Кратка история на развитието на възгледите за природата на светлината. Развитие на възгледите за природата на светлината. Феноменът на светлинна интерференция. Според концепциите на съвременната физика светлината притежава както свойствата на непрекъснати електромагнитни вълни, така и свойствата на дискретни вълни.

Описание на презентацията по отделни слайдове:

1 слайд

Описание на слайда:

2 слайд

Описание на слайда:

От източник на светлина (от електрическа крушка) светлината се разпространява във всички посоки и пада върху околните предмети, като ги кара да се нагряват. Когато светлината навлезе в окото, тя предизвиква зрително усещане – виждаме. източник на приемник Когато светлината се разпространява, влиянието се прехвърля от източника към приемника.

3 слайд

Описание на слайда:

Два начина за предаване на въздействия: пренасяне на материя от източник към приемник; чрез промяна на състоянието на средата между телата (без пренос на материя).

4 слайд

Описание на слайда:

Теории за светлината: Корпускулярната теория на Нютон за светлината: светлината е поток от частици, идващи от източник във всички посоки (пренос на материя) 2. Вълнова теория на светлината на Хюйгенс: светлината е вълни, разпространяващи се в специална хипотетична среда - етер, изпълваща всички пространство и проникване във всички телефони 3. Електромагнитната теория на Максуел за светлината: светлината е частен случай на електромагнитните вълни. Когато светлината пътува, тя се държи като вълна. 4. Квантова теория на светлината: когато се излъчва и абсорбира, светлината се държи като поток от частици.

5 слайд

Описание на слайда:

ПРИРОДАТА НА СВЕТЛИНАТА Оптиката е дял от физиката, който изучава светлинните явления. Какво е светлина? Възгледите на учените за природата на светлината са се променили с времето. От 18 век във физиката се води борба между привържениците на вълновата теория и корпускулярната теория. Известният учен И. Нютон вярва: светлината е поток от корпускули (частици), изхвърлени от светещо тяло, които се разпространяват в пространството по права линия. Това предположение беше потвърдено от закона за праволинейното разпространение на светлината. Английският учен Р. Хук гласи: светлината е механични вълни. Тази теория е потвърдена от трудовете на Х. Хюйгенс, Т. Юнг, О. Френел и др. Според съвременните концепции светлината има двойствена природа (дуалност вълна-частица): - светлината има вълнови свойства и е електромагнитна вълна, но в същото време е и поток от частици – фотони. В зависимост от светлинния обхват определени свойства се проявяват в по-голяма степен.

6 слайд

Описание на слайда:

7 слайд

Описание на слайда:

8 слайд

Описание на слайда:

Слайд 9

Описание на слайда:

Когато светлината се разпространява, вълновите свойства преобладават. Когато светлината взаимодейства с материята, преобладават вълново-корпускулните дуализми, които са проява на връзката между двете основни форми на материята, изучавани от физиката - материя и поле.

10 слайд

Описание на слайда:

11 слайд

Описание на слайда:

Геометричната оптика е клон на оптиката, който изучава законите на разпространение на светлинната енергия в прозрачни среди въз основа на концепцията за светлинен лъч. Експериментално определяне на скоростта на светлината: първи опити за определяне на скоростта на светлината. астрономически метод за измерване на скоростта на светлината (O. Roemer, 1676) лабораторен метод за измерване на скоростта на светлината (I. Fizeau, 1849) определяне на скоростта на светлината от Michelson. определяне на скоростта на светлината от Есен и Фрум. стойността на скоростта на светлината, получена чрез съвременните методи за нейното измерване.

12 слайд

Описание на слайда:

Оле Кристенсен Рьомер Дата на раждане: 25 септември 1644 г. Дата на смърт: 19 септември 1710 г. (65 години) Държава: Дания Научна област: астрономия Alma mater: Университет на Копенхаген

Слайд 13

Описание на слайда:

Астрономически метод за измерване на скоростта на светлината 1676 – скоростта на светлината е измерена за първи път от датския учен О. Ромер. Рьомер наблюдава затъмнения на спътниците на Юпитер, най-голямата планета в Слънчевата система. Юпитер, за разлика от Земята, има 67 отворени спътника. Неговият най-близък спътник, Йо, стана обект на наблюденията на Ромер. Той видя спътника да минава пред планетата, след което се потопи в сянката й и изчезна от погледа. После се появи отново като мигаща лампа. Времевият интервал между двете огнища се оказа 42 часа 28 минути. По този начин тази „луна“ беше огромен небесен часовник, който изпращаше своите сигнали към Земята на редовни интервали.

