Optik bergelombang

Apa optik bergelombang?

Itu optik bergelombang, disebut juga Optik fisik, Mempelajari perilaku cahaya dalam manifestasinya sebagai gelombang. Cahaya adalah gelombang elektromagnetik, dan sudah diprediksi oleh James Clerk Maxwell (1831-1879) dalam persamaannya.

Oleh karena itu, cahaya mengalami fenomena yang sama dengan jenis gelombang lainnya. Pada tingkat mikroskopis, cahaya terjadi berkat fakta bahwa atom dan molekul dalam hal mengalami restrukturisasi elektron internal. Dan melalui proses -proses ini cahaya dipancarkan, terdiri dari medan listrik dan magnetik lainnya, keduanya tergantung pada waktu, yang dihasilkan satu sama lain.

Refraksi adalah salah satu fenomena yang dipelajari dengan optik bergelombang

Bidang seperti itu, digabungkan secara tegak lurus, bergerak sebagai gelombang yang mampu menyebar dalam vakum melintang. Artinya, gelombang berosilasi tegak lurus dengan arah propagasi dan kecepatan gelombang adalah konstan dan dalam ruang hampa 300.000 km/s.

Namun, ketika cahaya berinteraksi dengan materi, maka itu berperilaku seperti partikel. Partikel ini disebut foton Dan itu memanifestasikan dirinya dalam fenomena seperti radiasi tubuh hitam dan efek fotolektrik, antara lain.

Itulah sebabnya optik dibagi menjadi tiga area:

• Optik bergelombang, Berfokus pada fenomena cahaya yang bergelombang.
• Optik Quantum, yang belajar dalam cahaya ketika dia berperilaku sebagai partikel saat berinteraksi dengan materi.
• Optik geometris, berorientasi pada deskripsi aspek geometris lintasan cahaya: refleksi dan refraksi.

Studi apa yang bergelombang optik?

Warna -warna dalam pelangi ini di dataran Castilla disebabkan oleh panjang gelombang cahaya yang berbeda. Optik yang bergelombang bertanggung jawab atas studi Anda

Optik Ondulatory adalah area optik yang berfokus pada fenomena cahaya yang bergelombang:

• Gangguan
• Difraksi
• Polarisasi
• Cerminan
• Pembiasan

Ini dapat melayani Anda: Hukum Termodinamika Pertama: Rumus, Persamaan, Contoh

Meskipun refleksi dan refraksi juga merupakan manifestasi dari cahaya, optik geometris berurusan dengan, seperti yang dijelaskan sebelumnya. Untuk melakukan ini, ia memanfaatkan model sinar, di mana cahaya digambarkan sebagai garis lurus yang maju secara tegak lurus ke bagian depan gelombang. Sinar -sinar ini tidak tergantung satu sama lain dan sepenuhnya dapat dibalikkan.

Tetapi dalam model ini tidak direnungkan bahwa pengalaman difraksi pengalaman, meskipun terbukti bahwa ia dapat, oleh karena itu, optik geometris tidak memiliki jangkauan yang cukup untuk menjelaskan banyak aspek perilaku cahaya.

Karena fenomena ini hanya terjadi pada gelombang, itu berarti bahwa cahaya memiliki semua karakteristik gelombang, baik spasial maupun temporal. Ilmuwan pertama yang menyarankan ini adalah Christiaan Huygens (1629-1695), dan karenanya mempertahankan perselisihan yang pahit dengan Isaac Newton (1642-1727), yang selalu mempertahankan sifat telata dari cahaya cahaya cahaya.

Karakteristik umum gelombang

Parameter representatif dari gelombang sinusoidal

Gelombang adalah gangguan berulang yang pada prinsipnya dapat dimodelkan sebagai kurva sinus, apakah gelombang melintang atau longitudinal. Karakteristik spasialnya, yaitu, yang merujuk pada bentuk gelombang, adalah:

-Punggung bukit dan lembah: Posisi tertinggi dan terendah masing -masing.

-Node: Mereka adalah persimpangan gelombang dengan garis referensi yang sesuai dengan posisi ekuilibrium.

-Panjang gelombang: Hampir selalu dilambangkan dengan huruf Yunani λ (lambda), dan diukur sebagai jarak antara dua punggung atau dua lembah berturut -turut. Atau juga antara titik dan titik berikutnya yang berada pada ketinggian yang sama dan termasuk dalam siklus berikutnya atau yang sebelumnya. Setiap warna dalam spektrum cahaya yang terlihat memiliki panjang gelombang karakteristik yang terkait.

