загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з науки і техніки » Розвиток поглядів на теорію світла

Розвиток поглядів на теорію світла

Розвиток поглядів на теорію світла

У другій половині XVII століття були закладені основи фізичної оптики. Ф. Грімальді відкриває явище дифракції світла (огибание світлом перешкод тобто відхилення його від прямолінійного поширення) і висловлює припущення про хвильову природу світла. В опублікованому в 1690 р. "Трактаті про світло" Х.Гюйгенс був сформований принцип, згідно з яким кожна точка простору, якої досягла в даний момент поширюється хвиля, стає джерелом елементарних сферичних хвиль, і на його основі вивів закони відбиття і заломлення світла. Гюйгенсом було встановлено явище поляризації світла - явище, що відбувається з променем світла при його відображенні, ламанні (особливо при подвійному переломленні) і що полягає в тому, що коливальний рух у всіх точках променя відбувається лише в одній площині, що проходить через напрям променя, тоді як в неполяризованому промені коливання відбуваються за всіма напрямками, перпендикулярно до променя. Гюйгенс, розробивши ідею Грімальді про те, що світло поширюється не тільки прямолінійно з заломленням і відбиттям, а і з розбивкою (дифракція), дав пояснення всім відомим оптичних явищ. Він стверджує, що світлові хвилі поширюються в ефірі, що представляє собою пронизливий всі тіла тонку матерію. (1)

Але що є хвиля? Хвиля обов'язково рухається в якому то носії, в якому і відбуваються періодичні коливання. Але при поширенні хвилі, наприклад, на поверхні води, не відбувається переміщення води в напрямку поширення хвилі - при цьому поверхня води рухається лише вгору і вниз. Але хвиля при своєму переміщенні передає дію від однієї точки до іншої. Аналогічним чином ситуація з поширенням звукової хвилі, але в цьому випадку хвилі поширюються в просторі в усіх напрямках. Про світлових коливаннях можна судити за непрямими ефектів. Явище інтерференції дає і свідоцтво про хвильову природу світла. Прикладом інтерференційного ефекту є поява забарвлених смуг або кілець, які є при растекании тонкого шару нафти на поверхні води. Світло в цьому випадку спочатку відбивається від верхньої поверхні плівки, а потім від нижньої. Тому коливання в світловому промені, які відбиваються від нижньої поверхні плівки, відстають від коливань в промені, відбитому від її поверхні, причому це відставання дорівнює відстані, рівному подвоєною товщині плівки. Обидва відображених променя в цьому випадку інтерферують так, що якщо товщина плівки дорівнює чверті довжини хвилі, то другий промінь відстає від першого на половину хвилі. Накладення гребеня хвилі, відбитої від іншої поверхні, дає темряву. Білий світ в результаті інтерференції після відображення стає пофарбованим. (3)

Ньютон спочатку у своїх доповідях в Лондонському Королівському товаристві і потім в "Оптиці" (опублікованій в 1706 р.) виклав свою концепцію світла. Слідуючи своєму феноменологічного методу, Ньютон експериментально досліджував явище дисперсії (розкладання білого світла за допомогою призми в спектр), заклав основи оптичної спектроскопії: він встановив, що кожному кольору відповідає певна довжина світлової хвилі і визначив їх. Ньютон показав, що кольори створюються не призмою. а є компонентами білого світла. Він бачив слабкість хвильової концепції в тому, що вона виявилася не в змозі пояснити явище дифракції світла - огибание світлом перешкод (це вдасться зробити з позиції хвильової концепції понад століття пізніше Френелю). Ньютон ж явище дифракції пояснював на основі полярності, властивою світловому променю. Іншим недоліком хвильової концепції було її вимогу допустити існування ефіру-середовища, у якій поширюється світло. Той факт, що рух планет і комет в небесному просторі не зустрічає помітного опору, яке обов'язково відбилося б на правильності руху, дозволив Ньютону існування такого середовища піддати сумніву. А якщо відкинути можливість існування такого середовища, то гіпотеза про поширення світла через неї втрачає сенс. (Критикуючи хвильову концепцію світла, представляє світ у вигляді поширюються в ефірі механічних хвиль, Ньютон не міг ще припустити, що світлові хвилі можуть мати не механічну природу.)

