Revelando los secretos de la luz. Principios de Huygens Fresnel

Los fenómenos de luz son para nosotros tanordinario, que, percibiendo sus diversas manifestaciones, ni siquiera pensamos en la esencia de los procesos en curso. La porción de información recibida por el cerebro humano a través precisamente de los fenómenos de luz alcanza el noventa por ciento, lo que indica su enorme papel en nuestra actividad vital. La riqueza de los colores del mundo que nos rodea, el tono azul del cielo, el arco iris, nuestro propio reflejo en el espejo son el tema de la descripción más probable para las personas que son líricas que aquellos con una mentalidad científica. Pero entre los científicos y naturalistas, que se esfuerzan por penetrar en la esencia de los objetos y fenómenos circundantes, para hacer su medición cuantitativa y evaluación cualitativa, hubo muchos dispuestos a revelar el secreto de la luz.

Los primeros investigadores de los fenómenos de luz, cuyas obrasLlegamos a nuestros días, sabíamos sobre las propiedades de las superficies curvas. Euclides (300 aC) y Ptolomeo (127-151) fueron capaces de describir las leyes de la óptica geométrica, pero ya recibieron una aplicación práctica en la construcción de las primeras gafas (1285), telescopios (1450) , microscopios (1595).

Estudio adicional de fenómenos de luznos hizo pasar de la óptica geométrica a la teoría ondulatoria de la luz, cuya descripción conocemos como los principios de Huygens-Fresnel. Huygens fue el primero en cuestionar la teoría de Newton y sugirió que el rayo de luz no sea visto como una corriente de las partículas más pequeñas que se expanden rápidamente, sino como una onda. La teoría de las ondas de Huygens no solo confirmó por completo las leyes de la óptica geométrica, sino que también permitió una nueva visión de todos los fenómenos de luz. Tomando como base la expresión de que cada punto del medio en el que la onda se propaga adquiere la propiedad de convertirse en una fuente de ondas secundarias, fue capaz de explicar el principio Huygens de la ley de reflexión de la luz y otros fenómenos previamente descritos por la teoría de Newton. Pero el concepto de difracción no podía ser explicado de ninguna manera por los principios de la nueva teoría, y había tantos partidarios de las opiniones newtonianas que los argumentos sobre la verdadera naturaleza de la luz fueron arrastrados durante cien años.

Explicación del concepto de principio de "difracción de la luz"Huygens-Fresnel da al determinar su dependencia de la longitud de onda. Sonar detrás de la pared, oímos la luz se dobla alrededor del obstáculo no es y da sombra. Pero los principios de Huygens-Fresnel con este ejemplo no se refutan de ninguna manera. La difracción es inherente a las ondas de luz, pero es tan notable debido a la magnitud escasez de la longitud de onda de la luz, que era simplemente imposible para solucionarlo, y sólo Fresnel fue capaz de describir este fenómeno, que también fue capaz de calcular la longitud de onda de la luz, que es polmikrona (la mitad de una milésima de milímetro) .

Habiendo hecho una contribución significativa al desarrollo yprueba de la verdad de la teoría ondulatoria de la luz en el siglo XIX, Fresnel es considerado legítimamente uno de sus fundadores. Su nombre entró en la historia de la ciencia mundial, y los fundamentos de la teoría, establecidos en el siglo XVII por Huygens, generalmente se llaman los "principios de Huygens-Fresnel".

Resumiendo brevemente, las ventajasLa teoría ondulatoria de la luz de Huygens es para explicar muchos fenómenos a los que la versión newtoniana de la naturaleza de la luz no proporciona una explicación. La superposición de ondas de luz conduce al fenómeno de la interferencia, áreas oscuras en forma de anillos de Newton que el gran científico no podría explicar. Después de todo, de acuerdo con su teoría, la superposición de las corrientes de luz debería ir acompañada de un aumento en su fuerza. Y la manifestación de la difracción en una onda de luz pudo confirmar por sus experimentos con Fresnel, que las dudas completamente disipadas en la naturaleza ondulatoria de la luz.

Una nueva mirada a las propiedades del haz de luz, la baseque estableció los principios de Huygens-Fresnel, impulsó el desarrollo del pensamiento científico y técnico. Como resultado, fuimos testigos de la invención de tal invención como un láser (años 60 del siglo 20), que se convirtió en una poderosa herramienta en manos de científicos, médicos y tecnólogos. Los fotógrafos tienen la oportunidad de crear sus obras maestras utilizando filtros de luz, los astrónomos pueden estudiar la composición de estrellas distantes a distancia y muchas otras áreas de la vida humana enriquecidas con la aparición de nuevos puntos de vista sobre la naturaleza del haz de luz ordinario.