Dapat melayani Anda: akselerasi instan: apa itu, bagaimana itu dihitung dan latihan

-Pemanjangan: Ini adalah jarak vertikal yang diukur antara titik milik gelombang dan garis referensi.

-Amplitudo: sesuai dengan perpanjangan maksimum.

Adapun karakteristik temporal, seperti yang telah dikatakan, gangguan bergerak secara berkala, oleh karena itu, gelombang cahaya memiliki:

-Periode, durasi fase.

-Frekuensi: Jumlah gelombang yang diproduksi per unit waktu. Periode dan frekuensinya berbalik satu sama lain.

-Kecepatan: Ini adalah hasil bagi antara panjang gelombang λ dan periode T:

V = λ /t

Dua gelombang sinus dengan amplitudo yang sama dan dengan perbedaan fase. Sumber: Wikimedia Commons.

Properti bergelombang

Gangguan

Medan elektromagnetik dapat digabungkan pada suatu titik, mengikuti prinsip superposisi. Ini berarti bahwa jika dua gelombang bercahaya dengan amplitudo yang sama, frekuensi dan perbedaan fase φ, tumpang tindih pada titik ruang, medan elektromagnetik masing -masing ditambahkan sebagai vektor.

Gangguan terjadi karena gelombang yang dihasilkan dari tumpang tindih dapat memiliki luasnya gelombang yang mengganggu, atau sebaliknya, jauh lebih rendah. Dalam kasus pertama dikatakan bahwa itu terjadi interferensi konstruktif, Dan di detik itu tentang gangguan destruktif.

Yang pertama menunjukkan gangguan gelombang cahaya dari dua sumber adalah ilmuwan Inggris dan poliglot Thomas Young (1773-1829) pada tahun 1801 dalam percobaan ceritanya yang terkenal.

Difraksi

Difraksinya terdiri dari penyimpangan perilaku segi empat yang menderita gelombang ketika memenuhi hambatan atau celah di jalurnya, asalkan dimensi ini mirip dengan panjang gelombang ini.

Dapat melayani Anda: menyeimbangkan vektor: perhitungan, contoh, latihan

Difraksi gelombang suara sangat mudah untuk bereksperimen, tetapi karena panjang gelombang cahaya tampak sangat kecil, dari urutan beberapa ratus nanometer, itu sedikit lebih kompleks untuk menentukannya.

Polarisasi

Polarisasi cahaya

Cahaya terdiri dari dua bidang tegak lurus satu sama lain, satu listrik dan satu magnetik, keduanya tegak lurus dengan arah propagasi. Cahaya non -terpolarisasi terdiri dari tumpang tindih yang tidak teratur dari gelombang yang medan listriknya memiliki arah acak, di sisi lain, dalam cahaya terpolarisasi, medan listrik memiliki arah preferensial.

Aplikasi

Interferometri

Interferometer optik adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur jarak dengan presisi tinggi. Selain itu mereka juga dapat mengukur panjang gelombang, indeks refraksi, diameter bintang di dekatnya dan mendeteksi keberadaan exoplanet.

Eksperimen Michaelson-Morley dilakukan dengan interferometer. Dalam percobaan ini ditemukan bahwa kecepatan cahaya konstan dalam ruang hampa.

Polarimetri

Polarimeter

Polarimetri adalah teknik yang digunakan dalam analisis kimia zat melalui rotasi balok cahaya terpolarisasi yang melintasi zat optik. Penggunaannya sering terjadi di industri makanan untuk menentukan konsentrasi gula dalam minuman seperti jus dan anggur.

Komunikasi

Dalam komunikasi, cahaya digunakan untuk kemampuannya untuk mengangkut informasi, misalnya melalui serat optik, laser dan holografi, misalnya.

Referensi

1. Figueroa, d. (2005). Seri: Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 7. Gelombang dan fisika kuantum. Diedit oleh Douglas Figueroa (USB).
2. Giambattista, a. 2010. Fisika. 2nd. Ed. Bukit McGraw.
3. Giancoli, d.  2006. Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6. Ed Prentice Hall.
4. Rex, a. 2011. Dasar -dasar fisika. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14. Ed. Volume 1. Pearson.