--> Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ ó÷åíèÿ î ñâåòîâûõ ÿâëåíèÿõ. Ôèçèêà. 11 êëàññ

 


Ñîäåðæàíèå

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà. 11 êëàññ. Ïóðûøåâà

Ãëàâà 4. Îïòèêà

 


Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ ó÷åíèÿ î ñâåòîâûõ ÿâëåíèÿõ

Èñïîëüçóÿ àíàëîãèþ ìåæäó ñâåòîì è çâóêîì, àíãëèéñêèé ôèçèê Ðîáåðò Ãóê (1635—1703) îáúÿñíÿë ðàçëè÷íûå öâåòà, èñõîäÿ èç òîãî, ÷òî ñâåò åñòü êîëåáàòåëüíîå äâèæåíèå ñðåäû è öâåò îáóñëîâëåí ñìåøåíèåì ðàçëè÷íûõ êîëåáàòåëüíûõ äâèæåíèé.

Ðåøàþùèé øàã â îáîñíîâàíèè âîëíîâîé òåîðèè ñâåòà áûë ñäåëàí ãîëëàíäñêèì ó÷¸íûì Õðèñòèàíîì Ãþéãåíñîì (1629— 1695), êîòîðûé ââ¸ë â ôèçèêó âîëíîâîé ïðèíöèï (ïðèíöèï Ãþéãåíñà), ïîçâîëèâøèé îáúÿñíèòü ÿâëåíèÿ îòðàæåíèÿ è ïðåëîìëåíèÿ ñâåòà è âûâåñòè çàêîíû îòðàæåíèÿ è ïðåëîìëåíèÿ. Ñóòü èäåè Ãþéãåíñà çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ñâåò ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ òàê æå, êàê çâóê, â âèäå âîëíû â óïðóãîé ñðåäå, íàçâàííîé ýôèðîì.

Äàëüíåéøåå ðàçâèòèå âîëíîâîé òåîðèè ñâåòà ñâÿçàíî ñ èìåíàìè àíãëèéñêîãî ó÷¸íîãî Òîìàñà Þíãà (1773—1829) è ôðàíöóçñêîãî ôèçèêà Îãþñòåíà Æàíà Ôðåíåëÿ (1788—1827). Þíã, óñòàíîâèâ àíàëîãèþ ìåæäó ñâîéñòâàìè çâóêîâûõ âîëí, âîëí íà ïîâåðõíîñòè âîäû è ñâåòîâûõ âîëí, óòâåðæäàë, ÷òî ñâåòÿùèåñÿ òåëà âûçûâàþò êîëåáàòåëüíîå äâèæåíèå ÷àñòèö ýôèðà, à öâåò çàâèñèò îò ÷àñòîòû êîëåáàíèé. Îí ââ¸ë ïîíÿòèå èíòåðôåðåíöèè, ýêñïåðèìåíòàëüíî èçó÷èë ÿâëåíèå èíòåðôåðåíöèè ñâåòà, îáúÿñíèë åãî è ñôîðìóëèðîâàë óñëîâèÿ íàáëþäåíèÿ èíòåðôåðåíöèè.

Ôðåíåëü îáúÿñíèë ÿâëåíèå äèôðàêöèè ñâåòà è ïîñòðîèë êîëè÷åñòâåííóþ òåîðèþ äèôðàêöèè. Òàêèì îáðàçîì, â íà÷àëå XIX â. áûëî îáîñíîâàíî, ÷òî ñâåò îáëàäàåò âîëíîâûìè ñâîéñòâàìè è åãî ðàñïðîñòðàíåíèå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âîëíîâîé ïðîöåññ. Âîçíèêàåò âîïðîñ, êàêîâà ïðèðîäà ñâåòîâûõ âîëí. Îäèí èç îòâåòîâ íà ýòîò âîïðîñ áûë ïîëó÷åí Ôðåíåëåì, êîòîðûé ýêñïåðèìåíòàëüíî äîêàçàë, ÷òî ñâåòîâûå âîëíû ïîïåðå÷íûå â îòëè÷èå îò çâóêîâûõ âîëí, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ïðîäîëüíûìè. Êàê âàì óæå èçâåñòíî, ïîïåðå÷íûìè ÿâëÿþòñÿ ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû. Ñëåäîâàòåëüíî, ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ñâåò ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû. Ïîäòâåðæäåíèåì ýòîãî ÿâèëîñü è òî, ÷òî ýêñïåðèìåíòàëüíî èçìåðåííîå çíà÷åíèå ñêîðîñòè ñâåòà ñîâïàäàåò ñî çíà÷åíèåì ñêîðîñòè ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí, ïîëó÷åííûì òåîðåòè÷åñêè Ìàêñâåëëîì.

