Содержание

Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 4. Оптика

История развития учения о световых явлениях

Используя аналогию между светом и звуком, английский физик Роберт Гук (1635—1703) объяснял различные цвета, исходя из того, что свет есть колебательное движение среды и цвет обусловлен смешением различных колебательных движений.

Решающий шаг в обосновании волновой теории света был сделан голландским учёным Христианом Гюйгенсом (1629— 1695), который ввёл в физику волновой принцип (принцип Гюйгенса), позволивший объяснить явления отражения и преломления света и вывести законы отражения и преломления. Суть идеи Гюйгенса заключается в том, что свет распространяется так же, как звук, в виде волны в упругой среде, названной эфиром.

Дальнейшее развитие волновой теории света связано с именами английского учёного Томаса Юнга (1773—1829) и французского физика Огюстена Жана Френеля (1788—1827). Юнг, установив аналогию между свойствами звуковых волн, волн на поверхности воды и световых волн, утверждал, что светящиеся тела вызывают колебательное движение частиц эфира, а цвет зависит от частоты колебаний. Он ввёл понятие интерференции, экспериментально изучил явление интерференции света, объяснил его и сформулировал условия наблюдения интерференции.

Френель объяснил явление дифракции света и построил количественную теорию дифракции. Таким образом, в начале XIX в. было обосновано, что свет обладает волновыми свойствами и его распространение представляет собой волновой процесс. Возникает вопрос, какова природа световых волн. Один из ответов на этот вопрос был получен Френелем, который экспериментально доказал, что световые волны поперечные в отличие от звуковых волн, которые являются продольными. Как вам уже известно, поперечными являются электромагнитные волны. Следовательно, можно предположить, что свет представляет собой электромагнитные волны. Подтверждением этого явилось и то, что экспериментально измеренное значение скорости света совпадает со значением скорости электромагнитных волн, полученным теоретически Максвеллом.

Таким образом, к концу XIX в. утвердилось представление о свете как об электромагнитной волне.

Корпускулярные представления о свете

3. Главным оппонентом Гюйгенса был английский физик Ньютон. Он считал, что светящиеся тела испускают лучи света, представляющие собой поток маленьких частиц (корпускул), направление движения которых при переходе из одной среды в другую изменяется. Обоснованием этого Ньютон считал открытое им явление дисперсии (обнаружение сложного состава белого света). Он полагал, что «лучи, отличающиеся по цвету, отличаются и по степени преломляемости» и что «солнечный свет состоит из лучей различной преломляемости». Используя корпускулярную теорию, Ньютон объяснил прямолинейное распространение света, отражение и преломление света и ряд других световых явлений.

В то же время Ньютон не отрицал полностью волновую теорию света. Он полагал, что если на тело падает поток световых корпускул, то в эфире, заполняющем промежутки между частицами тела, возбуждается волна. Объяснение явления интерференции света, которое изучал Ньютон, также требовало привлечения волновых представлений. Таким образом, Ньютон понимал, что свет имеет сложную природу, и, придерживаясь корпускулярных представлений, в то же время пытался объяснять некоторые явления с волновых позиций.

<<< К началу      Окончание >>>