Геометрична оптика

увігнутого дзеркала.

Стародавні греки поклали початок галузі оптики, що отримала пізню назву геометричної.

Найцікавішою роботою по оптиці, що дійшла до нас з середньовіччя, є робота арабського ученого Альгазена. Він займався вивченням віддзеркалення світла від дзеркал, явища заломлення і проходження світла в лінзах. Альгазен вперше висловив думку про те, що світло володіє кінцевою швидкістю розповсюдження. Ця гіпотеза з'явилася крупним кроком в розумінні природи світла.

У епоху Відродження було здійснено безліч різних відкриттів і винаходів; став затверджуватися експериментальний метод, як основа вивчення і пізнання навколишнього світу. На базі численних досвідчених фактів в середині XVII століття виникають дві гіпотези про природу світлових явищ:

– корпускулярна, така, що припускала, що світло є потік частинок, що викидаються з великою швидкістю тілами, що світяться;

– хвильова, така, що стверджувала, що світло представляється собою подовжні коливальні рухи персоною світлоносної середовища – ефіру – порушуваною коливаннями частинок тіла, що світиться.

Весь подальший розвиток вчення про світло аж до наших днів – це історія розвитку і боротьби цих гіпотез, авторами яких були И. Ньютон и Х. Гюйгенс.

Основні положення корпускулярної теорії Ньютона:

1) Світло складається з малих частинок речовини, що випускаються на всіх напрямках по прямих лініях, або променях, тілом, що світиться, наприклад, свічкою, що горить. Якщо ці промені, що складаються з корпускул, потрапляють в наше око, то ми бачимо їх джерело (мал. 1. 1. 1). Мал. 1. 1. 1

2) Світлові корпускули мають різні розміри. Найкрупніші частинки, потрапляючи в око, дають відчуття червоного кольору, найдрібніші – фіолетового.

3) Білий колір – суміш всіх квітів.

4) Віддзеркалення світла від поверхні відбувається унаслідок віддзеркалення корпускул від стінки за законом абсолютного пружного удару (мал. 1. 1. 2)

Мал. 1. 1. 2

5) Явище заломлення світла пояснюється тим, що корпускули притягуються частинками середовища. Чим оптично щільніше середовище, тим кут заломлення менше кута падіння (мал. 1. 1. 3).

Мал. 1. 1. 3

 – це швидкість корпускули в середовищі з показником заломлення n1;

 – це швидкість корпускули в середовищі з показником заломлення n2.

На думку Ньютона, втягуюча сила другого середовища впливала тільки на вертикальну компоненту швидкості, викликаючи її збільшення [2].

6) Явище дисперсії світла, відкрите Ньютоном в 1666 р. , він пояснив таким чином. Кожен колір вже присутній в білому світі. Всі кольори передаються через міжпланетний простір і атмосферу спільно і дають ефект у вигляді білого світу. Білий світ – суміш різноманітних корпускул – випробовує заломлення, пройшовши через призму. З погляду механічної теорії, заломлення зобов'язано силам з боку частинок скла, що діє на світлові корпускули. Ці сили різні для різних корпускул. Вони найбільші для фіолетового і найменші для червоного кольору. Шлях корпускул в призмі для кожного кольору заломлюватиметься по- своєму, тому білий складний промінь розщепнеться на кольорові промені, що становлять.

7) Ньютон намітив шляхи пояснення подвійного променезаломлення, висловивши гіпотезу про те, що промені світла володіють "різними сторонами" – особливою властивістю, їх різне заломлення при проходженні двозаломлюючого тіла.

Корпускулярна теорія Ньютона задовільно пояснила багато оптичних явищ, відомих у той час. Її автор мав в науковому світі колосальний авторитет, і теорія Ньютона придбала багато прихильників у всіх країнах.

1 2 3 4 5 6 7 8

Схожі роботи