Wave Theory of Huygens Light
La teoria ondulatoria di Huygens della luce definiva la luce come un'onda, simile al suono o alle onde meccaniche prodotte nell'acqua. D'altra parte, Newton affermava che la luce era formata da particelle materiali a cui egli chiamava corpuscoli.
La luce ha sempre suscitato l'interesse e la curiosità dell'essere umano. In questo modo, sin dal suo inizio uno dei problemi fondamentali della fisica è stato quello di svelare i misteri della luce.
b) Ogni punto di un'onda è a sua volta un nuovo centro di emissione di onde secondarie, che sono emesse con la stessa frequenza e velocità che caratterizzavano le onde primarie. L'infinito delle onde secondarie non è percepito, quindi l'onda risultante da queste onde secondarie è la loro busta.
Tuttavia, la teoria ondulatoria di Huygens non fu accettata dagli scienziati del suo tempo, tranne alcune eccezioni come quella di Robert Hooke.
L'enorme prestigio di Newton e il grande successo che raggiunse la sua meccanica insieme ai problemi di comprensione del concetto di etere, fece sì che la maggior parte degli scienziati contemporanei optassero entrambi per la teoria corpuscolare del fisico inglese.
riflessione
La riflessione è un fenomeno ottico che si verifica quando un'onda colpisce obliquamente una superficie di separazione tra due media e subisce un cambio di direzione, essendo restituita al primo mezzo insieme a parte dell'energia del movimento.
Le leggi di riflessione sono le seguenti:
Prima legge
Il raggio riflesso, l'incidente e il normale (o perpendicolare) si trovano nello stesso piano.
Seconda legge
Il valore dell'angolo di incidenza è esattamente uguale a quello dell'angolo di riflessione.
Il principio di Huygens consente di dimostrare le leggi della riflessione. Si verifica che quando un'onda raggiunge la separazione dei media, ogni punto diventa una nuova sorgente di emissione che emette onde secondarie. Il fronte d'onda riflesso è l'inviluppo delle onde secondarie. L'angolo di questo fronte d'onda secondario riflesso è esattamente uguale all'angolo di incidenza.
rifrazione
Tuttavia, la rifrazione è il fenomeno che si verifica quando un'onda colpisce obliquamente uno spazio tra due media, che hanno un diverso indice di rifrazione.
Quando ciò accade, l'onda penetra e viene trasmessa dal secondo medium insieme a parte dell'energia del movimento. La rifrazione si verifica in conseguenza della diversa velocità con cui le onde si propagano nei diversi media.
Un tipico esempio del fenomeno della rifrazione può essere osservato quando un oggetto viene parzialmente introdotto (ad esempio una penna o una penna) in un bicchiere d'acqua.
Il principio di Huygens ha fornito una spiegazione convincente sulla rifrazione. I punti sul fronte d'onda situati al confine tra i due media agiscono come nuove fonti di propagazione della luce e quindi la direzione delle variazioni di propagazione.
diffrazione
La diffrazione è un fenomeno fisico caratteristico delle onde (si verifica in tutti i tipi di onde) che consiste nella deviazione delle onde quando trovano un ostacolo sul loro percorso o passano attraverso una fessura.
Va tenuto presente che la diffrazione si verifica solo quando l'onda è distorta a causa di un ostacolo le cui dimensioni sono paragonabili alla sua lunghezza d'onda.
La teoria di Huygens spiega che quando la luce cade su una fessura tutti i punti del suo piano diventano sorgenti secondarie di onde che, come già spiegato in precedenza, emettono nuove onde che in questo caso ricevono il nome di onde diffratte.
Le domande senza risposta della teoria di Huygens
Il principio di Huygens ha lasciato una serie di domande senza risposta. La sua affermazione che ogni punto di un fronte d'onda era a sua volta una fonte di una nuova ondata, non spiegava perché la luce si propaga sia avanti che indietro.
Allo stesso modo, la spiegazione del concetto di etere non era del tutto soddisfacente ed era una delle ragioni per cui inizialmente la sua teoria non fu accettata.
Recupero del modello d'onda
Non è stato fino al 19 ° secolo, quando il modello ondulatorio è stato recuperato. È stato soprattutto grazie ai contributi di Thomas Young che è riuscito a spiegare tutti i fenomeni di luce sulla base del fatto che la luce è un'onda longitudinale.
In particolare, nel 1801 fece il suo famoso esperimento a doppia fenditura. Con questo esperimento, Young ha testato un modello di interferenza nella luce proveniente da una fonte di luce distante quando si diffranse dopo aver attraversato due fessure.
Allo stesso modo, Young ha anche spiegato attraverso il modello d'onda la dispersione della luce bianca nei diversi colori dell'arcobaleno. Ha mostrato che in ciascun mezzo ciascuno dei colori che compongono la luce ha una frequenza caratteristica e una lunghezza d'onda.
In questo modo, grazie a questo esperimento, ha dimostrato la natura ondulatoria della luce.
È interessante notare che nel corso del tempo questo esperimento si è dimostrato fondamentale per dimostrare la dualità dell'ondata di luce corpuscolare, una caratteristica fondamentale della meccanica quantistica.
