ホイヘンス光の波動理論

の 光の波動理論 ホイヘンスは、水中で発生する音波や機械的な波と同じように、光を波と定義しました。一方、ニュートンは、光は彼が小球と呼んだ物質粒子によって形成されたことを確認した.

光は常に人間の興味と好奇心をそそりました。このように、その始まり以来、物理学の根本的な問題の一つは光の謎を明らかにすることでした.

これらの理由のために、科学の歴史を通して、彼らの本当の性質を説明することを目的とする異なる理論がありました.

しかし、アイザック・ニュートンとクリスチャン・ホイヘンスの理論を用いて、17世紀の終わりから18世紀の初めまで、光についてのより深い知識の基礎が築かれ始めたのは初めてでした。.

ホイヘンスの光の波動理論の原理

1678年に、クリスチャンホイヘンスは光の彼の波の理論を定式化し、後に、1690年に、彼は彼の作品に光に関する論文を出版した.

オランダの物理学者は、彼がエーテルと呼んでいる媒体を通って移動する波の集合として、光があらゆる方向に放射されることを提案した。波は重力の影響を受けないため、より密度の高い媒質に入ったときに波の速度が低下すると仮定しました。.

彼のモデルはスネル - デカルトの反射と屈折の法則を説明するのに特に有用であることがわかった。彼はまた回折の現象を十分に説明した.

彼の理論は基本的に二つの概念に基づいていました：

ａ）光源は、水面上で発生する波と同様に、球形の波を放射する。このように、光線はその方向が波の表面に垂直な線によって定義されます。.

ｂ）波の各点は、順番に、一次波を特徴付けるのと同じ周波数および速度で放射される二次波の新たな放射中心である。二次波の無限大は知覚されないので、これらの二次波から生じる波はその包絡線である。.

しかし、ホイヘンスの波動理論は、当時の科学者たちには受け入れられていませんでした。.

ニュートンの巨大な名声とエーテルの概念を理解するための問題と共にその力学に到達した大きな成功のおかげで、現代の科学者のほとんどはイギリスの物理学者の粒子理論を選ぶことにしました。.

反射は、波が2つの媒質間の分離面に斜めに当たって方向の変化を受け、運動のエネルギーの一部と一緒に第1媒質に戻るときに起こる光学現象です。.

反射の法則は次のとおりです。

反射光線、入射および法線（または垂直）は、同じ平面にあります。.

入射角の値は、反射角の値とまったく同じです。.

ホイヘンスの原理は、反射の法則を証明することを可能にします。波が媒体の分離に達すると、各点が二次波を放射する新しい放射源になることが検証されています。反射波面は二次波の包絡線です。この反射された二次波面の角度は、入射角とまったく同じです。.

しかし、屈折は、波が異なる屈折率を持つ2つの媒質の間のギャップを斜めに横切って衝突するときに起こる現象です。.

これが起こると、波は浸透し、運動のエネルギーの一部と共に2分の1の媒質によって伝達されます。波が異なる媒体を伝播する速度が異なるために屈折が発生します。.

屈折現象の典型的な例は、オブジェクトが水の入ったグラスの中に部分的に挿入されている場合に観察できます（たとえば、ペンまたはペン）。.

ホイヘンスの原理は屈折について説得力のある説明を提供した。２つの媒体の間の境界に位置する波面上の点は新しい光伝播の源として作用し、したがって伝播方向が変化する。.

回折は、波に特有の物理現象であり（すべての種類の波に発生します）、波が経路内に障害物を見つけたとき、またはスリットを通過したときの波の偏りから構成されます。.

回折は寸法がその波長に匹敵する障害物のために波が歪められるときにだけ起こることを心に留めなければならない。.

Huygensの理論は、光がスリットに当たると、その平面のすべての点が二次的な波の放射源になることを説明しています。すでに説明したように、この場合回折波という名前を受け取ります。.

ホイヘンスの原理は一連の質問に答えられなかった。波面の各点が新しい波の発生源であったという彼の主張は、なぜ光が前後両方向に伝搬するのかを説明していない.

同様に、エーテルの概念の説明は完全に満足のいくものではなく、彼の理論が当初受け入れられなかった理由の1つでした。.

波動モデルが回復したのは19世紀までではありませんでした。光が縦波であることに基づいて光のすべての現象を説明することができたトーマスヤングの貢献のおかげでした.

特に、1801年に彼は彼の有名なダブルスリット実験を行いました。この実験で、Youngは、2つのスリットを通過した後に回折したときの、遠い光源からの光の干渉パターンをテストしました。.

同様に、Youngはまた、波のモデルを通して、虹の異なる色での白色光の散乱について説明しました。彼は、それぞれの媒質において、光を構成するそれぞれの色が、固有の周波数と波長を持つことを示しました。.

このようにして、この実験のおかげで彼は光の波動性を実証した。.

興味深いことに、この実験はやがて量子力学の基本的な特徴である光の双対粒子波を実証するための鍵となることが証明されました.

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