Природа світла

Питання:

1. Перші уявлення про природу світла. Теорія Ньютона та Гюйгенса.

2. Електромагнітна теорія природи світла.

3. Квантова теорія природи світла.

4. Джерела світла.

5. Принцип Гюйгенса поширення хвиль. Визначення швидкості світла по Майкельсону.

Д/з §28.1-7., № 1406, № 1408, № 1416.

Розділ фізики, який вивчає світлові явища називається оптикою.

Згідно тероії старовинних греків, світло - це щось подібне до щупальців, що і дає інформацію про оточуючий світ.

У 1675 р. Ньютон висунув корпускулярну теорію природи світла, згідно якої світло складається з малих частинок різного вигляду, форми, розмірів, які випромінюються будь-якими тілами і називаються корпускулами.

Але ця теорія не могла пояснити всі оптичні явища, тому в 1690 р. голандський фізик Гюйгенс запропонував хвильову теорію природи світла, згідно якої світло - це механічні поперечні хвилі, які повинні поширюватися в пружному середовищі названому світловим ефіром.

Але ні одна, ні друга теорія не відповідала дійсності.

Після створення Масквеллом електромагнітної теорії ( 60-70 - ті рр. ХІХ ст.) він зробив припущення, що світло - це електромагнітні хвилі. Так як швидкість світла і швидкість електромагнітних хвиль однакова і становить

3 ∙ 108 м/с, тому і була створена електормагнітна теорія природи світла. Але не всі електромагнітні хвилі створюють відчуття світла, а тільки ті, які знаходяться в діапазоні частот: 4 ∙ 1014 Гц -- 7,5 ∙ 1014 Гц. Цим частотам відповідає діапазон довжин: 0,76 мкм ÷ 0,4 мкм.

С =  ∙ 

с = 3 ∙ 108 м/с - швидкість світла у вакуумі;

л - довжина хвилі;

 - частота коливань.

При переході в інше середовище міняється довжина хвилі і швидкість, а частота лишається сталою.

Кожному кольору відповідає і певна частота електромагнітних хвиль. Наприклад: червоний 4 ∙1014 Гц, а фіолетовий 7,5∙1014 Гц.

Електромагнітна теорія також не могла пояснити всі оптичні явища (фотоефект, тиск світла).

У 1990 р. німецький фізик Макс Планк висуває квантову теорію природи світла, яка доповнює і розширює електромагнітну теорію. За квантовою теорією світло випромінюється небезперервно, а квантами (фотонами) - певними неподільними порціями елетромагнітної енергії.

А взагалі природа світла дуалістична - двоїста. Одні явища пояснюються хвильовою теорією, а інші - квантовою. Зв'язок між квантовою і хвильовою теорією виражається за формулою Планка: