Jak nazywa się sekcja badająca zjawiska świetlne. Optyka - dział fizyki zajmujący się badaniem zjawisk świetlnych
Co to jest światło? Filozofowie starożytnej Grecji nie znali odpowiedzi. Nawet Archimedes nie udzielił wyjaśnienia, chociaż znał prawo refleksji i skutecznie je zastosował. Do XVI wieku wielu filozofów uważało, że widzenie jest czymś, co emanuje z oka i niejako dotyka przedmiotów.
Ale były też inne teorie, zgodnie z którymi światło jest strumieniem materii emanującym z widzialnego obiektu. Spośród tych hipotez punkt widzenia Demokryta jest najbliższy współczesnym koncepcjom. Uważał, że światło to strumień cząstek o określonych właściwościach fizycznych. Pisał: „Słodycz istnieje jako konwencja, gorycz - jako konwencja, kolor - jako konwencja, w rzeczywistości są tylko atomy i pustka”.
Huygens Christian () Holenderski fizyk Newton Isaac () W końcu okazało się, że dwie teorie jednocześnie wyjaśniają naturę światła. Ponadto obie teorie są uzasadnione fizycznie i potwierdzone eksperymentami.
1690: Traktat o świetle. Światło - fala elektromagnetyczna zdolna do załamywania się wokół przeszkód rok: „Optyka”. Światło to strumień cząstek.
Co w nocy migocze promień? Co cienki płomień uderza w firmament? Jak błyskawica bez groźnych chmur Dąży z Ziemi do zenitu? Jak to możliwe, że zamarznięta para w środku zimy powoduje pożar? M. Lomonosov O czym pisze Łomonosow? Istnieje wiele ciekawszych zjawisk związanych ze światłem w przyrodzie.
Co to jest światło? Jaka jest natura światła? Dlaczego białe światło rozkłada się na kolory? Ile jest kolorów, siedem czy miliony? Takie pytania wzbudzały ciekawość człowieka praktycznie w całej jego historii, od pierwszych myślicieli do XX wieku. Ale aby odpowiedzieć na te i inne pytania, musisz zrozumieć naturę światła, które, jak się okazało, jest bardzo złożone. W trakcie tej lekcji zapoznasz się z podstawowymi pojęciami naukowymi dotyczącymi natury światła, poznasz argumenty zwolenników jednej lub drugiej teorii naukowej.
Optyka
Natura światła. Prędkość światła
Optyka to dziedzina fizyki, która się uczy lekkie zjawiska i ustanowione dla nich prawa, a także oddziaływanie światła z materią, naturę światła.
Informacje o świecie docierają do człowieka poprzez wzrok. Za pomocą światła otrzymujemy większość informacji o otaczającym nas świecie.
Pierwsze informacje o świetle pojawiły się 2,5 tysiąca lat temu.
Pitagoras był jednym z pierwszych naukowców, który przedstawił hipotezę naukową dotyczącą natury światła (patrz rys. 1). Był pierwszym, który nie tylko odgadł, ale także udowodnił, że światło rozchodzi się w linii prostej. On, a następnie inni geometry, aż do Euclida, wykorzystali zjawisko odbicia i załamania światła do zbudowania podstaw geometrii. Nic dziwnego, że jeden z działów optyki nazywa się optyką geometryczną.
Postać: 1. Pitagoras
Pitagoras: „Światło to strumień cząstek, które emitują przedmioty, wnikając do ludzkiego oka, dostarczają informacji o tym, co nas otacza”.
W XVII wieku Izaak Newton stał się zwolennikiem tej teorii (patrz ryc. 2). Wyjaśnił wiele zjawisk świetlnych, opierając się na fakcie, że światło jest strumieniem specjalnych cząstek.
Postać: 2. Izaak Newton
„Corpuscle” pochodzi z lat. corpusculum to cząstka. Dlatego teorię Newtona zaczęto nazywać korpuskularną teorią światła.
1. Propagacja światła prostoliniowego.
2. Prawo refleksji.
3. Prawo powstawania cienia z obiektu.
W tym samym czasie pojawiła się inna teoria - falowa teoria światła.
Zwolennikiem tej teorii był Christian Huygens (patrz ryc. 3). Próbował wyjaśnić te same zjawiska co Newton, tylko z pozycji, w której światło jest falą.
Postać: 3. Christian Huygens
Huygens zbudował falową teorię światła przez analogię do procesów falowych w wodzie i powietrzu i dlatego uważał, że fale świetlne powinny również propagować się w jakimś elastycznym ośrodku, który nazwał lekkim eterem. Pomysł ten służył jako podstawa optyki falowej do początku XX wieku.
W tamtych czasach zauważono już, że światło nie rozchodzi się tylko w linii prostej.
1. Światło może załamywać się wokół przeszkód - dyfrakcja (patrz rys. 4).
Postać: 4. Dyfrakcja
2. Fale mogą się sumować - interferencja (patrz rys. 5).
Postać: 5. Zakłócenia
Zjawiska te są charakterystyczne tylko dla fal, dlatego Huygens uważał, że światło jest falą.
Teoria korpuskularna nie potrafiła wyjaśnić, w jaki sposób jeden promień przechodzi przez inny. Jeśli weźmiemy pod uwagę światło jako strumień cząstek, to należy obserwować interakcję, ale jej nie zaobserwowano, a to przemawiało za tym, że światło jest falą.
W połowie XIX wieku powstała teoria Maxwella. Udowodnił, że pole elektromagnetyczne rozchodzi się z prędkością 300 tysięcy kilometrów na sekundę.
