mozok.click

Розвиток уявлень про природу світла. Століттями тривали між вченими суперечки про природу світла. Світло стало для них одним з «найміцні-ших горішків», його навіть називали «темною плямою у фізиці»! У 1678 р. голландський астроном і фізик Християн Гюйгенс запропонував хвильову теорію світла, згідно з якою світло - це хвилі, що поширюються в особливому, гіпотетичному середовищі - ефірі, який заповнює увесь простір і проникає всередину всіх тіл. 

Когерентність світлових хвиль. Дуже часто в середовищі одночасно поширюється кілька різних хвиль, які можуть накладатись одна на одну, внаслідок чого в одних точках простору виникають коливання з максимальною, а в інших - з мінімальною амплітудою. Таким чином, на деяких ділянках інтенсивність світла виявиться більшою, на інших - меншою, тобто утвориться чергування світлих і темних ділянок - інтерференційна картина.

Інтерференція у тонких плоско-паралельних пластинках. У природних умовах інтерференцію світла можна спостерігати на тонких мильних

бульбашках, на плівках бензину, розлитому на мокрому асфальті.

Явище дифракції. Ознайомимось ще з одним хвильовим явищем - дифракцією. Дифракція - явище огинання хвилями перешкод.

Легко спостерігати дифракцію хвиль, які поширюються на поверхні води. Перешкоди порушують прямолінійність переміщення фронту хвилі. Якщо перешкода велика (порівняно з довжиною хвилі), то за нею хвиль немає.

Дифракція на щілинах. Щоб дифракційна картина була більш вираженою, світло пропускають не крізь одну (чи дві) щілини, а крізь кілька паралельних щілин. У цьому разі крім явища дифракції відбувається ще й явище інтерференції, оскільки промені, які йдуть від усіх щілин, будуть когерентними. Відповідний пристрій називають дифракційною ґраткою (мал. 219). Це тонка пластинка, на яку нанесені паралельні штрихи з проміжками (щілинами) між ними.

Явище дисперсія світла. Якщо в темній кімнаті скляну призму освітити пучком світла від лампи розжарювання, то, придивившись, можна побачити, хцо у склі на межі з повітрям пучок білого світла розщепився на декілька кольорових пучків (мал. 226).

Природне і поляризоване світло. Дослідимо ще одну властивість світлових хвиль - їх поляризацію. Із дослідів Герца (§ 47) встановлено, що електромагнітні хвилі поперечні. Коливання зарядів у передавальній антені відбуваються вздовж її осі. Внаслідок чого в електромагнітній хвилі вектор напруженості електричного поля розташовано у тій же площині, що й вісь антени, а вектор індукції магнітного поля - у перпендикулярній площині.

Основні моделі і закони геометричної оптики. Вчення про явища поширення, відбивання та заломлення світла (геометрична оптика) - феноменологічна, тобто описова наука. Геометрична оптика не вивчає природу явищ, а описує закони поширення світла, виходячи з узагальнених емпіричних даних. Витоки цього вчення належать глибокій давнині. 

Закон відбивання світла. Закон відбивання справджується для хвиль будь-якої природи. Нагадаємо його:

Падаючий промінь, відбитий промінь та перпендикуляр до межі поділу середовищ, поставлений в точці падіння, лежать в одній площині; кут відбивання дорівнює куту падіння.

Закон заломлення світла. З принципу Ферма можна отримати і закон заломлення світлових променів (його ще називають законом Снеля).

Розглянемо випадок (мал. 243), коли першим середовищем є вакуум, в якому швидкість світла с, а другим - прозора речовина, швидкість світла в якій v (v < с).