Физика света Оптика Ньютона Ньютон кроме

Физика света

Оптика Ньютона • Ньютон кроме механики занимался также оптикой. • Ньютон создал корпускулярную теорию света - «лучи света очень мелкие частицы, испускаемыми светящимися телами» . • Эта теория была безоговорочно принята последователями Ньютона и стала господствующей в оптике 18 -го века.

Ньютону в оптике принадлежат ещё две гениальные идеи. • Первая – о возможном превращении тел в свет и обратно. • Вторая идея – о влиянии тел на распространение света.

• Но корпускулярная теория не могла объяснить такие явления как интерференция и дифракция света, которые легко объяснялись на основе волновых представлений о природе света. • Интерференция света – явление взаимного усиления или ослабления света до полной темноты (гашения) при наложении двух его волн, которые имеют одинаковые частоты колебаний. • Дифракция – свойство волн огибать препятствия.

Максвелл Джеймс Клерк • Передача энергии происходит с конечной скоростью, равной скорости света → следовательно свет – это электромагнитные волны • «Тартановая лента» — первая в мире цветная фотография 17 мая 1861 года

Квантовая теория Классическая физика конца 19 в. , согласно которой энергетические процессы представлялись непрерывными, не могла объяснить множества новых экспериментальных данных (явлений радиоактивности, фотоэффекта и т. д. ). М. Планк предположил, что энергия излучается не постоянным потоком, а дискретными неделимыми порциями (квантами). Это утверждение касается только микромира т. к. величина этой порции энергии очень мала (h – постоянная Планка = 6, 6· 10 -34 Дж·с). Полуклассическая модель атома водорода, выдвинутая Бором в 1913 году на основании планетарной модели атома Резерфорда и собственных постулатов

способности атомов одних элементов превращаться в атомы других элементов

Лучи Беккереля • Возможно, об Антуане Беккереле осталась бы лишь память как о весьма квалифицированном и добросовестном экспериментаторе, но не более, если бы не то, что произошло 1 марта в его лаборатории. Тогда он исследовал люминесценцию солей урана, и, закончив работу, завернул образец — узорчатую металлическую пластинку, покрытую урановой солью — в черную, плотную, непрозрачную бумагу и, положив ее на коробку с фотопластинками, поместил все это в плотно закрывающийся ящик стола. Вынув позже коробку с фотопластинками, он, скорее всего, лишь по привычке добросовестно все проверять, проявил их и был озадачен, обнаружив, что они по какой-то причине оказались засвеченными — на фотопластинке проявилось изображение узорчатой металлической пластинки. Но почему? Попасть на пластинки свет заведомо не мог, значит, понял Беккерель, действие было вызвано какими-то другими лучами. О том, что существуют невидимые для глаза, но вызывающие почернение фотопластинки лучи, физики уже знали. За полгода до этого совершилось сенсационное открытие Рентгена. Рентгеновские лучи стали выдающимся событием в физике. Может быть и по этой причине доклад Беккереля 2 марта 1896 в Парижской АН был встречен с большим интересом. 12 мая он рассказал о сделанном им открытии перед более широкой аудиторией, в Музее естественной истории, а затем, в августе 1900 и на Международном физическом конгрессе, который собрался в Париже, чтобы обсудить основные итоги физики 19 века. К тому времени Беккерель уже успел понять, что излучение не является ни люминесценцией, ни чем-либо другим, уже знакомым физикам. Оно не менялось ни при физических (нагревание, давление и т. д. ), ни при химических воздействиях, заметить уменьшение его интенсивности не удавалось и, казалось, его энергия черпается из неиссякаемого источника.

• • Уже было установлено, что неведомые лучи не только вызывают почернение фотопластинок, но и производят разнообразные другие действия (включая биологические: на теле самого Беккереля от находившегося в его кармане препарата образовались долго не заживавшие язвы; с тех пор препараты стали помещаться в свинцовые коробочки). Открытие Рентгена, а затем и Беккереля породило нечто подобное «лучевой эпидемии» . Возможно, из множества заявок на открытие такого рода больше других привлекли внимание физиков выступления профессора Блондо из Нанси, который не только «видел» некие новые лучи, но даже сумел провести их спектральный анализ. Правда, другие исследователи (в числе которых, заметим, оказался и Жан Беккерель) не смогли подтвердить этих сообщений, и вскоре, благодаря вмешательству блестящего американского экспериментатора Роберта Вуда, все закончилось скандальным разоблачением. Финал был, увы, трагичен: Блондо, который, скорее всего, был жертвой самовнушения, не перенеся удара, обрушившегося на него после шумного успеха (Парижская АН успела даже наградить его золотой медалью и премией в 20 тыс. франков), сошел с ума и вскоре умер.

• В числе тех, кто всерьез заинтересовался открытием Беккереля, был и ряд выдающихся ученых, в том числе Анри Пуанкаре, Д. И. Менделеев, специально приехавший в Париж, чтобы познакомиться с работами автором этого открытия и, что нужно подчеркнуть особо, супруги Пьер и Мария Кюри. Деятельный интерес последних привел к новым важным результатам. Было установлено, что, кроме урана, радиоактивность (сам этот термин был введен Марией Кюри) присуща — хотя и в разной степени — и ряду других химических элементов. Начались интенсивные исследования физической природы лучей Беккереля, был обнаружен (столь важный для дальнейшего!) эффект энерговыделения при радиоактивных распадах, открыта наведенная радиоактивность и т. д.

Пьер Кюри Ирен Жолио-Кюри Мария Склодовская. Кюри Фредерик и Ирен в 1940 -х

А. Эйнштейн – перенес идею с теплового излучения на излучение вообще → СВЕТ – это поток квантов Эйнштейн рассматривал свет как поток частиц, которые обладают определенной энергией. Если энергия частиц света меньше той, которая необходима для выбивания электрона из металла, то они остаются на его поверхности. В противном случае электроны, поглотив фотоны света, получают дополнительную энергию и покидают металл. Это доказывало корпускулярную природу света.

Природа света в различных парадигмах Механистическая И. Ньютон Свет – поток мельчайших частиц, которые излучают светящиеся тела. Эти частицы движутся в соответствии с законами механики и при попадании в глаз вызывают ощущение света - корпускулярная теория света Электро-магнитная Максвелл Передача энергии происходит с конечной скоростью, равной скорости света → следовательно свет – это электромагнитные волны. КВАНТОВО-ПОЛЕВАЯ А. Эйнштейн СВЕТ – это поток квантов