Слайд 14

Описание на слайда:

През 1676 г. Ремер определя скоростта на светлината, като наблюдава затъмнението на луната на Юпитер Йо. Същността на метода е да се измери времето на затъмнението на спътника на Юпитер, когато се наблюдава от Земята в позиции 1 и 2. Разстоянието между точки 1 и 2 е равно на диаметъра на земната орбита.

15 слайд

Описание на слайда:

Познавайки забавянето на появата на Io и разстоянието, от което се причинява, можете да определите скоростта, като разделите това разстояние на времето на забавяне. Скоростта се оказа изключително висока, приблизително 300 000 км/с. Поради това е изключително трудно да се улови времето на разпространение на светлината между две отдалечени точки на Земята. В края на краищата за една секунда светлината изминава разстояние, което е 7,5 пъти по-голямо от дължината на екватора на Земята. „Ако можех да остана от другата страна на земната орбита, спътникът щеше да излиза от сенките всеки път в определеното време и наблюдател там щеше да види Йо 22 минути по-рано. Забавянето в този случай се получава, защото светлината отнема 22 минути, за да пътува от мястото на първото ми наблюдение до сегашната ми позиция. Орбиталният период на Юпитер е 11,86 години. 12 години - 3600 1 година - 3600:12=300 половин година - 150

16 слайд

Описание на слайда:

ИЗМЕРВАНЕ НА СКОРОСТТА НА СВЕТЛИНАТА Астрономически метод През 1676 г. датският физик О. Рьомер за първи път измерва светлината. Рьомер наблюдава затъмнението на луната на Юпитер Йо. Йо – спътник на Юпитер I – спътникът беше в сянката на Юпитер 4 часа. 28 мин. II – спътникът излезе от сенките за 22 минути. По-късно измерванията бяха извършени два пъти: на най-малкото разстояние на Юпитер от Земята и след 6 месеца, когато разстоянието между Земята и Юпитер стана най-голямо. Получената разлика в продължителността на затъмнението се обяснява с факта, че светлината, разпространяваща се с крайна скорост, трябва да измине допълнително разстояние, равно на диаметъра на земната орбита. Поради лошата точност на измерването, Рьомер получава само много приблизителна стойност за скоростта на светлината, 215 000 km/s.

Слайд 17

Описание на слайда:

Иполит Физо: 23 септември 1819 г. - 18 септември 1896 г., известен френски физик, член на Парижката академия на науките

18 слайд

Описание на слайда:

Лабораторни методи за измерване на скоростта на светлината Френският физик I. Fizeau е първият, който измерва скоростта на светлината с помощта на лабораторен метод през 1849 г. В експеримента на Fizeau светлината от източник, преминаваща през леща, пада върху полупрозрачна плоча 1 (фиг. 2). След отражение от плочата, фокусиран тесен лъч беше насочен към периферията на бързо въртящо се зъбно колело. Преминавайки между зъбите, светлината достига огледало 2, разположено на разстояние няколко километра от колелото. След като се отрази от огледалото, светлината трябваше да премине отново между зъбите, преди да влезе в окото на наблюдателя. Когато колелото се въртеше бавно, се виждаше отразената от огледалото светлина. С увеличаване на скоростта на въртене, той постепенно изчезна. Докато светлината, преминаваща между двата зъба, отиде до огледалото и обратно, колелото имаше време да се завърти, така че зъб замени слота и светлината престана да се вижда. С по-нататъшно увеличаване на скоростта на въртене светлината отново стана видима. Очевидно, докато светлината се разпространяваше към огледалото и обратно, колелото имаше време да се завърти толкова много, че нов слот зае мястото на предишния слот. Познавайки това време и разстоянието между колелото и огледалото, можете да определите скоростта на светлината. В експеримента на Физо разстоянието е 8,6 км и се получава стойност от 313 000 км/сек за скоростта на светлината. Фиг.2

Слайд 2

Първи идеи за светлината

Първите представи за това какво е светлина също датират от древността. В древни времена представите за природата на светлината са били много примитивни, фантастични и също много разнообразни. Но въпреки разнообразието от древни възгледи за природата на светлината, вече по това време имаше три основни подхода за решаване на въпроса за природата на светлината. Тези три подхода впоследствие се оформиха в две конкуриращи се теории - корпускулярната и вълновата теория на светлината. По-голямата част от древните философи и учени разглеждат светлината като определени лъчи, свързващи светещо тяло и човешкото око.

