Краткая история развития представлений о природе света. Часть физики, рассматривающую световые явления, называют оптикой (от греческого «оптикос» - зрительный), а сами световые явления называют оптическими.
Падающий на предметы свет позволяет нам видеть их и ориентироваться в пространстве. Однако этим действие света не ограничивается. Вспомните, например, как сильно нагреваются тела, на которые попадает солнечный свет. Следовательно, свет обладает энергией и переносит ее в пространстве. Поскольку энергию могут переносить либо тела, либо волны, можно выдвинуть две гипотезы о природе света. Световое излучение должно состоять либо из потока мельчайших частиц, которые Ньютон назвал корпускулами, либо из волн, распространяющихся в какой-либо среде.
На основе первой гипотезы Ньютон создал корпускулярную теорию света, с помощью которой объяснялись очень многие оптические явления. Например, различные цвета излучения объяснялись различной формой составляющих его корпускул. На основе второй гипотезы в XVII в. голландский ученый Х. Гюйгенс создал волновую теорию света. С помощью теории Гюйгенса хорошо объяснялись такие явления, как интерференция и дифракция света и др.
Поскольку ни одна из этих теорий в отдельности не могла полностью объяснить все оптические явления, вопрос об истинной природе светового излучения оставался нерешенным. В начале ХIХ в, после исследований О. Френеля, Ж. Фуко и многих других ученых выяснилось преимущество волновой теории света перед корпускулярной. Однако у волновой теории был один крупный недостаток. В ней предполагалось, что световое излучение представляет собой поперечные механические волны. Следовательно, между Солнцем и Землей должно быть вещество, так как свет свободно проходит от Солнца до Земли. Поэтому была создана гипотеза о мировом эфире, заполняющем все пространство между телами и молекулами. Максвелл обратил внимание на то, что скорость распространения света в вакууме совпадает с вычисленной им скоростью распространения электромагнитных волн. На этом основании он выдвинул гипотезу об электромагнитной природе света, которая затем была подтверждена многими опытами. Таким образом, к кончу ХIХ в. была создана электромагнитная теория света, которой пользуются и в настоящее время.
3 Понятие об электромагнитной теории света. Диапазон световых волн.
Согласно электромагнитной теории света всякое световое излучёние является
электромагнитным далеко не все электромагнитные волны являются световыми, а только
те, что вызывают у человека зрительное ощущение. К световому излучению
относятся только волны с частотой колебаний от 4.10
до
7,5.10 Гц. В этом интервале каждой частоте
соответствует свой цвет излучения. Например, частоте 5,4.10 Гц соответствует зеленый цвет. По частоте
излучения из формулы всегда можно найти длину его волны в вакууме:
Расчет показывает, что световое излучение в вакууме имеет длины волн от 400 (фиолетовый цвет) до 760 нм (красный цвет). Заметим, что при переходе светового излучения из одной среды в другую его цвет сохраняется, так как сохраняется его частота, а длина волны изменяется вследствие изменения скорости распространения света. Когда на практике цвет излучения характеризуют длиной волны, то длины волн указывают для вакуума.
Максвелл теоретически показал, что световое излучение (как и другие электромагнитные волны) должно осуществлять давление на тела, что подтвердилось опытами П. Н. Лебедева. Все это для объяснения оптических явлений необходима новая теория, объединяющая волновые и корпускулярные свойства света. Эта новая теория получила название квантовой теории свойства и в своём первоначальном виде была создана трудами Планка, Эйнштейна Бора.
Связь между волновыми и корпускулярными свойствами света по этой теории выражается формулой Планка:
,
(1)
где 
- энергия кванта, 
- частота колебаний электромагнитного излучения и 
- постоянный коэффициент, одинаковыйдля всех волн и квантов, который называют
постоянной Планка.В СИ значение следующее:
=6,63.10
Джс.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.