Teori Gelombang Cahaya Huygens

Teori gelombang cahaya Huygens mendefinisikan cahaya sebagai gelombang, mirip dengan suara atau gelombang mekanis yang dihasilkan dalam air. Di sisi lain, Newton menegaskan bahwa cahaya dibentuk oleh partikel-partikel material yang ia miliki dalam bentuk sel-sel.

Cahaya selalu membangkitkan minat dan keingintahuan manusia. Dengan cara ini, sejak awal, salah satu masalah mendasar fisika adalah mengungkap misteri cahaya.

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, menyebabkan sebagian besar ilmuwan kontemporer memilih teori sel-sel dari 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 bagian dari 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 muka gelombang sekunder yang dipantulkan ini persis sama dengan sudut datang.

Bias

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 rambatan berubah.

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 tak 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 juga, penjelasan tentang 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 berhasil 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 yang 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 menunjukkan sifat gelombang cahaya.

Menariknya, lama-kelamaan percobaan ini membuktikan kunci untuk menunjukkan gelombang cahaya dualitas sel, fitur mendasar dari mekanika kuantum.