В същото време имаше три основни възгледа за природата на светлината. Eye->item Item->eye Movement

Слайд 3

Някои от древните учени вярвали, че лъчите идват от очите на човек, те сякаш усещат въпросния обект. Тази гледна точка първоначално имаше голям брой последователи. Такива големи учени и философи като Евклид, Птолемей и много други са се придържали към него. По-късно обаче, вече през Средновековието, тази идея за природата на светлината губи смисъла си. Все по-малко са учените, които следват тези възгледи. И до началото на 17 век. тази гледна точка може да се счита за вече забравена. Евклид Птолемей

Слайд 4

Втора теория

Други философи, напротив, смятаха, че лъчите се излъчват от светещо тяло и достигайки до човешкото око, носят отпечатъка на светещия обект. Тази гледна точка се поддържаше от атомистите Демокрит, Епикур и Лукреций. Тази гледна точка за природата на светлината по-късно, през 17 век, се оформя в корпускулярната теория на светлината, според която светлината е поток от някои частици, излъчвани от светещо тяло. Демокрит Епикур Лукреций

Слайд 5

Трета теория

Третата гледна точка за природата на светлината е изразена от Аристотел. Той разглежда светлината не като изтичане на нещо от светещ обект в окото и със сигурност не като някакви лъчи, излъчвани от окото и усещащи обекта, а като действие или движение, разпространяващо се в пространството (в околната среда). Малцина са споделяли мнението на Аристотел по негово време. Но по-късно, отново през 17 век, неговата гледна точка е развита и е положила основата на вълновата теория на светлината. Аристотел

Слайд 6

Средновековие

Най-интересната работа по оптика, достигнала до нас от Средновековието, е работата на арабския учен Алхазен. Изучава отражението на светлината от огледалата, явлението пречупване и предаване на светлината в лещите. Ученият се придържаше към теорията на Демокрит и беше първият, който изрази идеята, че светлината има крайна скорост на разпространение. Тази хипотеза беше важна стъпка в разбирането на природата на светлината. Алгазен

Слайд 7

17 век

Въз основа на многобройни експериментални факти в средата на 17 век възникват две хипотези за природата на светлинните явления: Корпускулярната теория на Нютон, която приема, че светлината е поток от частици, изхвърлени с висока скорост от светещи тела. Вълновата теория на Хюйгенс, която твърди, че светлината представлява надлъжни осцилаторни движения на специална светлинна среда (етер), възбудена от вибрации на частици от светещо тяло.

Слайд 8

Основни положения на корпускулярната теория

Светлината се състои от малки частици материя, излъчвани във всички посоки в прави линии или лъчи от светещо тяло, като например горяща свещ. Ако тези лъчи, състоящи се от корпускули, попаднат в окото ни, тогава виждаме техния източник. Светлинните корпускули имат различни размери. Най-големите частици, когато попаднат в окото, дават усещане за червен цвят, най-малките – виолетов. Белият цвят е смесица от всички цветове: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго, виолетово. Отражението на светлината от повърхността възниква поради отражението на корпускулите от стената според закона за абсолютно еластично въздействие.

Слайд 9

Явлението пречупване на светлината се обяснява с факта, че корпускулите се привличат от частици на средата. Колкото по-плътна е средата, толкова по-малък е ъгълът на пречупване и ъгълът на падане. Феноменът на дисперсията на светлината, открит от Нютон през 1666 г., той обяснява по следния начин. „Всеки цвят вече присъства в бялата светлина. Всички цветове се предават през междупланетното пространство и атмосферата заедно и създават ефекта на бяла светлина. Бялата светлина, смес от различни корпускули, претърпява пречупване, когато преминава през призма. Нютон очерта начини за обяснение на двойното пречупване, като предположи, че светлинните лъчи имат „различни страни“ - специално свойство, което ги кара да бъдат различно пречупими, когато преминават през двойнопречупващо тяло.

