Poprečni valovi

Dugo su davali preci valne optike T. Jung

Ali sve se više eksperimentalnih dokaza i činjenica nakupilo, što se nije moglo objasniti, uz pretpostavku da su svjetlosni valovi uzdužni valovi. Uostalom poprečni valovi mogu postojati samo u krutom stanju. Ali kako se tijelo može kretati čvrsto bez otpora? Eter ne mora usporiti kretanje tijela. Uostalom, inače zakon tromosti ne bi se ispunilo.

Može se razmotriti jedan jednostavan i koristan eksperiment s kristalima od turmalin. Prozirna je i ima zelenu boju.

Tu je kristal od turmalin osi simetrije. Taj se kristal smatra jednostrukim kristalima. Uzmi pravokutnu ploču turmalin, izrezanu tako da je jedno lice bilo paralelno s osi samog kristala. Ako se zraka električne ili sunčeve svjetlosti usmjerava normalno na ovu ploču, tada rotacija ploče oko nje neće uzrokovati promjenu intenziteta svjetlosti koja prolazi kroz nju. Postoji osjećaj da je prolazno svjetlo u turmalinu djelomično apsorbirano i steklo svjetlo zelenu boju. Ništa se drugo ne događa. Ali ovo je pogrešno. Val svjetla dobiva nova svojstva.

Oni se mogu otkriti ako svjetlosna zraka prolazi kroz isti drugi kristal turmalin, koji je paralelan s prvim. S istim smjerom sjekića dvaju kristala, ni znatiželjan se ne događa, samo svjetlosna zraka sve slabi apsorpcijom, prolazeći kroz drugi kristal. No, s rotacijom drugog kristala, ako je prvi ostao nepomičan, naći će se zanimljiva pojava pod nazivom "lagano prigušenje". U procesu povećanja kuta između dvije dane osi, zasićenje prenesenog snopa se smanjuje. Kada su dvije osi međusobno okomite, svjetlost uopće ne može proći. Drugi kristal će ga potpuno apsorbirati. Kako se to objašnjava?

Poprečni svjetlosni valovi

Iz opisa ranije prikazanih činjenica, slijedi:

1. Prvo, svjetlosni val koji dolazi iz izvora svjetlosti apsolutno je simetričan s obzirom na smjer kojim se propagira. Kada se ovaj kristal rotira oko kratkog svjetlosnog svjetla, intenzitet prvog eksperimenta se ne mijenja.

2. Drugo, val koji izlazi iz prvog kristala neće imati aksijalnu simetriju. Intenzitet prenesenog svjetla kroz drugi kristal ovisi o njegovoj rotaciji.

Uzdužni valovi se razlikuju u potpunoj simetriji s obzirom na smjer razmnožavanja. Te oscilacije uzdužnih valova se događaju duž ovog smjera, to je oscilacija i je os simetrije vala. Zato objasniti iskustvo s rotacijom drugog kristala, s obzirom na val svjetlosti longitudinalno, nije moguće: to su poprečni valovi.

U potpunosti možete objasniti iskustvo, čineći dvije pretpostavke:

Pretpostavka broj jedan odnosi se izravno na svjetlost: svjetlosni valovi su poprečni valovi. Ali u zraku svjetlosnih valova koji se pojavljuju iz izvora svjetlosti, prisutne su oscilacije različitih smjerova, koje su okomite na smjer kojim se ovaj val propagira. U ovom slučaju, s obzirom na ovu pretpostavku, možemo zaključiti da val svjetlosti ima aksijalna simetrija, istodobno poprečno. Na primjer, valovi na površini vode nemaju takvu simetriju, jer čestice oscilacije vode javljaju se isključivo u vertikalnoj ravnini.

Valovi svjetlosti iz fluktuacije u različitim smjerovima, koji su okomito na smjer širenja nazivaju prirodnim. Taj naziv opravdava jer pod standardnim uvjetima različitih izvora svjetlosti stvoriti upravo takav val. Ova pretpostavka objašnjava rezultate prvog eksperimenta. Rotacija u turmalin kristala ne mijenja intenzitet prenosi zrake svjetlosti, tako da se incident val ima os simetrije, unatoč činjenici da je ona - transverzalni val.

Druga pretpostavka odnosi se na sam kristal. Turmalin ima sposobnost da prođe valove svjetlosti s fluktuacijama koje se javljaju na određenoj ravnini. Ovo se svjetlo zove polarizirano (ili polarizirano ravno). Ono se razlikuje od prirodnog, nepolariziranog.

Ova pretpostavka je posljedica drugog iskustva. Ravna polarizirana svjetlost (val) izlazi iz prvog kristala turmalin. Pri prelasku kristala pod kutom od devedeset stupnjeva, val ne može proći kroz drugi od njih. Ako je kut križanja drugačiji, oscilacije, amplitude koji će biti jednak projekciji amplitude vala koji prolazi kroz prvu ploču u smjeru osi druge. Ovo je dokaz teorije da su svjetlosni valovi poprečni valovi.