrice la teoria ondulatorie a luminii, a cărui dezvăluire este cunoscută pentru noi ca principiul Huygens-Fresnel. Huygens a pus sub semnul întrebării prima teorie a lui Newton și a propus să ia în considerare fasciculul de lumină nu este ca un flux de particule minuscule de o mare provocare, și ca un val. Teoria undelor Huygens nu numai că a confirmat pe deplin legile opticii geometrice, dar a permis, de asemenea, o privire nouă asupra tuturor fenomenelor de lumină. Luând expresia că fiecare punct al mediului în care propagarea undei devin în mod inerent o sursă de valuri secundare, Huygens a fost în măsură să explice principiul dreptului de reflexie a luminii și a altor fenomene, descrise anterior de teoria lui Newton. Dar nu a cedat o explicație a principiilor noului concept al teoriei de difracție, și suporterii de vederi ale lui Newton au fost atât de multe încât dezbaterea cu privire la natura reală a luminii a durat timp de o sută de ani.

Explicarea conceptului de "difracție a luminii"Huygens-Fresnel dă prin determinarea dependenței sale de lungime de undă. Sunet în spatele zidului, vom auzi curbează lumina în jurul obstacolul nu este și dă umbră. Dar principiul Huygens-Fresnel acest exemplu nu neagă. Difracția este inerentă în valuri de lumină, dar este atât de vizibil din cauza magnitudinea lipsă de lungimea de undă a luminii, că era pur și simplu imposibil să-l repare, și numai Fresnel a fost capabil să descrie acest fenomen, el a fost, de asemenea, capabil să calculeze lungimea de undă a luminii, care este polmikrona (o jumătate de miime de milimetru) .

O contribuție semnificativă la dezvoltarea șidovada adevărului valorii teorii a luminii în secolul al XIX-lea, Fresnel este pe bună dreptate considerat unul dintre fondatorii săi. Numele lui a mers în jos în istoria științei mondiale și elementele de bază ale teoriei, înrădăcinate în Huygens din secolul al XVII-lea, numit „principiul Huygens-Fresnel.“

Sintetizând pe scurt avantajeleTeoria undei luminoase a lui Huygens este de a explica multe fenomene la care versiunea newtoniană a naturii luminii nu oferă o explicație. Suprapunerea undelor luminoase conduce la fenomenul de interferență, zone întunecate sub forma inelelor lui Newton pe care marele om de știință el însuși nu le-a putut explica. După toate, potrivit teoriei sale, suprapunerea fluxurilor de lumină ar trebui să fie însoțită de o creștere a puterii lor. Și manifestarea difracției într-un val de lumină a fost capabilă să confirme prin experimentele lui Fresnel, decât să-și îndoiască complet îndoiala în lumina undelor.

O privire nouă asupra proprietăților fasciculului de lumină, bazacare a stabilit principiile lui Huygens-Fresnel, a dat un impuls dezvoltării gândirii științifice și tehnice. Ca rezultat, am fost martorii inventiei unei astfel de inventii ca un laser (anii 60 ai secolului XX), care au devenit un instrument puternic in mainile oamenilor de stiinta, medicilor, tehnologilor. Fotografii au ocazia să-și creeze capodoperele folosind filtre luminoase, astronomii pot studia compoziția stelelor îndepărtate la distanță și multe alte domenii ale vieții umane îmbogățite cu apariția unor noi puncte de vedere asupra naturii fasciculului obișnuit de lumină.