Слайд 10

Корпускулярната теория на Нютон обяснява задоволително много оптични явления, известни по това време. Нейният автор се радваше на огромен престиж в научния свят и теорията на Нютон скоро спечели много поддръжници във всички страни. Най-големите учени, придържащи се към тази теория: Араго, Поасон, Био, Гей-Люсак.

Въз основа на корпускулярната теория беше трудно да се обясни защо светлинните лъчи, пресичащи се в пространството, не действат един върху друг. В края на краищата светлинните частици трябва да се сблъскат и разпръснат (вълните преминават една през друга, без да упражняват взаимно влияние) Нютон Араго Гей-Лусак

Слайд 11

Светлината е разпространението на еластични периодични импулси в етера. Тези импулси са надлъжни и подобни на звуковите импулси във въздуха. Етерът е хипотетична среда, която запълва небесното пространство и празнините между частиците на телата. Тя е безтегловна, не се подчинява на закона за всемирното притегляне и има голяма еластичност. Принципът на разпространение на етерните вибрации е такъв, че всяка негова точка, до която достига възбуждането, е центърът на вторичните вълни. Тези вълни са слаби и ефектът се наблюдава само там, където минава тяхната обвиваща повърхност, вълновият фронт (принцип на Хюйгенс). Колкото по-далеч е фронтът на вълната от източника, толкова по-плосък става. Светлинните вълни, идващи директно от източника, предизвикват усещане за зрение. Много важен момент в теорията на Хюйгенс беше предположението, че скоростта на разпространение на светлината е крайна.

Слайд 12

Вълнова теория

С помощта на теорията се обясняват много явления на геометричната оптика: – явлението отражение на светлината и неговите закони; – явлението пречупване на светлината и неговите закони; – явлението пълно вътрешно отражение; – явлението двойно пречупване; – принцип на независимост на светлинните лъчи. Теорията на Хюйгенс дава следния израз за индекса на пречупване на средата: От формулата става ясно, че скоростта на светлината трябва да зависи обратно пропорционално на абсолютния индекс на средата. Това заключение беше обратното на заключението, произтичащо от теорията на Нютон.

Слайд 13

Мнозина се съмняваха в вълновата теория на Хюйгенс, но сред малкото поддръжници на вълновите възгледи за природата на светлината бяха М. Ломоносов и Л. Ойлер. С изследванията на тези учени теорията на Хюйгенс започва да се оформя като теория на вълните, а не просто на апериодичните трептения, разпространяващи се в етера. Беше трудно да се обясни праволинейното разпространение на светлината, водещо до образуването на резки сенки зад обектите (според корпускулярната теория праволинейното движение на светлината е следствие от закона за инерцията) Явлението дифракция (огъване на светлината). препятствия) и интерференция (усилване или отслабване на светлината, когато светлинните лъчи се наслагват един върху друг) могат да бъдат обяснени само от гледна точка на вълновата теория. Хюйгенс Ломоносов Ойлер

Слайд 14

XI-XX век

През втората половина на 19 век Максуел показа, че светлината е частен случай на електромагнитните вълни. Работата на Максуел полага основите на електромагнитната теория на светлината. След експерименталното откритие на електромагнитните вълни от Херц, няма съмнение, че когато светлината се разпространява, тя се държи като вълна. Сега те не съществуват. В началото на 20-ти век обаче идеите за природата на светлината започват радикално да се променят. Неочаквано се оказва, че отхвърлената корпускулярна теория все пак е свързана с реалността. Оказа се, че когато светлината се излъчва и абсорбира, тя се държи като поток от частици. Максуел Херц

Слайд 15

Открити са прекъснатите (квантови) свойства на светлината. Възникна необичайна ситуация: явленията на интерференция и дифракция все още можеха да бъдат обяснени, като светлината се разглеждаше като вълна, а явленията на излъчване и абсорбция, като се разглеждаше светлината като поток от частици. Следователно учените са се съгласили относно двойствеността на вълната и частиците (дуалността) на свойствата на светлината. В наши дни теорията за светлината продължава да се развива.