Усунення труднощів, що стоять перед хвильової концепцією світла, Ньютон бачив на шляху розгляду світла як складається з корпускул - своєрідних "малих тіл" (атомів), які можуть взаємодіяти з частинками речовини. Такі тіла, на його думку, проходять через однорідні середовища "без загинання". Важливо відзначити, що, порівнюючи хвильову і корпускулярну концепцію світла, Ньютон не висловлюється беззастережно на користь однієї з них. Його висловлювання багатьма дослідниками його творчості трактуються як своєрідний синтез хвильової та корпускулярних концепцій (що передбачив гіпотезу де Бройля, висловлену в 1924 р.). Відкриття явище поляризації світла переконувало Ньютона в справедливості корпускулярної концепції світла. Дослідження ж інтерференції приводило його до висновку про наявність своєрідною періодичності у властивостях світла. Послідовники Ньютона представили Ньютона як беззастережного прихильника корпускулярної концепції світла. Авторитет імені Ньютона, таким чином, в даному випадку зіграв негативну роль - затримав розвиток хвильової теорії світла. (2)

Сформовані в попереднє століття корпускулярна і хвильова концепція світла в XIX столітті продовжили запеклу боротьбу. Перша спиралася на авторитет Ньютона, друга - на авторитет Гука, Гюйгенса, Ейлера, Ломоносова. Прихильники корпускулярної концепції сподівалися пояснити з її позицій труднощі з поясненням явищ дифракції та інтерференції. Т.Юнг дав це пояснення з позицій хвильової концепції. Виходячи з висловлених ним гіпотез про існування розрідженого і пружного світлоносного ефіру, що заповнює Всесвіт, про порушення хвилеподібних рухів в ефірі при світінні тіла, про залежність відчуття різних кольорів від різної частоти коливань, порушуваних світлом на сітківці ока, про притягнення усіма матеріальними тілами ефірної середовища, внаслідок чого остання накопичується в речовині цих тіл і на малій відстані навколо них у стані більшої щільності (але не більшої пружності), Юнг робить висновок про те, що випромінюється світло складається з хвилеподібних рухів світлоносного ефіру. Це дало можливість все розмаїття квітів звести до коливальним рухам ефіру, а відмінність квітів пояснити відмінностями частот коливань ефіру, а також сформулювати принцип інтерференції. (4)

Прямолінійне поширення світла було найбільш важливим аргументом на користь нової теорії. О.Френель робить новий суттєвий крок у розвитку хвильової теорії. (Ідея інтерференції взагалі виявилася настільки плідною, що при зустрічі з невідомим видом випромінювання завжди намагаються отримати інтерференцію. І якщо це вдається, то тим самим доводиться його хвильовий характер.) [1]

Зв'язавши принцип Гюйгенса, (згідно з яким молекули тіла, наведені в коливання падаючим світлом стають центрами випускання нових хвиль) до принципу інтерференції, (згідно з яким налагающиеся хвилі, на противагу корпускулярним променям, не обов'язково посилюються, а можуть і послаблюватися до повного знищення), Френель дав пояснення прямолінійним поширенню світла, показавши, що промені, поляризовані перпендикулярно один до одному, не інтерферують. У дослідах по дифракції світла він встановив. що дифракційні смуги з'являються внаслідок інтерференції променів. Принцип інтерференції дозволив Френелю закони відбиття і заломлення пояснити взаємним погашенням світлових коливань у всіх напрямках, за винятком тих. які задовольняють закону відображення. Френеля вдалося експериментально довести, що світлові промені можуть впливати один на одного, послаблюватися і навіть майже повністю погашатися у випадках приголосних коливань, що і дозволило йому дати пояснення явищу дифракції. Френель довів. що світло є поперечним хвильовим рухом. Він пояснив явище поляризації світла в експериментальних дослідженнях відбиття і заломлення світла від поверхні прозорих речовин. Їм було встановлено, що відображення плоско-поляризованого світла від поверхні прозорого тіла супроводжується поворотом площини поляризації в тих випадках, коли ця площина не збігається з площиною падіння або перпендикулярна до неї. Розвиваючи ідеї Гюйгенса про поширення хвиль в кристалах. Френель заклав основи кристаллооптики.

