Revelando os segredos da luz. Princípios de Huygens Fresnel

Fenômenos de luz são para nós tãoordinário, que, percebendo suas várias manifestações, nem sequer pensamos sobre a essência dos processos que estão ocorrendo. A parcela de informação recebida pelo cérebro humano através dos fenômenos da luz chega a noventa por cento, o que indica seu enorme papel em nossa atividade na vida. A riqueza das cores do mundo ao nosso redor, a sombra azul do céu, o arco-íris, nosso próprio reflexo no espelho são o tema da descrição mais provável para as pessoas que são líricas do que aquelas com uma mentalidade científica. Mas entre os cientistas e naturalistas, que estão se esforçando para penetrar na essência dos objetos e fenômenos ao redor, para fazer sua medição quantitativa e avaliação qualitativa, havia muitos dispostos a revelar o segredo da luz.

Os primeiros pesquisadores dos fenômenos da luz, cujas obraschegaram aos nossos dias, sabiam das propriedades das superfícies curvas. Euclides (300 aC) e Ptolomeu (127-151) conseguiram descrever as leis da óptica geométrica, mas já receberam aplicação prática nas construções dos primeiros vidros (1285), telescópios (1450) microscópios (1595).

Mais estudos sobre os fenómenos da luznos fez passar da óptica geométrica para a teoria ondulatória da luz, cuja descrição é conhecida por nós como os princípios de Huygens-Fresnel. Huygens foi o primeiro a questionar a teoria de Newton e sugeriu que o raio de luz fosse visto não como um fluxo das menores partículas que se espalhavam rapidamente, mas como uma onda. A teoria das ondas de Huygens não apenas confirmou plenamente as leis da óptica geométrica, mas também permitiu um novo olhar para todos os fenômenos da luz. Tomando como base a expressão de que cada ponto do meio em que a onda se propaga assume a propriedade de se tornar uma fonte de ondas secundárias, foi capaz de explicar o princípio de Huygens da lei da reflexão da luz e outros fenômenos anteriormente descritos pela teoria de Newton. Mas o conceito de difração não poderia ser explicado de forma alguma pelos princípios da nova teoria, e havia tantos defensores das visões newtonianas que os argumentos sobre a verdadeira natureza da luz foram arrastados por cem anos.

Explicação do conceito de "difração da luz" princípioHuygens-Fresnel determina a dependência do comprimento de onda. Som atrás da parede, ouvimos as curvas de luz em todo o obstáculo não é e dá sombra. Mas os princípios de Huygens-Fresnel não refutam este exemplo. Difração é inerente ondas de luz, mas é tão perceptível por causa da magnitude escassez de comprimento de onda da luz, que era simplesmente impossível para corrigi-lo, e só Fresnel foi capaz de descrever este fenômeno, ele também era capaz de calcular o comprimento de onda da luz, que é polmikrona (metade de um milésimo de milímetro) .

Tendo feito uma contribuição significativa para o desenvolvimento eprova da verdade da teoria ondulatória da luz no século XIX, Fresnel é legitimamente considerado um de seus fundadores. Seu nome entrou na história da ciência do mundo, e os fundamentos da teoria, estabelecidos no século XVII por Huygens, são geralmente chamados de "princípios de Huygens-Fresnel".

Resumindo brevemente, as vantagensA teoria ondulatória da luz de Huygens explica muitos fenômenos para os quais a versão newtoniana da natureza da luz não fornece uma explicação. A superposição das ondas de luz leva ao fenômeno da interferência, áreas escurecidas na forma dos anéis de Newton que o próprio grande cientista não conseguiu explicar. Afinal, de acordo com sua teoria, a superposição dos fluxos de luz deveria ser acompanhada de um aumento em sua força. E a manifestação da difração em uma onda de luz foi capaz de confirmar por seus experimentos Fresnel, do que dissipar completamente dúvidas na natureza ondulatória da luz.

Um novo olhar sobre as propriedades do feixe de luz, a baseque estabeleceu os princípios de Huygens-Fresnel, deu impulso ao desenvolvimento do pensamento científico e técnico. Como resultado, testemunhamos a invenção de tal invenção como um laser (anos 60 do século 20), que se tornou uma ferramenta poderosa nas mãos de cientistas, médicos, tecnólogos. Fotógrafos têm a oportunidade de criar suas obras usando filtros de luz, os astrônomos podem estudar a composição de estrelas distantes à distância, e muitas outras áreas da vida humana enriquecidas com o surgimento de novas visões sobre a natureza do feixe de luz comum.