Волновой и квантовый характер световых явлений

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИКЛАДНОЙ ОПТИКИ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Лукьянов, А. М. Сопротивление материалов: Учеб. /А. М. Лукьянов. ̶ М.: ГОУ «Уч.- метод. ц. по образ. на ж.д. транспорте, 2008. – 560 с.

2. Александров, А. В. Сопротивление материалов: Учеб. / А. В. Алек-сандров, В. Д. Потапов, Б. П. Державин; ред. А. В. Александров. – М.: Высшая школа, 2008. – 560 с.

3. Миролюбов, И. Н. Сопротивление материалов: пособие по решению задач / И. Н. Миролюбов и др. – СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2007. – 508 с.

4. Ицкович, Г. М. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов: Учеб. пособие /Г. М. Ицкович, С.С. Минин, А.И. Винокуров. – М.: Высшая школа, 2001. – 592 с.

В 1672 году Ньютоном была выдвинута первая научная теория света – корпускулярная. Ньютон считал, что свет представляет собой поток особых частиц – корпускул, и что скорость движения этих частиц есть скорость света.

Главным аргументом в пользу своей теории Ньютон считал прямолинейность распространения света. С помощью этой теории удалось объяснить отражение и преломление света, для чего пришлось допустить, что скорость распространения световых корпускул в средах с различной оптической плотностью меняется только в направлении нормали к поверхности. Из этого допущения вытекало, что скорость света в оптически более плотных средах больше, чем в воздухе. Следует отметить, что некоторые оптические явления интерференции (кольца Ньютона) наводили Ньютона на мысль о более сложном характере света, он пытался объединить корпускулярную теорию с волновой.

Современник Ньютона Гюйгенс, в свою очередь, выдвинул другую теорию. Он считал, что никаких корпускул не существует и что свет является волновым процессом. В оптике известен принцип, носящий имя Гюйгенса: Каждая точка, до которой доходит световое возбуждение, сама становится источником вторичных световых волн, огибающая которых в каждый данный момент времени и представляет фронт распространяющейся волны.

В Х1Х веке работами Юнга и Френеля были объяснены на основании волновых представлений явления, интерференции и дифракции света. Наконец, окончательное подтверждение волновой теории последовало после работ Максвелла, который показал, что свет является электромагнитным колебанием.

Однако, некоторые опытные данные, в частности явления, связанные с взаимодействием света с веществом – фотоэлектрический эффект, поглощение и испускание света - не удавалось уложит в рамки волновой теории.

В 1900 году Планк выдвинул гипотезу (первоначально принимаемую им как удобный математический аппарат и не имеющий физической основы), что свет испускается отдельными порциями, квантами, энергия которых равна hν, где ν - частота света, h - постоянная Планка. Эта гипотеза позволила объяснить многие непонятные оптические явления и одновременно явилась как бы возвращением к старой корпускулярной теории, но на более высоком уровне.

Для объяснения одних явлений, таких как интерференция, дифракция, поляризация света требуется предполагать, что свет является электромагнитным колебанием, то есть, использовать волновую теорию света; другие явления понятны только при условии принятия квантового характера света.

Отсюда следует естественное заключение, что свет одновременно обладает и корпускулярными и волновыми свойствами.

Дата добавления: 2015-06-04