Òàêèì îáðàçîì, ê êîíöó XIX â. óòâåðäèëîñü ïðåäñòàâëåíèå î ñâåòå êàê îá ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíå.

Êîðïóñêóëÿðíûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ñâåòå

3. Ãëàâíûì îïïîíåíòîì Ãþéãåíñà áûë àíãëèéñêèé ôèçèê Íüþòîí. Îí ñ÷èòàë, ÷òî ñâåòÿùèåñÿ òåëà èñïóñêàþò ëó÷è ñâåòà, ïðåäñòàâëÿþùèå ñîáîé ïîòîê ìàëåíüêèõ ÷àñòèö (êîðïóñêóë), íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ êîòîðûõ ïðè ïåðåõîäå èç îäíîé ñðåäû â äðóãóþ èçìåíÿåòñÿ. Îáîñíîâàíèåì ýòîãî Íüþòîí ñ÷èòàë îòêðûòîå èì ÿâëåíèå äèñïåðñèè (îáíàðóæåíèå ñëîæíîãî ñîñòàâà áåëîãî ñâåòà). Îí ïîëàãàë, ÷òî «ëó÷è, îòëè÷àþùèåñÿ ïî öâåòó, îòëè÷àþòñÿ è ïî ñòåïåíè ïðåëîìëÿåìîñòè» è ÷òî «ñîëíå÷íûé ñâåò ñîñòîèò èç ëó÷åé ðàçëè÷íîé ïðåëîìëÿåìîñòè». Èñïîëüçóÿ êîðïóñêóëÿðíóþ òåîðèþ, Íüþòîí îáúÿñíèë ïðÿìîëèíåéíîå ðàñïðîñòðàíåíèå ñâåòà, îòðàæåíèå è ïðåëîìëåíèå ñâåòà è ðÿä äðóãèõ ñâåòîâûõ ÿâëåíèé.

 òî æå âðåìÿ Íüþòîí íå îòðèöàë ïîëíîñòüþ âîëíîâóþ òåîðèþ ñâåòà. Îí ïîëàãàë, ÷òî åñëè íà òåëî ïàäàåò ïîòîê ñâåòîâûõ êîðïóñêóë, òî â ýôèðå, çàïîëíÿþùåì ïðîìåæóòêè ìåæäó ÷àñòèöàìè òåëà, âîçáóæäàåòñÿ âîëíà. Îáúÿñíåíèå ÿâëåíèÿ èíòåðôåðåíöèè ñâåòà, êîòîðîå èçó÷àë Íüþòîí, òàêæå òðåáîâàëî ïðèâëå÷åíèÿ âîëíîâûõ ïðåäñòàâëåíèé. Òàêèì îáðàçîì, Íüþòîí ïîíèìàë, ÷òî ñâåò èìååò ñëîæíóþ ïðèðîäó, è, ïðèäåðæèâàÿñü êîðïóñêóëÿðíûõ ïðåäñòàâëåíèé, â òî æå âðåìÿ ïûòàëñÿ îáúÿñíÿòü íåêîòîðûå ÿâëåíèÿ ñ âîëíîâûõ ïîçèöèé.

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