Вижте всички слайдове

Оптично излъчване(или светлина в широкия смисъл на думата) са електромагнитни вълни, чиято дължина е в диапазона от 10 -11 до 10 -2 m (от единици до десети от mm) или чийто честотен диапазон е приблизително 3 * 10 11 ... 3 * 10 17 Hz

Както при всяка друга радиация, има източник на оптично лъчениеИ приемник на оптично лъчение. Приемник на оптично лъчение може да бъде например човешкото око. Човешкото око е способно да възприема оптично лъчение с дължина на вълната от 400 до 760 nm. това видима радиация. В допълнение към видимото лъчение оптичното лъчение включва също инфрачервено лъчение(с дължина на вълната от 0,75 до 2000 µm) и ултравиолетова радиация(с дължина на вълната от 10 до 400 nm). Светлинните вълни се изучават с помощта на оптични методи, които исторически са се развили в анализа на законите на видимата светлина.

През 17 век са изказани първите научни хипотези за природата на светлината. Светлината има енергия и я пренася в пространството. Енергията може да се пренася или от тела, или от вълни, така че са представени две теории за природата на светлината.

Корпускулярна теория на светлината(от лат. corpusculum – частица) е предложен през 1672 г. от английския учен Исак Нютон (1643 – 1727). Според тази теория светлината е поток от частици, който се излъчва във всички посоки източник на светлина. С помощта на тази теория бяха обяснени оптични явления, като например различни цветове на радиация.

Холандският учен Кристиан Хюйгенс (1629 - 1695) също създава през 17в. вълнова теория на светлината, според който светлината има вълнова природа. Тази теория обяснява добре такива явления като намеса, дифракция на светлинатаи т.н.

И двете теории съществуваха успоредно дълго време, тъй като нито една от тях поотделно не можеше да обясни напълно всички оптични явления. В началото на 19 век, след изследвания на френския физик Огюстен Жан Френел (1788 - 1827), английския физик Робърт Хук (1635 - 1703) и други учени, става ясно, че вълновата теория на светлината има предимство пред корпускулярната теория. През 1801 г. английският физик Томас Йънг (1773 – 1829) формулира принципа на интерференцията (увеличаване или отслабване на осветеността, когато светлинните вълни се наслагват една върху друга), което му позволява да обясни цветовете на тънки филми. Френел обясни какво е дифракция на светлината (огъване на светлината около препятствия) и праволинейността на разпространението на светлината.

И все пак вълновата теория на светлината имаше един съществен недостатък. Предполага се, че светлинното излъчване е напречни механични вълни, които могат да възникнат само в еластична среда. Затова е създадена хипотеза за невидимия световен етер, който е хипотетична среда, която изпълва цялата Вселена (цялото пространство между телата и молекулите). Световният етер трябваше да има редица противоречиви свойства: той трябваше да има еластичните свойства на твърдите тела и в същото време да бъде в безтегловност. Тези трудности са решени през втората половина на 19 век с последователното развитие на учението за електромагнитното поле от английския физик Джеймс Клерк Максуел (1831 - 1879). Максуел стигна до извода, че светлината е частен случай на електромагнитните вълни.

Въпреки това, в началото на 20-ти век, прекъснат, или квант свойства на светлината. Тези свойства са обяснени от корпускулярната теория. По този начин светлината има двойственост вълна-частица (дуалност на свойствата). По време на процеса на разпространение светлината проявява вълнови свойства (т.е. държи се като вълна), а по време на излъчване и поглъщане проявява корпускулярни свойства (т.е. държи се като поток от частици).

Законите за разпространение на светлината в прозрачни среди, основани на концепцията за светлинен лъч, се обсъждат в раздела на оптиката, наречен. Разбираемо е, че сто светлинен лъч е линия, по която се разпространява енергията на светлинните електромагнитни вълни.

Закон за праволинейното разпространение на светлината

На практика светлината се разпространява по права линия в рамките на ограничен конус, който представлява светлинен лъч. Диаметърът на този светлинен лъч надвишава дължината на вълната на светлината.

Ако индекс на пречупванесреда е еднаква навсякъде, тогава такава среда се нарича оптически хомогенна среда.

В прозрачна хомогенна среда светлината се разпространява по права линия. Това е.

