Huygens'in Kırınım İlkesi

click fraud protection

Huygen'in dalga analizi prensibi, dalgaların hareketleri nesnelerin etrafında. Dalgaların davranışı bazen mantıksız olabilir. Dalgaları sanki düz bir çizgide hareket ediyormuş gibi düşünmek kolaydır, ancak bunun genellikle doğru olmadığına dair iyi kanıtlarımız vardır.

Örneğin, birisi bağırırsa, ses o kişiden gelen her yöne yayılır. Ama eğer sadece tek kapılı bir mutfaktalar ve bağırırlarsa, kapıya yemek odasına doğru giden dalga o kapıdan geçer, ama sesin geri kalanı duvara çarpar. Yemek odası L şeklindeyse ve birisi bir köşede ve başka bir kapıdan geçen bir oturma odasındaysa, bağırmayı duyacaklardır. Ses bağıran kişiden düz bir çizgide hareket ediyor olsaydı, bu imkansız olurdu çünkü sesin köşede hareket etmesinin bir yolu olmayacaktı.

Bu soru, bazılarının yaratılmasıyla da bilinen Christiaan Huygens (1629-1695) tarafından ele alındı. ilk mekanik saatler ve bu alandaki çalışmalarının Sör Isaac Newton parçacık ışık teorisini geliştirirken.

Huygens'in Prensip Tanımı

Huygens'in dalga analizi prensibi temel olarak şunları ifade eder:

instagram viewer
Bir dalga cephesinin her noktası, dalgaların yayılma hızına eşit bir hızla tüm yönlere yayılan ikincil dalgacıkların kaynağı olarak düşünülebilir.

Bunun anlamı, bir dalganız olduğunda dalganın "kenarını" aslında bir dizi dairesel dalga yaratarak görebilirsiniz. Bu dalgalar, çoğalmaya devam etmek için çoğu durumda bir araya gelir, ancak bazı durumlarda önemli gözlemlenebilir etkiler vardır. Wavefront çizgi olarak görülebilir teğet tüm bu dairesel dalgalara.

Bu sonuçlar Maxwell denklemlerinden ayrı olarak elde edilebilir, ancak Huygens prensibi (önce gelen) faydalı bir modeldir ve genellikle dalga fenomenlerinin hesaplanması için uygundur. Huygens'in çalışmalarının, James Clerk Maxwell Yaklaşık iki asırdır ve henüz Maxwell'in sağlam teorik temeli olmadan bunu öngörüyor gibiydi. Amper yasası ve Faraday yasası bir elektromanyetik dalgadaki her noktanın, Huygens'in analizine mükemmel şekilde uyan devam eden dalganın kaynağı olarak hareket ettiğini tahmin edin.

Huygens İlkesi ve Kırınımı

Işık bir diyafram açıklığından geçtiğinde (bariyer içindeki bir açıklık), ışık dalgasının her noktası açıklık içinde, dışardan dışarı doğru yayılan dairesel bir dalga oluşturmak olarak görülebilir. Açıklık.

Bu nedenle açıklık, dairesel bir dalga cephesi şeklinde yayılan yeni bir dalga kaynağı oluşturma olarak kabul edilir. Dalga cephesinin merkezi, kenarlara yaklaşıldıkça yoğunluğun solmasıyla daha büyük bir yoğunluğa sahiptir. Açıklıyor kırınım ve bir diyafram açıklığındaki ışığın neden ekranda bir diyafram açıklığının mükemmel bir görüntüsünü oluşturduğunu görebilirsiniz. Kenarlar bu prensibe dayanarak "yayılır".

İş yerinde bu ilkenin bir örneği günlük hayatta yaygındır. Birisi başka bir odada bulunuyor ve size doğru ses çıkarıyorsa, ses (çok ince duvarlarınız yoksa) kapıdan geliyor gibi görünüyor.

Huygens İlkesi ve Yansıma / Kırılma

Yasaları yansıma ve kırılma her ikisi de Huygens prensibinden türetilebilir. Dalga kenarı boyunca bulunan noktalar, kırılma ortamının yüzeyi boyunca kaynak olarak kabul edilir, bu noktada genel dalga, yeni ortama dayalı olarak bükülür.

Hem yansıma hem de kırılmanın etkisi, nokta kaynakları tarafından yayılan bağımsız dalgaların yönünü değiştirmektir. Titiz hesaplamaların sonuçları Newton'un geometrik optiklerinden (Snell'in kanunu gibi) elde edilenle aynıdır. kırılma), ışık parçacık prensibi altında türetilmiştir - Newton'un yöntemi açıklamasında daha az zarif olmasına rağmen kırınım.

Tarafından düzenlendi Anne Marie Helmenstine, Doktora

instagram story viewer