Huygens 'सिद्धांत का विचलन

लहर के विश्लेषण का ऑक्सीजन का सिद्धांत आपको समझने में मदद करता है लहरों की चाल वस्तुओं के आसपास। तरंगों का व्यवहार कभी-कभी प्रतिघातक भी हो सकता है। लहरों के बारे में सोचना आसान है जैसे कि वे बस एक सीधी रेखा में चलते हैं, लेकिन हमारे पास अच्छे सबूत हैं कि यह अक्सर बस सच नहीं है।

उदाहरण के लिए, यदि कोई चिल्लाता है, तो ध्वनि उस व्यक्ति से सभी दिशाओं में फैल जाती है। लेकिन अगर वे केवल एक दरवाजे के साथ रसोई में हैं और वे चिल्लाते हैं, तो भोजन कक्ष में दरवाजे की ओर बढ़ रही लहर उस दरवाजे से गुजरती है, लेकिन बाकी ध्वनि दीवार से टकराती है। यदि भोजन कक्ष एल-आकार का है, और कोई एक लिविंग रूम में है जो एक कोने के आसपास है और दूसरे दरवाजे के माध्यम से, वे अभी भी चिल्लाओ सुनेंगे। यदि ध्वनि उस व्यक्ति से सीधी रेखा में चल रही थी, जो चिल्ला रहा था, तो यह असंभव होगा क्योंकि ध्वनि को कोने में ले जाने के लिए कोई रास्ता नहीं होगा।

इस प्रश्न को क्रिस्टियान ह्यजेंस (1629-1695) ने निपटाया, एक व्यक्ति जो कुछ के निर्माण के लिए भी जाना जाता था पहले यांत्रिक घड़ियों और इस क्षेत्र में उनके काम का प्रभाव था सर आइजक न्यूटन जब उन्होंने प्रकाश के अपने कण सिद्धांत को विकसित किया।

लहर विश्लेषण का ह्यूजेंस सिद्धांत मूल रूप से कहता है कि:

लहर के मोर्चे के प्रत्येक बिंदु को माध्यमिक तरंगों का स्रोत माना जा सकता है जो तरंगों के प्रसार की गति के बराबर गति के साथ सभी दिशाओं में फैलते हैं।

इसका मतलब यह है कि जब आपके पास एक लहर होती है, तो आप लहर के "किनारे" को देख सकते हैं जैसा कि वास्तव में परिपत्र तरंगों की एक श्रृंखला बना रही है। ये तरंगें ज्यादातर मामलों में एक साथ मिलकर केवल प्रचार जारी रखती हैं, लेकिन कुछ मामलों में, महत्वपूर्ण अवलोकन प्रभाव होते हैं। तरंग को रेखा के रूप में देखा जा सकता है स्पर्शरेखा इन सभी गोलाकार तरंगों को।

ये परिणाम मैक्सवेल के समीकरणों से अलग-अलग प्राप्त किए जा सकते हैं, हालांकि ह्यूजेंस का सिद्धांत (जो पहले आया था) एक उपयोगी मॉडल है और अक्सर लहर की घटनाओं की गणना के लिए सुविधाजनक है। यह पेचीदा है कि Huygens के काम से पहले था जेम्स क्लर्क मैक्सवेल लगभग दो शताब्दियों तक, और फिर भी मैक्सवेल द्वारा प्रदान किए गए ठोस सैद्धांतिक आधार के बिना, यह अनुमान लगाने के लिए लग रहा था। एम्पीयर का नियम और फैराडे का नियम भविष्यवाणी करते हैं कि विद्युत चुम्बकीय तरंग में प्रत्येक बिंदु निरंतर तरंग के स्रोत के रूप में कार्य करता है, जो पूरी तरह से ह्यूजेंस के विश्लेषण के अनुरूप है।

जब प्रकाश एपर्चर (एक अवरोध के भीतर एक उद्घाटन) से गुजरता है, तो प्रकाश तरंग का हर बिंदु एपर्चर के भीतर एक वृत्ताकार लहर बनाते हुए देखा जा सकता है जो बाहर से फैलता है एपर्चर।

इसलिए, एपर्चर को एक नया तरंग स्रोत बनाने के रूप में माना जाता है, जो एक परिपत्र तरंग के रूप में फैलता है। वेवफ्रंट के केंद्र में अधिक तीव्रता होती है, जिसमें किनारों के संपर्क में आने के साथ तीव्रता का लुप्त होता है। यह बताते हैं विवर्तन मनाया, और क्यों एपर्चर के माध्यम से प्रकाश एक स्क्रीन पर एपर्चर की एक आदर्श छवि नहीं बनाता है। इस सिद्धांत के आधार पर किनारों को "फैलाना"।

रोज़मर्रा के जीवन में इस सिद्धांत का एक उदाहरण आम है। यदि कोई दूसरे कमरे में है और आपकी ओर पुकारता है, तो ध्वनि द्वार से आती हुई प्रतीत होती है (जब तक कि आपके पास बहुत पतली दीवारें न हों)।

के कानून प्रतिबिंब और अपवर्तन दोनों को ह्यूजेंस के सिद्धांत से लिया जा सकता है। वेवफ्रंट के साथ बिंदुओं को अपवर्तक माध्यम की सतह के साथ स्रोतों के रूप में माना जाता है, जिस बिंदु पर नए माध्यम के आधार पर समग्र तरंग झुकती है।

प्रतिबिंब और अपवर्तन दोनों का प्रभाव बिंदु स्रोतों द्वारा उत्सर्जित स्वतंत्र तरंगों की दिशा को बदलना है। कठोर गणनाओं के परिणाम न्यूटन के ज्यामितीय प्रकाशिकी से प्राप्त होते हैं (जैसे कि स्नेल का नियम) अपवर्तन), जिसे प्रकाश के एक कण सिद्धांत के तहत प्राप्त किया गया था - हालांकि न्यूटन की विधि इसके स्पष्टीकरण में कम सुरुचिपूर्ण नहीं है विवर्तन।

द्वारा संपादित ऐनी मैरी हेल्मेनस्टाइन, पीएचडी।