Ánh sáng thấy được

Lý thuyết sóng ánh sang

Lý thuyết hạt ánh sáng, được Isaac Newton đưa ra, cho rằng Dòng ánh sáng là dòng di chuyển của các hạt vật chất. Lý thuyết này giải thích được hiện tượng phản xạ và một số tính chất khác của ánh sáng; tuy nhiên không giải thích được nhiều hiện tượng như giao thoa, nhiễu xạ mang tính chất sóng.

Lý thuyết sóng ánh sáng, được Christiaan Huygens đưa ra, cho rằng Dòng ánh sáng là sự lan truyền của sóng. . Lý thuyết này giải thích được nhiều hiện tượng mang tính chất sóng của ánh sáng như giao thoa, nhiễu xạ; đồng thời giải thích tốt hiện tượng khúc xạ và phản xạ.

Lý thuyết sóng và lý thuyết hạt ánh sáng ra đời cùng thời điểm, thế kỷ 17 và đã gây ra cuộc tranh luận lớn giữa hai trường phái. Năm 1817, Thomas Young đề xuất rằng Sóng ánh sáng là sóng ngang, chứ không phải sóng dọc. Chúng dao động vuông góc với hướng truyền, chứ không theo hướng truyền, như đối với sóng âm.

Sau khi lý thuyết sóng và lý thuyết hạt ra đời, lý thuyết điện từ của James Clerk Maxwell năm 1865, khẳng định lại lần nữa tính chất sóng của ánh sáng. Đặc biệt, lý thuyết này kết nối các hiện tượng quang học với các hiện tượng điện từ học, cho thấy Ánh sáng chỉ là một trường hợp riêng của sóng điện từ.

Các thí nghiệm sau này về sóng điện từ, như của Heinrich Rudolf Hertz năm 1887, đều khẳng định tính chính xác của lý thuyết của Maxwell.

Sóng điện từ Maxwell

Maxwell đả chứng minh được Sóng ánh sáng thấy được di chuyển dưới dạng Sóng điện từ mang theo năng lượng của Quang tuyến nhiệt quang $E=hf_{o}$

≈=

Sóng ánh sáng thấy được di chuyển dưới dạng sóng điện từ ở vận tốc

$v=\omega =\lambda f={\sqrt {\frac {1}{T}}}=C=3\times 10^{8}m/s$

Với

$T=\mu \epsilon$

Bước sóng của ánh sáng thấy được

$\lambda _{o}=400-700nm$

Tần số của ánh sáng thấy được

$f_{o}={\frac {C}{\lambda _{o}}}={\frac {300\times 10^{6}}{400-700nm}}$

Vận tốc ánh sáng thấy được

Thí nghiệm Archemede cho thấy vận tốc ánh sáng thấy được di chuyển trong không khí ở vận tốc

$C=3\times 10^{8}m/s$ .

Thí nghiệm Michel Morrison cho thấy vận tốc ánh sáng thấy được di chuyển trong chân không ở vận tốc

$C=3\times 10^{8}m/s$

Thí nghiệm Sóng điện từ Maxwell cho thấy ánh sáng chỉ là một trường hợp riêng của sóng điện từ.

$v=\omega _{o}=\lambda _{o}f_{o}={\sqrt {\frac {1}{\mu _{o}\epsilon _{o}}}}=C=3\times 10^{8}m/s$

Các thí nghiệm trên cho thấy

• Vận tốc ánh sáng thấy được di chuyển trong chân không và trong không khí ở vận tốc không đổi

$C=3\times 10^{8}m/s$

• Sóng ánh sáng thấy được là một trường hợp riêng của sóng điện từ