Развитие взглядов на природу света

Оптика

Излучение и прием электромагнитных волн

Источником электромагнитных волн может быть любой электрический колебательный контур или проводник, по которому течет переменный электрический ток. Для получения электромагнитных волн необходимо создать в пространстве переменное электрическое поле (I_см) или переменное магнитное поле. Для получения электромагнитных волн не пригодны закрытые колебательные контуры, т.к. в них электрическое поле сосредоточено между обкладками конденсатора, а магнитное – внутри катушки индуктивности.

Герц, уменьшая число витков в катушке и площадь пластин конденсатора и раздвигая их, перешел от закрытого колебательного контура к открытому.

Колебания в такой системе поддерживаются с помощью источника ε, подключенного к обкладкам конденсатора, а искровой промежуток применяется, чтобы ­ разность потенциалов,для которого заряжают конденсатор.

Для получения волн контур подключается к индуктору:

И

B

P

Когда напряжение на искровом промежутке достигло пробивного значения, возникает искра, закорачивающая обе половины контура, и в нем возникли свободные затухающие колебания. При исчезновении искры колебания прекращаются.

Для регистрации электромагнитных волн Герц использовал второй контур (резонатор), имеющий такую же u собственных колебаний, что и излучаемый.

l»3 м – первые электромагнитные волны;

l»4–6 мм – у Лебедева;

l»50–80 мкм – у Глаголевой-Аркадьевой –1923г.

Недостатком в контурах этих ученых было то, что колебания были малой мощности и быстро затухали. Затем (в 20-е годы) стали получать электромагнитные волны с помощью электрических ламп (ламповых генераторов). В их основе лежали автоколебания.

В 17 веке господствовали две теории:

1. Теория Ньютона (корпускулярная):

Свет – это поток частиц движущихся по законам механики. Попадая на поверхность, частица по законам упругого удара отражалась, но с точки зрения этой теории нельзя было объяснить законы преломления света, и наложения друг на друга частиц (интерференция).

2. Волновая теория (Гюйгенс и Френель)

Свет – это упругая волна. В рамках этой теории был сформулирован принцип Гюйгенса: каждая точка среды, до которой дошло возмущение сама становится источником вторичных волн. Данная теория могла объяснить факт распределения волны и законы преломления и отражения. Эта теория господствовала в течение ста лет, но в начале 20-го века было открыто такое явление, как фотоэффект, которое не объяснялось этой теорией.

В середине 19 века у Максвелла была своя волновая электромагнитная теория света: видимый свет – это частный случай электромагнитных волн. Это переменное электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве в виде поперечных электромагнитных волн, с длиной волны от 400 нм до 760 нм. Теория Максвелла объясняет явление интерференции, дифракции, поляризации, но не может объяснить тепловое излучение, фотоэффект, эффект Комптона.

Недавно возникла корпускулярно-волновая теория света, которая господствует и по сей день: в одних оптических явлениях в большей степени проявляются волновые свойства света, а в других – корпускулярные.

Порция электромагнитного излучения – это поток фотонов (большое количество не больших волн). Корпускулярно-волновой дуализм характерен не только для света, но и для всех объектов материи.

Дата добавления: 2014-01-04