Предмет оптики. Історичний огляд вчення про світло

ПЛАН

1 Предмет оптики. Історичний огляд вчення про світло.

2 Пояснення тотожності електромагнітних хвиль зі світовими на основі рівнянь Максвелла. Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла.

3 Основні фотометричні величини та їхні одиниці.

ЗМІСТ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ

В кінці ХVII століття майже одночасно били запропоновані дві теорії світла: корпускулярна (1675 р., І.Ньютон) і хвильова (1690 р., Х.Гюйгенс). Їх виникнення зумовлене властивістю світла переносити енергію, що можливо або потоком частинок, корпускул, або хвилями.

Корпускулярна теорія пояснювала такі експериментальні факти:

1. Прямолінійність поширення світла випливає з 1-го закону Ньютона, закону інерції.

2. Закони відбивання є наслідком закону збереження імпульсу.

3. Різні кольори пояснювались різним розміром корпускул.

Але такі явища як інтерференція, дифракція, заломлення, не взаємодія променів світла, які перетинаються корпускулярна теорія не змогла пояснити. Пояснила їх хвильова теорія. Але вона мала суттєве протиріччя. По цій теорії світло поширюється в особливому пружному середовищі – ефірі. Але так як був відомий поперечний характер світлових хвиль, які можуть поширюватись у твердих тілах, ефір, що пронизує увесь простір повинен був мати властивість твердих тіл, щоб можлива була деформація здвигу. Це ставило під сумнів хвильову теорію.

В середині ХІХ століття Дж.Максвел запропонував електромагнітну теорію світла. Для поширення таких хвиль відпала необхідність ефіру. По цій теорії світло уявляє собою електромагнітні хвилі певного діапазону від 400 нм до 760 нм. Але і ця теорія не змогла пояснити такі експериментальні факти:

1. Явище фотоефекту.

2. Поглинання і розсіювання світла.

3. Ефект Компотна.

В цих явищах проявлялись корпускулярні властивості світла. По сучасним поглядам світло має подвійну природу, або йому характерний корпускулярно-хвильовий дуалізм. В одних явищах проявляються хвильові властивості, а в інших корпускулярні. Фотон (корпускула) уявляється як пакет хвиль, енергія якого ,

маса фотона

і імпульс .

Тут: h = 6,62∙10^-34 Дж∙с – стала Планка; с – швидкість світла; λ - довжина хвилі; ν – частота хвилі.

На початку ХХ століття виявилось, що подвійна природа характерна не тільки світлові. Подвійна природа властива усім частинкам мікросвіту. Таку гіпотезу висловив у 1924 р. французький вчений Луї де-Бройль, яка потім знайшла експериментальне підтвердження.

Дата добавления: 2017-01-14