Fenòmens ondulatoris de la llum

Ones i Fenòmens Ondulatoris

Magnituds Característiques de les Ones

Amplitud (A): Distància entre la posició màxima (o mínima) d’una partícula del medi i la seva posició d’equilibri. Unitats: metres.

Període (T): Temps que tarda una partícula del medi (en el cas de les ones mecàniques) o el camp electromagnètic (en el cas de les ones electromagnètiques) en completar una oscil·lació completa. Unitats: segons. També és el temps que tarda l'ona en arribar d’un front a un altre.

Freqüència (f): Nombre d’oscil·lacions per unitat de temps. Unitats: Hz (Hertz) = s^-1

Longitud d’ona (λ): Distància entre dos punts consecutius en el mateix estat d’oscil·lació en un instant de temps determinat. Unitats: metres.

Principi de Huygens i Fenòmens Ondulatoris

El Principi de Huygens estableix que qualsevol punt d’un front d’ones es comporta com un nou focus emissor d'ones amb la mateixa velocitat de fase. Aquest principi explica fenòmens com la difracció i les interferències.

Difracció: Distorsió que pateixen els fronts d’ones quan es troben amb un obstacle de dimensions semblants a la longitud d’ona.

Interferències: Es produeixen quan en un medi es troben dues o més ones de la mateixa naturalesa (mateixa freqüència i amplitud). Si tenim dues ones podem aplicar el principi de superposició (suma algebraica de les dues funcions d’ona que interfereixen).

• Interferència constructiva: Es dóna en aquells punts on coincideixen dues crestes o dues valls. L'amplitud resultant és el doble de l'amplitud de les ones individuals. (Genera franges clares en una pantalla).
• Interferència destructiva: Es dóna en aquells punts on coincideixen una cresta i una vall. (Genera franges fosques en una pantalla).

L’ona resultant té característiques diferents a les de les ones que la formen.

Caràcter Ondulatori de la Llum

Thomas Young (1800) va demostrar el comportament ondulatori de la llum mitjançant un experiment d'interferències. A partir d’aquí es van poder determinar les longituds d’ona dels diferents colors.

Fresnel va descriure els fenòmens de difracció, interferències i polarització de la llum, demostrant que la llum és una ona transversal.

Lleis de Maxwell (1861): Teoria sobre el funcionament de la llum i de les ones electromagnètiques. La llum és un tipus d’ona electromagnètica.

Hertz (1887): Va demostrar experimentalment la teoria de Maxwell, produint ones electromagnètiques, la qual cosa va permetre el desenvolupament de les telecomunicacions. Amb aquest experiment es va demostrar que és possible generar altres ones electromagnètiques amb longituds d’ona diferents a les de la llum visible.

La llum és una ona electromagnètica que consisteix en l’oscil·lació d’un camp magnètic i un camp elèctric.

Propietats Ondulatòries de la Llum

Òptica: Part de la física que estudia la interacció de la llum amb la matèria.

Reflexió i Refracció

La reflexió i la refracció es produeixen quan una ona canvia de medi. Hi ha un canvi en la velocitat de propagació.

Reflexió: El raig torna al mateix medi, canviant la seva direcció de propagació.

Refracció: El raig entra al segon medi, canviant la seva direcció de propagació i la seva velocitat.