Återge ljusets hemligheter. Huygens Fresnel-principerna

Ljusfenomen är för oss såvanligt, att vi inte ens tänker på kärnan i de pågående processerna, som uppfattar deras olika manifestationer. Andelen information som mottas av den mänskliga hjärnan genom exakt ljusfenomenen når nittio procent, vilket indikerar deras enorma roll i vår livsaktivitet. Riket av världens färger runt oss, himlens blå skugga, regnbågen, vår egen reflektion i spegeln är föremål för beskrivningen mer sannolikt för människor som är lyriska än de med vetenskaplig tankegång. Men bland forskare och naturalister, som strävar efter att tränga in i kärnan i de omgivande föremålen och fenomenen, för att göra sin kvantitativa mätning och kvalitativa bedömning, var det många villiga att avslöja ljusets hemlighet.

De första forskarna av ljusfenomen, vars verkhar nått våra dagar, visste om egenskaperna hos krökta ytor. Euclid (300 f.Kr.) och Ptolemy (127-151) kunde beskriva lagar av geometrisk optik, men de fick redan praktisk tillämpning i konstruktionerna av de första glasögonen (1285), teleskop (1450) , mikroskop (1595).

Ytterligare studier av ljusfenomentvingas att flytta från geometrisk optik till den våg teorin om ljuset, vars beskrivning är känd för oss som Huygens princip den. Huygens först ifråga Newtons teori och föreslog att betrakta ljusstrålen är inte som en ström av små partiklar av en hög utmaning och som en våg. Vågen teori Huygens inte bara bekräftade fullt lagar geometrisk optik, men också tillåter en ny titt på alla företeelser av ljus. Tar uttrycket att varje punkt i det medium i vilket vågutbredningen i sig bli en källa av sekundära vågor, var Huygens kunna förklara principen av lagen om reflektion av ljus och andra fenomen, som tidigare beskrivits av Newtons teori. Men det gav inte en förklaring av principerna för det nya begreppet teorin om diffraktion och anhängare av Newtons åsikter var så många att debatten om den sanna naturen av ljus varade i hundra år.

Förklaring av begreppet "diffraktion av ljus" -principenHuygens-Fresnel ger genom att bestämma sitt beroende av våglängden. Ljudet bakom väggen vi hör, lampan går inte runt hindret, men ger en skugga. Men principerna för Huygens-Fresnel enligt detta exempel är inte motsatta på något sätt. Diffraktion är inneboende i ljusvågor, men det är så märkbar på grund av scantiness storleken på ljusets våglängd, att det var helt enkelt omöjligt att fixa det, och bara Fresnel kunde beskriva detta fenomen, var han också kunna beräkna ljusets våglängd, som är polmikrona (en halv tusendels millimeter) .

Har bidragit avsevärt till utvecklingen ochbevis på sanningens vågteoriets teori under 1800-talet anses Fresnel med rätta som en av grundarna. Hans namn gick in i världsvetenskapens historia, och grunden för teorin, som fastställdes i det sjuttonde århundradet av Huygens, kallas vanligtvis "Huygens-Fresnel-principerna".

Kortfattat sammanfattade fördelarnaHuygens vågteori av ljus är att förklara många fenomen som den newtonska versionen av ljusets natur inte ger en förklaring till. Överlagringen av ljusvågor leder till fenomenet störningar, mörka områden i form av Newtons ringar som den stora forskaren själv inte kunde förklara. Enligt hans teori borde överbelastningen av ljusströmmar åtföljas av en ökning av deras styrka. Och diffraktionens manifestation i en ljusvåg kunde bekräfta genom sina experiment Fresnel, än fullständigt tvivlade i ljusets vågform.

Ett nytt utseende på ljusstrålens egenskaper, grundensom fastställde Huygens-Fresnel-principerna, gav upphov till utvecklingen av vetenskaplig och teknisk tanke. Som ett resultat har vi sett uppkomsten av denna uppfinning såsom en laser (60 s 20 st.), Blev ett kraftfullt verktyg i händerna på vetenskapsmän, medicinska tekniker. Fotografer kunde skapa sina egna mästerverk med hjälp av filter, kan astronomer studera sammansättningen av avlägsna stjärnor i fjärran, och en hel del andra områden av mänskligt liv har berikats med nya syn på naturen det vanliga ljusstrålen.