คลื่นขวาง

เป็นเวลานานบรรพบุรุษของเลนส์คลื่น T. Jung และ O. Fresnel รู้ว่าคลื่นแสงมีความยาวตามแนวยาวซึ่งก็คล้ายกับคลื่นเสียง ในเวลานั้นคลื่นแสงถูกมองว่าเป็นคลื่นความยืดหยุ่นในอีเทอร์ซึ่งเติมเต็มพื้นที่ทั้งหมดและซึมเข้าไปในร่างกายแต่ละแห่ง ดูเหมือนว่าคลื่นดังกล่าวไม่สามารถเรียกได้ว่าเป็นขวาง

แต่ยังคงมีหลักฐานและข้อเท็จจริงการทดลองที่สะสมมากขึ้นซึ่งไม่สามารถอธิบายได้โดยสมมุติว่าคลื่นแสงเป็นคลื่นตามยาว หลังจากทั้งหมด คลื่นขวาง สามารถมีได้เฉพาะในของแข็งเท่านั้น แต่ร่างกายสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างไรโดยไม่มีความต้านทาน? อีเทอร์ไม่ต้องชะลอการเคลื่อนที่ของร่างกาย มิฉะนั้นกฎหมายความเฉื่อยจะไม่บรรลุผล

สามารถพิจารณาทดลองใช้ผลึกทัวร์มาลีนได้ง่ายๆและมีประโยชน์ มีความโปร่งใสและมีสีเขียว

คริสตัลทัวร์มาลีนมีแกนสมมาตร คริสตัลนี้ถือได้ว่าเป็นคริสตัลเดียว ใช้แผ่นทัวร์มาลีนรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าตัดออกเพื่อให้ด้านใดด้านหนึ่งของมันขนานไปกับแกนของคริสตัลเอง ถ้าลำแสงของไฟฟ้าหรือแสงแดดถูกนำมาใช้งานตามปกติกับแผ่นนี้การหมุนแผ่นรอบ ๆ จะไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงที่ผ่านเข้าไป มีความรู้สึกว่าแสงผ่านในทัวร์มาลีนได้รับการดูดซึมบางส่วนและได้รับสีเขียวอ่อน ไม่มีอะไรเกิดขึ้น แต่นี่เป็นข้อผิดพลาด คลื่นแสงได้มาซึ่งคุณสมบัติใหม่ ๆ

สามารถตรวจจับได้ถ้าลำแสงส่งผ่านผ่านผลึกที่สองเหมือนกันของทัวร์มาลีนซึ่งขนานกับครั้งแรก ด้วยทิศทางเดียวกันของแกนของทั้งสองผลึกไม่มีอะไรที่อยากรู้อยากเห็นเกิดขึ้นเพียงอย่างเดียวลำแสงจะลดลงมากขึ้นโดยการดูดซึมผ่านผลึกที่สอง แต่ด้วยการหมุนของผลึกที่สองถ้ารูปแรกทิ้งตัวไปจะพบปรากฏการณ์ที่น่าสนใจเรียกว่า "ลดแสง" ในกระบวนการของการเพิ่มมุมระหว่างสองแกนให้ความอิ่มตัวของการส่งผ่านลำแสงลดลง เมื่อทั้งสองแกนตั้งฉากกับกันและกันแสงไม่สามารถผ่านได้เลย มันจะถูกดูดกลืนโดยผลึกที่สอง นี่อธิบายได้อย่างไร?

คลื่นแสงขวาง

จากรายละเอียดของข้อเท็จจริงที่ได้แสดงไว้ก่อนหน้านี้

1 ประการแรกคลื่นแสงที่มาจากแหล่งกำเนิดแสงมีความสมมาตรอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับทิศทางที่การแพร่กระจายเกิดขึ้น เมื่อคริสตัลนี้ถูกหมุนรอบลำแสงที่ผ่านมาความเข้มของการทดลองแรกจะไม่เปลี่ยนแปลง

2. ประการที่สองคลื่นที่เกิดขึ้นจากคริสตัลแรกจะไม่มีสมมาตรตามแนวแกน ความเข้มของแสงที่ส่งผ่านคริสตัลอื่นขึ้นอยู่กับการหมุนของมัน

คลื่นในแนวยาวต่างกันสมมาตรสมบูรณ์เกี่ยวกับทิศทางการขยายพันธุ์ การสั่นของคลื่นตามยาวเกิดขึ้นตามทิศทางนี้การสั่นนี้และเป็นแกนของสมมาตรของคลื่น นั่นคือเหตุผลที่ต้องอธิบายประสบการณ์เกี่ยวกับการหมุนของผลึกที่สองโดยคำนึงถึงคลื่นแสงตามยาวซึ่งเป็นไปไม่ได้นั่นคือคลื่นขวาง

คุณสามารถอธิบายประสบการณ์ได้อย่างเต็มที่ทำให้สมมติฐานที่สอง:

ข้อสันนิษฐานที่หนึ่งโดยตรงกับแสง: คลื่นแสง - คลื่นตามขวาง แต่ในลำแสงของคลื่นแสงที่เกิดจากแหล่งกำเนิดแสงมีการแกว่งของทิศทางต่างๆซึ่งอยู่ในแนวตั้งฉากกับทิศทางที่คลื่นลูกนี้แพร่กระจาย ในกรณีนี้เมื่อพิจารณาสมมติฐานดังกล่าวเราสามารถสรุปได้ว่าคลื่นแสงมีสมมาตรตามแนวแกนในเวลาเดียวกันเป็นขวาง ยกตัวอย่างเช่นคลื่นบนผิวน้ำไม่มีสมมาตรเช่นนี้เนื่องจากการสั่นสะเทือนของอนุภาคน้ำเกิดขึ้นเฉพาะในระนาบแนวตั้ง

คลื่นแสงที่มีความผันผวนในหลาย ๆทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางของการขยายพันธุ์เรียกว่าธรรมชาติ ชื่อนี้มีความสมเหตุสมผลเนื่องจากภายใต้สภาวะมาตรฐานแหล่งกำเนิดแสงที่แตกต่างกันสร้างคลื่นแบบนี้ สมมติฐานนี้อธิบายโดยผลการทดลองครั้งแรก การหมุนของผลึกทัวมาลีนจะไม่เปลี่ยนความอิ่มตัวของแสงที่ส่งผ่านไปเนื่องจากคลื่นที่เกิดขึ้นนี้มีสมมาตรตามแนวแกนแม้ว่าจะเป็นคลื่นขวางก็ตาม

ข้อสันนิษฐานที่สองเกี่ยวข้องกับคริสตัลเอง ทัวร์มาลีนมีความสามารถในการส่งผ่านคลื่นแสงที่มีความผันผวนที่เกิดขึ้นในระนาบหนึ่ง แสงนี้เรียกว่าขั้ว (หรือระนาบโพลาไรเซชัน) มันแตกต่างจากธรรมชาติ unpolarized

สมมติฐานนี้เกิดจากประสบการณ์ครั้งที่สอง แสงคลื่นแบบแบน (คลื่น) โผล่ออกมาจากคริสตัลแรกของทัวร์มาลีน เมื่อข้ามคริสตัลที่มุมเก้าสิบองศาคลื่นจะไม่สามารถผ่านตัวที่สองได้ ถ้ามุมของกางเขนมีความแตกต่างกันการแกว่งจะผ่านไปความกว้างของคลื่นจะเท่ากับการฉายภาพความกว้างของคลื่นที่ผ่านแผ่นแรกไปในทิศทางของแกนที่สอง นี่คือหลักฐานของทฤษฎีที่ว่าคลื่นแสงเป็นคลื่นขวาง