Свет как электромагнитная волна

Развитие представлений о природе света.

Интерференция света.

Когерентность и монохроматичность световых волн.

Развитие представлений о природе света. Свет как электромагнитная волна.

Вопросы

Волновая оптика

Лекция 2

Первые представления о природе света возникли у древних греков и египтян. По мере изобретения и совершенствования различных оптических приборов (параболических зеркал, микроскопа, зрительной трубы) эти представления развивались и трансформировались. В конце XVII века возникли две теории света: корпускулярная (И. Ньютон) и волновая (Р. Гук и Х. Гюйгенс).

Согласно корпускулярной теории, свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами. Ньютон считал, что движение световых корпускул подчиняется законам механики. Так, отражение света понималось аналогично отражению упругого шарика от плоскости. Преломление света объяснялось изменением скорости корпускул при переходе из одной среды в другую. Для случая преломления света на границе вакуум – среда корпускулярная теория приводила к следующему виду закона преломления:

. (1)

Так как n > 1, из корпускулярной теории следовало, что с > v.

Волновая теория, в отличие от корпу­с­ку­ляр­ной, рассматривала свет как волновой процесс, подобный механическим волнам. В основу волновой теории был положен принцип Гюйгенса, согласно которому каждая точка, до которой доходит волна, становится центром вторичных волн, а огиба­ю­щая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени. С помощью принципа Гюйгенса были объяснены законы отражения и преломления.

АВ, СD - фронты падающей и отражен­ной волн;

ВС = AD = v ×D t,

D ADC = D ADC

АВ, СD - фронты падающей и преломлен­ной волн;

ВС = c ×D t; AD = v ×D t,

Т.о., к началу XVIII века существовало два противоположных подхода к объяснению природы света: корпускулярная теория Ньютона и волновая теория Гюйгенса. Весь XVIII век стал веком борьбы этих теорий.

В начале XIX столетия корпускулярная теория была отверг­ну­та и восторжествовала волновая теория. Большая заслуга в этом принадлежит английскому физику Т. Юнгу и французскому физику О. Френелю, исследовавшим явления интерференции и дифракции. Исчерпывающее объяснение этих явлений могло быть дано только на основе волновой теории. Важное экспериментальное подтверждение справедливости волновой теории было получено в 1851 году, когда Ж. Фуко (и независимо от него А. Физо) измерил скорость распространения света в воде и получил значение v < c.

Дата добавления: 2013-12-13