Introduzione al principio di Huygens
Introduzione al principio di Huygens
Nel 1678 lo scienziato olandese Christian Huygens formulò una regola “euristica” che permetteva di interpretare i fenomeni luminosi come fenomeni ondulatori.
In ampio contrasto con la teoria corpuscolare di Newton, Huygens derivò dal proprio principio un’interpretazione ondulatoria coerente di tutti i fenomeni concernenti la luce allora noti.
Per usare le parole dello stesso Huygens:”[…]ciascuna particella della materia in cui un’onda viaggia comunica con il suo moto non solo alla particella vicina che è allineata con la sorgente luminosa, ma necessariamente anche alle altre con le quali è a contatto e che si oppongono al suo movimento. Cosicché intorno a ciascuna particella si origina un'onda in cui essa è il centro. […]”.
In sintesi il principio afferma che:”Tutti i punti di un fronte F(t) possono essere considerati sorgenti puntiformi di onde sferiche secondarie aventi la stessa frequenza dell’onda principale. Dopo un tempo Δt la nuova posizione del fronte F(t+Δt) sarà la superficie di inviluppo di queste onde secondarie”.
Nato per interpretare i fenomeni luminosi il principio di Huygens fornisce in realtà un potente mezzo euristico per prevedere il comportamento di qualsiasi fenomeno ondulatorio.
LE ONDE
ONDA: un onda è una qualunque perturbazione che si propaga in un
mezzo materiale.
ONDA ARMONICA: si definisce onda armonica quel tipo di
perturbazione periodica del mezzo materiale che fa oscillare i punti di questo
secondo la legge oraria del moto
armonico (esempio: moto del pendolo)
MOTO ARMONICO: è una qualsiasi proiezione di un moto circolare uniforme
su un qualsiasi diametro.
La velocità in un moto armonico è massima all'origine e minima
agli estremi.
x(t)=r•sen(wt)
w= velocità angolare= 2π/T
Ci
sono 2 tipi di onde:
· LONGITUDINALI: hanno il
moto armonico parallelo alla direzione di propagazione dell’onda. (Ad esempio
il suono) Le onde di compressione
sono onde longitudinali.
Le onde longitudinali si propagano in tutti i materiali (solidi,
liquidi, gassosi)
· TRASVERSALI: hanno il
moto armonico perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda. (Ad
esempio la luce) Le onde
traversali hanno bisogno di un solido per propagarsi, in un onda non si propaga
la materia, ma l'energia.
Se
un punto è fermo ha energia cinetica uguale a 0 e l'energia potenziale uguale a
0, quindi l'energia meccanica totale è uguale a 0.