W wyniku eksperymentów stwierdzono, że światło również rozchodzi się z taką prędkością.
Światło to szczególny przypadek fali elektromagnetycznej.
XVII wiek - Duński naukowiec Roemer przeprowadził eksperyment, w którym okazało się, że prędkość propagacji światła wynosi około 300 tys. Km na sekundę.
1848 - Hippolyte Fizeau udowodnił, że prędkość światła wynosi 300 tysięcy kilometrów na sekundę.
To wszystko potwierdziło, że światło jest falą elektromagnetyczną.
W XIX wieku Heinrich Hertz (patrz rys. 6) badał właściwości fal elektromagnetycznych i wykazał, że światło może być cząstką. Hertz odkrył zjawisko efektu fotoelektrycznego.
Postać: 6. Heinrich Hertz
Heinrich Hertz badał fale elektromagnetyczne, początkowo sądząc, że nie istnieją, i wykazał się prawdziwą odwagą, jako pierwszy rozpoznał ich rzeczywistość jako obiekt naturalny.
Efekt fotoelektryczny: pod wpływem światła elektrony są wybijane z ujemnie naładowanej metalowej płytki.
Można to zrobić tylko wtedy, gdy światło jest strumieniem cząstek.
W XX wieku podjęli ostateczną decyzję, wprowadzając koncepcję dualizmu falowo-cząsteczkowego światła.
Podczas propagacji światło zachowuje się jak fala (właściwości falowe), a podczas emisji i absorpcji - jak cząstka (ze wszystkimi właściwościami cząstek). Oznacza to, że światło ma podwójną naturę.
Dlatego wszystkie zjawiska rozpatruje się z punktu widzenia tych dwóch teorii.
- Fizyka. Klasa 11: Podręcznik do edukacji ogólnej. instytucje i szkoły. z pogłębieniem studia z fizyki: poziom profilu / A.T. Glazunov, O.F. Kabardin, A.N. Malinin i wsp., Ed. AA Pinsky, O.F. Kabardina. Dorastałem. acad. Sciences, Ros. acad. Edukacja. - M .: Edukacja, 2009.
- Kasyanov V.A. Fizyka. 11 klasa: Podręcznik. do edukacji ogólnej. instytucje. - M .: Bustard, 2005.
- Myakishev G.Ya. Fizyka: podręcznik. dla 11 cl. ogólne wykształcenie. instytucje. - M .: Edukacja, 2010.
- Szkoła w Petersburgu ().
- Realphys.com ().
- JSC „Energia” ().
A.P. Rymkevich Fizyka. Książka problemów. 10-11 kl. - M .: Drop, 2010. - Nr 1019, 1021
- Jakie fakty dotyczące rozprzestrzeniania się światła wykorzystali zwolennicy korpuskularnej teorii natury światła?
- Czy fotoefekt potwierdził falową lub cząsteczkową koncepcję natury światła?
- Jak nazywa się koncepcja dwoistej natury światła?
- Kiedy światło należy traktować jako strumień cząstek?
Pamiętajmy, jakie trzy rodzaje wymiany ciepła badaliśmy w tym roku.
konwekcja;
przewodność cieplna,
promieniowanie.
Światło to promieniowanie, ale tylko ta część, która jest postrzegana przez oko.
Źródła światła
- Podążasz za nią - czy ona jest od ciebie, ty od niej - czy ona jest po tobie?
Cień to obszar przestrzeni, który nie otrzymuje światła ze źródła.
Półcień
Półcień- obszar przestrzeni, do którego częściowo pada światło ze źródła.
Eclipse jest wyjaśnione przez prawo prostoliniowej propagacji światła
Zaćmienie Księżyca
Ciekawe, że robak morski ratuje życie.
Kiedy krab go skubie, grzbiet robaka jasno się rozjaśnia. Krab pędzi w jego stronę, ranny robak chowa się, a po chwili w miejscu brakującej części wyrasta nowy.
W Brazylii i Urugwaju występują czerwono-brązowe świetliki z rzędami jasnozielonych świateł wzdłuż tułowia i jaskrawoczerwoną „żarówką” na głowie.
Zdarzają się przypadki, gdy te naturalne lampy, mieszkańcy dżungli, ratowały życie: podczas wojny hiszpańsko-amerykańskiej lekarze operowali rannych pod światłem świetlików wlewanych do butelki.
W XVIII wieku Brytyjczycy wylądowali na wybrzeżu Kuby, aw nocy zobaczyli w lesie mirades świateł. Myśleli, że wyspiarzy jest zbyt wielu i wycofali się, ale w rzeczywistości byli świetlikami.
Kierunek na północ na półkuli północnej określa się stojąc w południe tyłem do słońca. Cień rzucany przez osobę, podobnie jak strzała, będzie wskazywał północ. Na półkuli południowej cień będzie wskazywał na południe.
Hamburski alchemik Brand spędził całe życie na poszukiwaniu sekretu zdobycia „kamienia filozoficznego”, który zamieniłby wszystko w złoto. Pewnego razu wlał mocz do naczynia i zaczął go podgrzewać. Gdy ciecz odparowała, na dnie pozostał czarny osad. Brand zdecydował się go podpalić. Na ścianach naczynia zaczęła gromadzić się biała substancja podobna do wosku. Świeciło! Alchemik myślał, że spełnił swoje marzenie. W rzeczywistości otrzymał nieznany wcześniej pierwiastek chemiczny - fosfor. (niosący światło).
