Оптика
Основні властивості світла.
“Світло- це поперечні коливань того ж самого середовища, яке є причиною електричних і магнітних явищ. ” Дж. Мак свелл Дж. Максвелл (1831 -1879)- англійський фізик. Творець теорії електромагнітного поля і хвильової теорії світла. 3
Програмові питання - Хвильові уявлення про природу світла; - Корпускулярні уявлення про природу світла; - Принцип доповнювальності; - Характеристика оптичного діапазону хвиль; - Чому ми бачимо саме у видимому діапазоні?
Що таке оптика? Оптика – це розділ фізики, в якому вивчаються природа світла, його взаємодія з речовиною, яка проявляється в процесах випромінювання, поглинання, розсіюва ння і поширення світла, формування світлових пучків та оптичні прилади. Здавна відома дія світла на живі організми-людей, тварин, рослин та мікроорганізми. Цю дію називають фотобіологічною.
Хвильові уявлення про природу світла
Висновок Максвелла: Світло-це електромагнітні хвилі малої довжини.
Експериментальне підтвердження теоретичних висновків Максвелла: - Г. Герц 1887 р. генерував електромагнітні хвилі в лабораторних умовах. Вони володіли всіма властивостями, що і світло. -1895 р. О. Попов і Г. Марконі створили бездротовий телеграф; О. Попов – радіо. -1899 р. П. М. Лебедєв відкрив тиск світла на тверді тіла, а в 1908 -1910 рр. - на гази. 10
Рівняння електромагнітної хвилі: Плоска електромагнітна хвиля 11
Шкала електромагнітних хвиль
Оптика вивчає не все електромагнітне випромінювання, а лише те яке можна вивчати за допомогою оптичних елементів: дзеркал, призм, лінз, дифр акційних решіток, а також їх комбінацій, якими є різні оптичні прилади-телескопи, мікроскопи, електроскопи тощо.
Видимий діапазон світла
Квантові уявлення про природу світла
Ейнштейн Альберт (18791955)- німецький фізиктеоретик. Автор квантової теорії сівтла. Лауреат Нобелівської премії з фізики у 1921 р.
Фотони не мають електричного заряду, магнітного і дипольного моментів, не володіють масою спокою.
Дослід Бате
Корпускулярно хвильовий дуалізм. -Світло-це електромагнітна хвиля(інтерференція, дифракція). -Світло-це потік фотонів(частинок) (фотоефект, люмінесценція тощо).
Принцип доповнювальності: для пояснення даного експерименту слід використовувати або хвильові або корпускулярні уявлення про природу світла, але не ті і інші одночасно. Однак, для повного розуміння природи світла потрібно враховувати як хвильові, так і корпускулярні властивості. Обидва ці аспекти доповнюють один одного.
Чому ми бачимо у видимому діапазоні.
Причини, які роблять коротке хвильове і довго хвильове випромінювання непридатні для бачення: -Із збільшенням довжини хвилі роздільна здатність погіршується, а значить погіршується і якість зору. -Друга причина пов’язана із корпускулярними властивостями світла існуванням так званих , , шумів”. Шуми роблять цей діапазон непридатний для зору для всіх живих істот з температурою тіла= температурі тіла людини.
Висновок: Для зору найбільше підходить видимий діапазон, оскільки на більш короткі хвилі припадає надто мала для енергії, а на більш довгих хвилях заважають теплові шуми.