закон за праволинейно разпространение на светлината

Правилността на разпространението на светлината се потвърждава от много явления, например появата на сенки от непрозрачни тела. Ако S е много малък източник на светлина, а M е непрозрачно тяло, блокиращо пътя на светлината S, падаща върху него, тогава зад тялото M се образува конус на сянка. Светлината, идваща от източника, се забавя от тялото М и на екрана, който е разположен под прав ъгъл спрямо оста на конуса, се получава добре изразена сянка на тялото М (виж фиг. 1.1).

ориз. 1.1. Праволинейност на разпространението на светлината.

(частично осветено пространство) се образува в зоната, където преминават лъчи само от един от източниците на светлина. Например в областта, където преминават лъчите само на източника S1, а друг източник на светлина S2 е засенчен от тялото M. Ако източникът на светлина е голям, тогава всяка негова точка може да се разглежда като точков източник на светлина. В този случай ще се добави радиацията от отделни части на излъчващата повърхност. Образуват се и зони на сянка и полусянка.

ориз. 1.2. Penumbra, образувана от голям източник на светлина.

Образуването на сянка, когато лъчи от източник на светлина падат върху непрозрачен обект, обяснява явления като слънчеви и лунни затъмнения. Имот катоправолинейно разпространение на светлината

, се използва при определяне на разстояния на сушата, в морето и във въздуха, както и в производството при наблюдение на праволинейността на продукти и инструменти по линията на видимост. Правото разпространение на светлината обяснява възможността за получаване на изображения с помощта на малка бленда. Най-простото устройство, което ви позволява да наблюдавате обърнато изображение на обекти, се наричаи представлява кутия с малък отвор в предната стена. Светлинен лъч, който се движи по права линия, удря задната стена на камерата обскура, където се появява светлинно петно с подходящ интензитет. Комбинацията от светлинни петна от всички точки на даден обект създава изображение на този обект на задната стена на камерата обскура.

Въпросите за природата на светлината и законите на разпространението са повдигнати от гръцките философи. Евклид (300 г. пр. н. е.) обяснява зрителното възприятие чрез зрителните лъчи, излъчвани от очите, които усещат обект. Той също така формулира закона за праволинейното разпространение на светлината. Оптиката се развива бързо в края на 16-ти и началото на 17-ти век, когато холандският учен Янсен (1590) създава първия микроскоп с две лещи, а Галилей (1609) използва своя телескоп, за да направи редица астрологични открития (фази на Винер, спътници на Юпитер , планини на Луната). През 1620 г. холандският учен Снел най-накрая установява закона за пречупването, който е написан във формата, позната ни от френския учен Декарт.

Исак Нютон (края на 17 век) има голям принос за развитието на оптиката. Въз основа на праволинейността на светлината, както и на законите за отражение и пречупване, той приема, че светлината е поток от корпускули, излъчвани от светещо тяло и летящи с огромна скорост според механичните закони. Той успя да обясни линейното разпространение на светлината в хомогенна среда; корпускулите се движат по инерция. Закон за отражение: корпускулите се отразяват от границата на 2 среди, като топки от плоска повърхност. Нютон също обяснява закона за пречупването, но не чрез намаляване, а чрез увеличаване на скоростта на движение на корпускулите в по-плътна среда. Нютон също показа, че бялата светлина е съставна и съдържа „чисти цветове“, чиито корпускули се различават по маса: виолетовата корпускула е най-леката, а червената е най-тежката (не предположих).

Наред с корпускулярната концепция на Нютон за светлината, през 17 век възниква и се развива вълновата теория на Хук-Хюйгенс (разпространение на надлъжни деформации в т.нар. световен етер). Използвайки принципа на Хюйгенс, всяка точка, до която е достигнала светлинна вълна, е източник на вторични вълни, също така е възможно да се обяснят законите за отражение и пречупване и явленията на дифракция (огъване около препятствия) и интерференция (суперпозиция).

