Уральское Отделение Российской Академии Наук Институт философии и

Уральское Отделение Российской Академии Наук Институт философии и права Кафедра философии История развития оптики, как составная часть научного познания окружающего мира Исполнитель: аспирант ИФМ Ур. О РАН, Бессонов Владимир Дмитриевич Научный руководитель: д. ф. -м. н. , Сухоруков Юрий Петрович Руководитель реферата: д. ф. н. , профессор, Шитиков Михаил Михайлович Екатеринбург 2013

Натурфилософский этап Эвклид (ок. 300 г. до н. э. ) Геометрическая оптика • Лучи, исходящие из глаза, распространяются прямолинейно и расходятся в бесконечность • Фигура, охватываемая совокупностью зрительных лучей, есть конус, вершина которого расположена в глазу, а основание - на поверхности видимых предметов. • Видимы те предметы, на которые падают зрительные лучи, и невидимы те, на которые зрительные лучи не падают. • Все лучи обладают одинаковой скоростью. -2 -

Натурфилософский этап Клавдиус Птолимей (ок. 87 – ок 165 г. н. э. ) Отражение и преломление • Стремился выявить причину того, что при отражении углы падения и отражения равны, а при преломлении углы падения не равны углам преломления • Определил, что отраженный свет идёт по наименьшему пути • Посчитал угол преломления пропорциональным углу падения. -3 -

Натурфилософский этап Альхазен (965 – 1039) • Определи, что изображение «попадает» в глаз • Изучал построение изображений в камере обскура -4 -

Натурфилософский этап Леонардо да Винчи (1452 – 1519) • Первый понял принцип построения изображения глазом • Изучал процесс образование теней -5 -

Натурфилософский этап Выводы • На этом этапе происходит лишь накопление знаний об оптике • Отсутствие экспериментальных результатов • Несмотря на это открыты законы геометрической оптики, атмосферной рефракции • Первые оптические приборы: линзы, астролябии • Отсутствие количественных характеристик, которые возможно измерить на эксперименте Природа света рассматривалась по Аристотелю • «Свет очей» - лучи из глаз • Темнота – отдельное качество света • Свет солнца (белый свет) основной • Цвета получаются смешением темноты и белого света в разных пропорциях -6 -

Аналитический этап Иоганн Кеплер (1571 - 1630) • Объясняет действие трубы Г. Галилея, вводя для этого понятия фокуса линзы • Находит эффект полного внутреннего отражения, первый новый оптический эффект за многие века • Всё ещё продолжает традицию средневековых авторов, обсуждая теорию света и цветов с точки зрения натурфилософских понятий -7 -

Аналитический этап Новые открытия в оптике Дифракция света (Гримальди) Интерференция света (Р. Бойль) • Несостоятельность средневековых концепций о природе света • Необходимость математического аппарата для объяснения новых явлений • Необходимость экспериментальных исследований оптических явлений -8 -

Аналитический этап Исаак Ньютон (1643 - 1727) • Цвета являются первоначальными свойствами света, различными в различных лучах, которые отличаются друг от друга по степени преломляемости • Одна и та же степень преломляемости соответствует одному и тому же цвету и наоборот. • Вид цвета и степень преломляемости, свойственные каждому отдельному сорту лучей, не изменяются ни преломлением, ни отражением, ни какой-либо иной причиной. • Изменение цвета происходит только тогда, когда имеется смесь лучей разного цвета. • Лучи разделяются на простые и сложные, т. е. состоящие из смеси различных лучей разных цветов. • Те же цвета, по виду как и первичные можно получить смешением. • Но ни один цвет не может в отдельности проявлять белизну, т. е. белый свет – всегда сложный. -9 -

Аналитический этап Выводы • Философские объяснения различных явлений полностью уходят из науки • Мир полностью познаваем • Математика описывает наблюдаемые явления с высокой точностью • Отсутствие понимание природы многих эффектов, достаточно описания лишь их свойств Преобладало мнение о волновой природе света Корпускулярная теория также имела место -10 -

Синтетический этап Специальная теория относительности направление движения земли • Постоянство и предельность скорости света • Зависимость пространства и времени • Зависимость массы и энергии опыт Майкельсона и Морли -11 -

Синтетический этап Квантовая механика Фотоэффект Ультрафиолетовая катастрофа Отказ от классических принципов Галилея, Декарта, Ньютона -12 -

Синтетический этап Выводы • Отказ от классической физики • Невозможность объяснения новых экспериментов без философского (образного) взгляда на окружающий мир • Связь гуманитарных и естественных наук для постановки новых задач • Создание новых направлений исследовательской деятельности на стыке разделов различных наук -13 -

Заключение Удвоение частоты в кристалле Ba 2 Na. Nb 5 O 5 Установка рассеяния Мандельштама-Бриллюена в г. Белосток, Польша Отрицательный коэффициент преломления невидимость -14 -