Таким чином, боротьба хвильової та корпускулярної концепції світла в першій половині XIX століття завершується перемогою хвильової концепції - було встановлено, що світло є поперечним хвильовим рухом. Вирішальним внеском у цю перемогу і стало пояснення з допомогою хвильової концепції явищ дифракції та інтерференції світла. (1)

Список літератури

1. Лауе М. Історія Фізікі.М ., 1956.

2. Дірак П. Принципи квантової механіки. М: 1960.

3. А. І. Маркушевич "Дитяча енциклопедія'' тому 3.М: 1994

4. А.М.Кузнецова, І.В.Петрянов ' 'Речовина і енергія''. М: 1982

 
Подібні реферати:
Хвильова теорія Френеля
Френель почав досліджувати тіні, що відкидаються невеликими перешкодами на шляху променів, і виявив освіту смуг не тільки зовні, але і всередині тіні, що до нього вже спостерігав Грімальді і про що промовчав Ньютон.
Принцип інтерференції
Томас Юнг (1773-1829), лікар за професією, людина з вельми різнобічними інтересами, відомий також як єгиптолог, став займатися теорією світла у зв'язку зі своїми дослідженнями людського голосу.
Інтерференція і дифракція
Дифракція світла. Теорія Кірхгофа. Інтерференція.
Поляризація світла
Промінь світла, що пройшов крізь кристал ісландського шпату, набуває якесь особливе властивість.
Поширення світла
Електромагнітні хвилі та світлові промені. Модель атома Томсона. Принцип Ферма.
Визначення швидкості світла
Історія визначення швидкості світла.
Основні концепції класичної фізики XIX століття
Становлення класичного природознавства. Хвильова концепція світла О.Френель. Концепції класичної електродинаміки. Електромагнітне поле Максвелла і ефір. Молекулярно-кінетична концепція теплових процесів. Концепції класичної термодинаміки.
Фізичні концепції XII - XVIII ст.
Особливості періоду початку Нового часу. Механіка Г. Галілея і початок критики арістотелівської фізики. Антіперіпатетіческій характер експериментальних фізичних концепцій Нового часу. Розробка основ класичної фізики.
Інтерференція світла
Пояснення інтерференції світла. Види інтерференції світла. Прояви інтерференції світла.
Запитання з фізики
Види електромагнітних випромінювань. Спектри випромінювань і їх характерістікі.Тепловое (рівноважний) випромінювання електромагнітних хвиль. Гіпотеза Планка. Подвійна природа світла і її прояви.
Корпускулярно-хвильовий дуалізм у сучасній фізиці
Уявлення А. Ейнштейна про кванти світла, що послужили в 1913 р. відправним пунктом теорії Н. Бора, через 10 років знову надали плідну вплив на розвиток атомної фізики. Вони привели до ідеї про «вільних матерії» .
Світло
Світло - надзвичайно важливий вид енергії. Життя на землі залежить від енергії сонячного світла. Крім того, світло - це випромінювання, яке дає нам зорові відчуття.
Порушення принципу відносності
Хвильові властивості частинок порушують принцип відносності.
Поздовжній ефект Фарадея
Основні властивості ефекту. Пояснення ефекту циркулярним магнітним двозаломлення.
Історія наукових відкриттів
Період накопичення первинних знань VI ст. до н.е. - XVI в.
Світло, фотони, швидкість світла, ефір та інші «банальності»
Методологія сучасної фізики, що виникла на «дріжджах» теорії відносності, призвела до небаченого хитанню умів і до появи на її основі безлічі наукових теорій, схожих більше на фантазії середньовічних схоластів.
Відхилення променів світла в космосі
Будь теорія справедлива в тому випадку, якщо її слідства підтверджуються на досвіді. Так було з багатьма теоріями, у тому числі з теорією ОТО Ейнштейна. Вона була своєчасним і необхідним етапом у фізиці і підтверджена численними експериментами.
Елементарні частинки
Збуджені стану поля.
Ефір є
Існують класичні досвідчені дані про те, що ефір є невід'ємною частиною нашого Всесвіту. Перерахуємо експериментальні докази цього.
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар