Γιατί το φως ταξιδεύει σε μια ευθεία γραμμή δεδομένου του μέσου;
1. Κύμα φύση του φωτός:
* Το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Αποτελείται από ταλαντευόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που ταξιδεύουν κάθετα μεταξύ τους.
* Αυτά τα κύματα διαδίδονται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, και σε ένα ομοιόμορφο μέσο, ταξιδεύουν με σταθερή ταχύτητα.
2. Αρχή της υπέρθεσης:
* Αυτή η αρχή δηλώνει ότι όταν τα πολλαπλά κύματα συναντιούνται σε ένα σημείο, το κύμα που προκύπτει είναι το άθροισμα των μεμονωμένων κυμάτων.
* Σε ένα ενιαίο μέσο, τα κύματα που ταξιδεύουν προς διαφορετικές κατευθύνσεις παρεμβαίνουν μεταξύ τους. Εάν αυτά τα κύματα βρίσκονται σε φάση (οι κορυφές και οι κοιλότητες τους ευθυγραμμίζονται), ενισχύουν ο ένας τον άλλον και ταξιδεύουν σε ευθεία γραμμή.
* Εάν τα κύματα είναι εκτός φάσης (οι κορυφές ευθυγραμμίζονται με τις κοιλότητες), ακυρώνουν ο ένας τον άλλον έξω, οδηγώντας σε καμία διάδοση προς αυτή την κατεύθυνση.
3. Αρχή του Huygens:
* Αυτή η αρχή εξηγεί τη διάδοση του φωτός ως μια σειρά wavelets. Κάθε σημείο σε ένα κύμα ενεργεί ως πηγή δευτερογενών κυμάτων που απλώνονται προς όλες τις κατευθύνσεις.
* Σε ένα ενιαίο μέσο, αυτά τα κύματα παρεμβαίνουν εποικοδομητικά προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός και καταστροφικά σε άλλες κατευθύνσεις, με αποτέλεσμα μια ευθεία διαδρομή.
4. Διάθλαση και περίθλαση:
* Ενώ το φως ταξιδεύει σε μια ευθεία γραμμή σε ένα ομοιόμορφο μέσο, η διαδρομή του μπορεί να λυγίσει όταν συναντά μια αλλαγή στο μέσο (διάθλαση) ή όταν διέρχεται από ένα μικρό άνοιγμα (περίθλαση).
* Ωστόσο, αυτά τα φαινόμενα είναι αποκλίσεις από τη διάδοση ευθείας γραμμής και εξηγούνται από τη φύση του φωτός.
Συνοπτικά:
Η ευθεία διάδοση του φωτός σε ένα ομοιόμορφο μέσο προκύπτει από τη φύση του κύματος και την αρχή της υπέρθεσης. Τα κύματα σε ένα ομοιόμορφο μέσο παρεμβαίνουν εποικοδομητικά προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός, οδηγώντας σε μια ευθεία διαδρομή.