Така до края на 17 век в оптиката се развиват две противоположни системи от възгледи за природата на светлината (корпускулярна и вълнова); и двете теории обясняват основните закони на геометричната оптика, но всяка има своите недостатъци. Хюйгенс не можа да обясни дисперсията на различните показатели на пречупване за различните цветове (Нютон можеше). Но Нютон, когато обясняваше, че светлината е частично отразена и частично пречупена, трябваше да предположи, че корпускулите изпитват пристъпи на отражение и пречупване. Въпреки това авторитетът на Нютон доведе до факта, че през целия 18 век повечето физици бяха склонни към корпускулярната теория на светлината. Нито една теория не може да обясни двойното пречупване, открито през 1724 г. от Барталимус, както и явлението светлинна корелация. През 1717 г. Нютон показа, че корелацията на светлината може да се обясни само с напречни вълни, което според Нютон опровергава вълновата теория на светлината. В началото на 19 век математиците създават теория за трептенията и вълните, която успешно се прилага към някои оптични явления. Така през 1801 г. английският учен Йънг установява принципа на интерференцията, Френел (през 1815 г.) изяснява принципа на Хюйгенс, добавяйки към него, че вторичните вълни се намесват, което прави възможно обяснението на интерференцията на светлината. Въз основа на експериментите на Фарадей и Арго върху интерференцията на поляризирана светлина, Йънг предположи, че светлината е напречна вълна, че е необходимо да се припишат еластични свойства на етера (тоест етерът не е течност или газ, а твърдо вещество); ).

Експериментите на Фарадей през 1846 г. за взаимодействие с магнитно поле, както и изследванията на Максуел през 1845 г., позволиха да се докаже, че светлината е електромагнитна вълна. Теорията на Максуел направи възможно обяснението и количественото определяне на скоростта на разпространение на електромагнитните вълни и следователно на светлината в различни среди. Изглеждаше, че вълновата теория е победила, но резултатите от изследването на спектралните характеристики на излъчването на абсолютно черно тяло, които се появяват в края на 19 век. През 1901 г. Планк показа, че излъчването и поглъщането на електромагнитни вълни не се случва непрекъснато. Електромагнитните вълни се излъчват на порции (кванти), като енергията на всяка порция се определя само от честотата E = h v. Айнщайн обяснява законите на фотоелектричния ефект през 1905 г., като въвежда светлинни частици, наречени фотони. Тоест Айнщайн показа, че светлината не само се абсорбира и излъчва от кванти, но също така се разпространява под формата на частици, като същевременно остава вълна. Тези открития на Планк и Айнщайн доведоха до появата на квантовата механика, която се развива през целия 20 век.

Закон за праволинейното разпространение на светлината

В прозрачна хомогенна среда светлината се разпространява по права линия. Това е Това е.

Големите източници на светлина (в сравнение с разстоянието от източниците на светлина до препятствието) образуват полусянка. Образуването на полусянка може да се разглежда с помощта на два малки източника, които са разположени един от друг на разстояние, равно на размера на големия източник на светлина. На фиг. Фигура 1.2 показва напречно сечение на сенчестите конуси, които се образуват от светлина зад тялото М. Пълна сянка се образува зад непрозрачното тяло М в областта, където светлината не пада от никакъв светлинен източник.(частично осветено пространство) се образува в зоната, където преминават лъчи само от един от източниците на светлина. Например в областта, където преминават лъчите само на източника S1, а друг източник на светлина S2 е засенчен от тялото M. Ако източникът на светлина е голям, тогава всяка негова точка може да се разглежда като точков източник на светлина. В този случай ще се добави радиацията от отделни части на излъчващата повърхност. Образуват се и зони на сянка и полусянка.

Образуването на сянка, когато лъчи от източник на светлина падат върху непрозрачен обект, обяснява явления като слънчеви и лунни затъмнения.

Образуването на сянка, когато лъчи от източник на светлина падат върху непрозрачен обект, обяснява явления като слънчеви и лунни затъмнения. Имот като, се използва при определяне на разстояния на сушата, в морето и във въздуха, както и в производството при наблюдение на праволинейността на продукти и инструменти по линията на видимост.

Правото разпространение на светлината обяснява възможността за получаване на изображения с помощта на малка бленда. Най-простото устройство, което ви позволява да наблюдавате обърнато изображение на обекти, се нарича Правото разпространение на светлината обяснява възможността за получаване на изображения с помощта на малка бленда. Най-простото устройство, което ви позволява да наблюдавате обърнато изображение на обекти, се наричаи представлява кутия с малък отвор в предната стена. Светлинен лъч, който се движи по права линия, удря задната стена на камерата обскура, където се появява светлинно петно с подходящ интензитет. Комбинацията от светлинни петна от всички точки на даден обект създава изображение на този обект на задната стена на камерата обскура.