Undele transversale

Pentru o lungă perioadă de timp strămoșii de optică de undă T. Jung și O. Fresnel știa că undele luminoase sunt longitudinale, adică sunt ca niște valuri de sunet. În acel moment, undele luminoase erau percepute ca valuri elastice în eter, care umpleau întregul spațiu și pătrundeau în fiecare corp. Se pare, că astfel undele nu pot fi numite transversale.

Dar s-au acumulat tot mai multe dovezi experimentale și fapte, care nu au putut fi explicate, presupunând că undele luminoase sunt valuri longitudinale. La urma urmei valuri transversale ar putea exista doar în solide. Dar cum poate un corp să se miște într-un solid fără rezistență? Eterul nu trebuie să încetinească mișcarea corpurilor. La urma urmei, altfel legea inerției nu ar fi îndeplinite.

Un experiment simplu și util cu un cristal turmalin poate fi luat în considerare. Este transparent și are o culoare verde.

Există un cristal de turmalină axa de simetrie. Acest cristal este considerat drept cristale uniaxiale. Luat placă dreptunghiulară turmalina este tăiat, astfel încât ei o față era paralelă cu axa cristalului. Dacă o rază de lumină electrică sau de soare este direcționată în mod normal pe această placă, atunci rotirea plăcii în jurul acesteia nu va cauza o schimbare a intensității luminii care trece prin ea. Există un sentiment că lumina trecătoare din turmalină a fost parțial absorbită și a obținut o culoare verde deschis. Nimic altceva nu se întâmplă. Dar acest lucru este greșit. Un val de lumină dobândește proprietăți noi.

Ele pot fi detectate dacă un fascicul de lumină trece prin același al doilea cristal de turmalină, care este paralel cu primul. În aceeași direcție ca și axele cristaline ale celor două nimic nu se întâmplă curios, doar fasciculul de lumină mai atenuat datorită absorbției, trecând prin al doilea cristal. Dar când a doua rotație a cristalului, cu condiția ca primul să părăsească nemișcat, a găsit un fenomen interesant, numit „dispariția luminii.“ În procesul de creștere a unghiului dintre două axe date, saturația fasciculului transmis scade. Când cele două axe sunt perpendiculare între ele, lumina nu poate trece deloc. Va fi complet absorbit de al doilea cristal. Cum se explică acest lucru?

Undele luminoase transversale

Din descrierea faptelor prezentate mai devreme, rezultă:

1. În primul rând, un val de lumină care provine dintr-o sursă de lumină este absolut simetric în raport cu direcția prin care are loc propagarea. Când acest cristal este rotit în jurul fasciculului de întâlnire de lumină, intensitatea primului experiment nu se schimbă.

2. În al doilea rând, un val care iese din primul cristal nu va avea simetrie axială. Intensitatea luminii transmise printr-un alt cristal depinde de rotația sa.

Undele longitudinale diferă în simetrie completă în raport cu direcția de propagare. Oscilațiile undelor longitudinale apar în această direcție, această oscilație și este axa de simetrie a undelor. De aceea, pentru a explica experiența cu rotația celui de-al doilea cristal, având în vedere valul de lumină longitudinală, nu este posibil: acestea sunt valuri transversale.

Puteți explica pe deplin experiența, făcând două ipoteze:

Presupunerea numărul unu se referă direct la lumină: undele luminoase sunt valuri transversale. Dar, în fascicul de unde luminoase care provine de la sursa de lumină, sunt prezente oscilații ale direcțiilor diferite, care sunt perpendiculare pe direcția în care se propagă această undă. În acest caz, luând în considerare această ipoteză, putem concluziona că valul de lumină are simetrie axială, în același timp fiind transversale. De exemplu, valuri de pe suprafața apei nu au o astfel de simetrie, deoarece particulele oscilații de apă apar exclusiv în plan vertical.

Valuri de lumină din fluctuațiile în direcții diferite, care sunt perpendiculare pe direcția de propagare sunt numite naturale. Acest nume este justificat, deoarece în condiții standard diferite surse de lumină creează doar astfel de valuri. Această ipoteză este explicată prin rezultatele primului experiment. Rotația cristalului turmalina nu se schimba intensitatea razei de lumină transmisă, astfel încât unda incidentă are simetrie axială, în ciuda faptului că ea - un val transversal.

A doua presupunere se referă la cristalul în sine. Turmalina are capacitatea de a trece valuri de lumină cu fluctuații care apar într-un anumit plan. Această lumină se numește polarizată (sau plane-polarizată). Este diferit de cel natural, nepolarizat.

Această presupunere se datorează celei de-a doua experiențe. Lumina plane-polarizată (val) iese din primul cristal al turmalinei. Când traversează cristalele la un unghi de 90 de grade, valul nu poate trece prin cel de-al doilea. Dacă unghiul de intersecție este diferit, oscilații, amplitudine care va fi egal cu proiecția amplitudinii undei care trece prin prima placă în direcția axei celui de-al doilea. Aceasta este dovada teoriei că undele luminoase sunt valuri transversale.