Розвиток уявлень про світло в 17-20 століттях

Питання, що представляє собою світло і які його властивості, хвилювало вчених ще в глибоку давнину. Вчення про світло розвивалося таким чином, що ряд законів, яким підкоряються світлові явища, був встановлений раніше, ніж стало зрозуміло, яка ж природа світла. До таких законів належать закони прямолінійного поширення, відображення, заломлення, повного внутрішнього відбиття світла. Однак пояснення ці закони отримали значно пізніше.

У XVII ст. італійський вчений Ф. Грімальді (1618-1663), провівши серію дослідів, виявив, що світло відхиляється від прямолінійного поширення і при певних умовах це відхилення можна спостерігати. Дане явище він назвав дифракцією і пояснив її на основі хвильової теорії, використовуючи аналогію з поширенням хвиль на поверхні води.

Надалі англійський фізик Р. Гук (1635-1703) пояснив наявність різних кольорів складанням коливальних рухів частинок середовища. Вирішальний крок в обгрунтуванні хвильової теорії світла був зроблений голландським ученим X. Гюйгенсом (1629-1695; рис. 133), який ввів хвильової принцип, що дозволив пояснити явища відображення і заломлення світла і вивести відповідні закони. Він вважав, що світло поширюється так само, як і звук, – у вигляді хвилі в пружному середовищі.

Хвильові уявлення про світло в XVIII-XIX ст. отримали розвиток в роботах англійського вченого Т. Юнга (1773-1829) і французького фізика О.-Ж. Френеля (1788-1827), які, розділяючи ідеї Гюйгенса про характер поширення світла, вважали, що колір залежить від частоти коливань середовища. Юнг ввів поняття інтерференції, пояснив його і сформулював умови інтерференції. А Френель пояснив явище дифракції та побудував теорію цього явища.

Паралельно з хвильової теорії світла існувала корпускулярна теорія, якої дотримувався І. Ньютон. Він вважав, що світяться тіла випромінюють потік маленьких частинок (корпускул), які рухаються з певною швидкістю. При переході світла з одного середовища в іншу швидкість змінюється. У той же час Ньютон відкидав повністю хвильову теорію, намагаючись пояснити деякі явища з її позицій.

В кінці XIX ст. з’ясувалося, що хвильова теорія світла не може пояснити походження лінійчатих спектрів, характер випромінювання тіл, експериментально встановлені закони фотоефекту. Ця проблема була вирішена завдяки роботам німецьких фізиків М. Планка (1858-1947) і А. Ейнштейна. На їхню думку, світло являє собою потік часток – фотонів, що володіють енергією і імпульсом. Планк і Ейнштейн пояснили і закони фотоефекту, і походження лінійчатих спектрів, вважаючи, що в процесі взаємодії світла з речовиною енергія і імпульс порціями передаються речовини.

Важливо, що в сучасній фізиці уявлення про світло як про потік часток не суперечить уявленню про нього як про хвилю. Зокрема, явища інтерференції і дифракції добре пояснюються на основі хвильової теорії. Це свідчить про те, що світло має подвійністю властивостей, званої корпускулярно-хвильовим дуалізмом.

Величезне значення в розумінні природи світла зіграли роботи англійського фізика Дж. Максвелла, який створив теорію електромагнітного поля і показав, що світло – електромагнітна хвиля і подібно до всіх електромагнітних хвиль може поширюватися в вакуумі. Максвелл обчислив швидкість поширення електромагнітних хвиль. У вакуумі вона дорівнює 300 000 км / с.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 2.50 out of 5)

Розвиток уявлень про світло в 17-20 століттях