Принцип Гюйгенса • Джеймс трефами, енциклопедія "Двісті законів світобудови"

Принцип Гюйгенса

Уявіть собі хвилю на поверхні водойми. Найпростіше, здавалося б, описати хвильовий рух води чисто механічно – розрахувати сили гідродинамічного тиску, що діють на частинки водної поверхні знизу, і протидіють їм сили гравітаційного тяжіння, сумарний вплив яких і призводить до того, що поверхня ритмічно колишеться вгору-вниз. Однак в кінці XVII століття голландський фізик Християн Гюйгенс уявив собі хвильову картину дещо по-іншому і вивів, завдяки цьому, потужний принцип, в рівній мірі можна застосовувати до будь-яких хвилях – починаючи від хвиль на водній поверхні і закінчуючи гамма-випромінюванням далеких галактик.

Сенс принципу Гюйгенса найпростіше зрозуміти, якщо уявити собі, що гребінь хвилі на водній поверхні на мить застиг. Тепер уявіть, що в цю мить уздовж всього фронту хвилі в кожну точку гребеня кинуто по каменю, в результаті чого кожна точка гребеня стає джерелом нової кругової хвилі. Практично всюди знову порушені хвилі взаємно загасяться і не виявляться на водній поверхні. І лише вздовж фронту вихідної хвилі вторинні маленькі хвилі взаємно посиляться і утворюють новий хвильовий фронт, паралельний попередньому і віддалений від нього на деяку відстань.Саме за такою схемою, згідно з принципом Гюйгенса, і поширюється хвиля.

Так чому настільки парадоксальний, здавалося б, погляд на настільки звичайне природне явище, як поширення хвиль, виявляється корисний вченим? Уявіть, що буде при зіткненні хвилі з перешкодою на шляху її поширення. Повернемося до прикладу хвилі на водній поверхні і уявімо, що хвиля вдарилася об бетонний хвилеріз під кутом до нього. Згідно з принципом Гюйгенса, з тих точок хвильового фронту, які припали на хвилеріз, вторинні хвилі поширюватися не будуть, а з інших будуть. В результаті хвиля продовжить свій шлях і відновиться позаду хвилерізи. Тобто, фактично, при зіткненні з перешкодою хвиля спокійно огинає його, і будь-який моряк вам це підтвердить. (Ця властивість хвиль називається дифракцією.)

Є і цілий ряд інших корисних застосувань принципу Гюйгенса при розгляді хвильових явищ – часом досить несподіваних. Він широко використовується в хвильової оптики і в телекомунікаційній інженерії, де хвилі (світлові та радіо- відповідно) регулярно стикаються з перешкодами на шляху їх поширення і огинають їх.

До цього відкриття Гюйгенса привели заняття астрономією, для розвитку якої він зробив чимало, зокрема, ставши в 1655 році першовідкривачем Титана – найбільшого супутника Сатурна. Автоматична космічна станція НАСА «Кассіні» в 2004 році повинна досягти Сатурна і відправити на поверхню Титана спусковий апарат для дослідження складу його атмосфери і грунту. Цей апарат, що спускається називається «Гюйгенс». Так наука шанує своїх засновників.

Див. також:

близько 100 р н.е.Закон відбиття світла
1815закон Брюстера

християн Гюйгенс
Christiaan Huygens, 1629-95

Голландський астроном і фізик. Народився в Гаазі в родині дипломата. Отримав гарну домашню освіту, потім закінчив Лейденський університет. У 1666 році переїхав до Парижа, де брав участь в організації Академії наук Франції. Найбільшу популярність Гюйгенсу принесли роботи з оптики і астрономії. Він значно вдосконалив конструкцію телескопів і відкрив кільця Сатурна. Крім того, Гюйгенс є винахідником маятникових годин.


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: