Bagikan:
Teori Gelombang Cahaya Huygens
itu teori gelombang cahaya Huygens mendefinisikan cahaya sebagai gelombang, mirip dengan suara atau gelombang mekanis yang terjadi di air. Di sisi lain, Newton menegaskan bahwa cahaya dibentuk oleh partikel-partikel material yang ia sebut sel-sel.
Cahaya selalu membangkitkan minat dan keingintahuan manusia. Dengan cara ini, sejak awal, salah satu masalah mendasar fisika adalah mengungkap misteri cahaya.
Karena alasan-alasan ini, sepanjang sejarah sains terdapat teori yang berbeda yang dimaksudkan untuk menjelaskan sifat asli mereka.
Namun, tidak sampai akhir abad ke-17 dan awal abad ke-18, dengan teori-teori Isaac Newton dan Christiaan Huygens, dasar-dasar untuk pengetahuan yang lebih dalam tentang cahaya mulai diletakkan.
Prinsip teori gelombang cahaya Huygens
Pada 1678, Christiaan Huygens merumuskan teori gelombang cahayanya, yang kemudian, pada 1690, ia menerbitkan dalam karyanya Risalah tentang cahaya.
Fisikawan Belanda mengusulkan bahwa cahaya dipancarkan ke segala arah sebagai seperangkat gelombang yang bergerak melalui media yang ia sebut eter. Karena gelombang tidak terpengaruh oleh gravitasi, diasumsikan kecepatan gelombang berkurang ketika mereka memasuki medium yang lebih padat.
Modelnya terbukti sangat berguna dalam menjelaskan hukum refleksi dan refraksi Snell-Descartes. Dia juga dengan memuaskan menjelaskan fenomena difraksi.
Teorinya didasarkan pada dua konsep:
a) Sumber cahaya memancarkan gelombang dengan bentuk bulat, mirip dengan gelombang yang terjadi di permukaan air. Dengan cara ini, sinar cahaya ditentukan oleh garis-garis yang arahnya tegak lurus terhadap permukaan gelombang.
b) Setiap titik gelombang pada gilirannya merupakan pusat emitor baru dari gelombang sekunder, yang dipancarkan dengan frekuensi dan kecepatan yang sama yang menandai gelombang primer. Ketakterhinggaan gelombang sekunder tidak dirasakan, sehingga gelombang yang dihasilkan dari gelombang sekunder ini adalah selubungnya.
Namun, teori gelombang Huygens tidak diterima oleh para ilmuwan pada masanya, kecuali beberapa pengecualian seperti Robert Hooke..
Prestise Newton yang luar biasa dan keberhasilan besar yang mencapai mekanismenya bersamaan dengan masalah untuk memahami konsep eter, membuat sebagian besar ilmuwan kontemporer memilih teori korpuskuler ahli fisika Inggris..
Refleksi
Refleksi adalah fenomena optik yang terjadi ketika gelombang menyerang secara miring pada permukaan pemisahan antara dua media dan mengalami perubahan arah, dikembalikan ke media pertama bersama-sama dengan sebagian energi gerakan..
Hukum refleksi adalah sebagai berikut:
Hukum pertama
Sinar yang dipantulkan, kejadian dan normal (atau tegak lurus), terletak di bidang yang sama.
Hukum kedua
Nilai sudut datang persis sama dengan nilai sudut refleksi.
Prinsip Huygens memungkinkan untuk menunjukkan hukum refleksi. Dipastikan bahwa ketika gelombang mencapai pemisahan media, setiap titik menjadi sumber pemancar baru yang memancarkan gelombang sekunder. Bagian depan gelombang yang dipantulkan adalah amplop dari gelombang sekunder. Sudut depan gelombang sekunder yang dipantulkan ini persis sama dengan sudut datang.
Refraksi
Namun, refraksi adalah fenomena yang terjadi ketika gelombang menyerang secara tidak sengaja pada celah antara dua media, yang memiliki indeks bias yang berbeda..
Ketika ini terjadi, gelombang menembus dan ditransmisikan oleh medium kedua bersama-sama dengan bagian dari energi gerakan. Pembiasan terjadi sebagai akibat dari perbedaan kecepatan gelombang merambat dalam media yang berbeda.
Contoh tipikal dari fenomena pembiasan dapat diamati ketika suatu benda dimasukkan sebagian (misalnya, pena atau pena) ke dalam segelas air..
Prinsip Huygens memberikan penjelasan yang meyakinkan tentang refraksi. Titik-titik pada muka gelombang yang terletak di batas antara dua media bertindak sebagai sumber baru rambatan cahaya dan dengan demikian arah perubahan rambat.
Difraksi
Difraksi adalah fenomena fisik karakteristik gelombang (terjadi pada semua jenis gelombang) yang terdiri dari penyimpangan gelombang ketika mereka menemukan hambatan di jalurnya atau melalui celah.
Harus diingat bahwa difraksi hanya terjadi ketika gelombang terdistorsi karena hambatan yang dimensinya sebanding dengan panjang gelombangnya..
Teori Huygens menjelaskan bahwa ketika cahaya jatuh pada celah, semua titik bidangnya menjadi sumber gelombang sekunder yang dipancarkan, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, gelombang baru yang dalam hal ini menerima nama gelombang terdifraksi..
Pertanyaan yang tidak terjawab dari teori Huygens
Prinsip Huygens meninggalkan serangkaian pertanyaan yang tidak terjawab. Klaimnya bahwa setiap titik muka gelombang pada gilirannya merupakan sumber gelombang baru, tidak menjelaskan mengapa cahaya merambat baik ke belakang maupun ke depan.
Demikian pula penjelasan konsep eter tidak sepenuhnya memuaskan dan merupakan salah satu alasan mengapa teorinya pada awalnya tidak diterima.
Pemulihan model gelombang
Tidak sampai abad ke-19 ketika model gelombang pulih. Terutama berkat kontribusi Thomas Young yang mampu menjelaskan semua fenomena cahaya dengan dasar bahwa cahaya adalah gelombang longitudinal..
Secara khusus, pada 1801 ia membuat eksperimen celah ganda yang terkenal. Dengan percobaan ini Young menguji pola interferensi dalam cahaya dari sumber cahaya jauh ketika difraksi setelah melewati dua celah.
Demikian pula, Young juga menjelaskan melalui model gelombang hamburan cahaya putih dalam berbagai warna pelangi. Dia menunjukkan bahwa dalam setiap media masing-masing warna yang membentuk cahaya memiliki frekuensi dan panjang gelombang karakteristik.
Dengan cara ini, berkat eksperimen ini ia mendemonstrasikan sifat gelombang cahaya.
Menariknya, lama-kelamaan percobaan ini membuktikan kunci untuk menunjukkan gelombang cahaya dualitas sel, fitur mendasar dari mekanika kuantum.
Referensi
- Burke, John Robert (1999). Fisika: sifat hal. Mexico City: Editor Thomson Internasional.
- "Christiaan Huygens." Ensiklopedia Biografi Dunia. 2004. Encyclopedia.com. (14 Desember 2012).
- Tipler, Paul Allen (1994). Fisika Edisi ke-3. Barcelona: Reverté.
- Prinsip propagasi gelombang David A. B. Miller Huygens dikoreksi, Optics Letters 16, hlm. 1370-2 (1991)
- Prinsip Huygens-Fresnel (n.d.) Di Wikipedia. Diperoleh pada 1 April 2018, dari en.wikipedia.org.
- Light (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 1 April 2018, dari en.wikipedia.org.
Eksperimen Young (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 1 April 2018, dari es.wikipedia.org.