Развитие представлений о свете

Теория Максвелла предсказала существование электромагнитных волн - переменного электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве с конечной скоростью (скоростью света).

Теоретическое исследование свойств электромагнитных волн привели Максвелла к выводу, что свет представляет собой также электромагнитные волны.

Электромагнитные волны были впервые обнаружены немецким физиком Г. Герцем (1857- 1894), доказавшим, что законы их возбуждения и распространения полностью описываются уравнениями Максвелла.

Согласно современным представлениям, электромагнитная (волновая) природа света — это лишь одна разновидность проявления света.

Другая разновидность характеризуется его квантовой природой.

В конце XVII в. почти одновременно возникли две, казалось бы, взаимоисключающие теории света:

И.Ньютон предложил теорию, согласно которой свет представляет собой поток световых частиц (корпускул), летящих от светящегося тела по прямолинейным траекториям;

Х.Гюйгенс (1629- 1695) выдвинул волновую теорию, которая рассматривала свет как упругую волну, распространяющуюся в мировом эфире.

В конце XIX- начале XX вв. Было установлено, что свет имеет двойственную природу, сочетая в себе как волновые свойства, так и свойства, присущие частицам.

В одних явлениях, таких, как интерференция, дифракция и поляризация, свет ведет себя как волна, в других (фотоэффект, эффект Комптона) - как поток частиц (фотонов).

Дисперсия - зависимость показателя преломления от длины волны.

Х.А.Лоренц (1853- 1928) в конце 19 века предложил электронную теорию, согласно которой явления испускания и поглощения света веществом (диэлектрическая проницаемость) зависит от длины волны света.

Все окружающее нас пространство пронизано электромагнитным излучением. Световые волны занимают лишь небольшой интервал шкалы электромагнитных волн - от 380 до 770 нм.

В отличие от механических волн, которые распространяются в веществе - газе, жидкости или твердом теле, - электромагнитные волны могут распространяться и в вакууме.

Волновые свойства.

Наиболее наглядно волновые свойства света проявляются в явлениях интерференции и дифракции.

Интерференция света заключается в том, что при взаимном наложении двух волн может происходить усиление или ослабление колебаний.

Принцип интерференции был открыт в 1801 г. англичанином Томасом Юнгом (1773- 1829), врачом по профессии. Необходимым условием наблюдения интерференционной картины является когерентность волн (согласованное протекание колебательных или волновых процессов).

Явление отклонения света от прямолинейного направления распространения называется дифракцией.

Волновую природу света и поперечность световых волн доказывает, кроме того, и явление поляризации.

Волновую природу света подтверждает и явление дисперсии света. Узкий параллельный пучок белого света при прохождении через стеклянную призму разлагается на пучки света разного цвета. Цветную полоску называют сплошным спектром.

Зависимость скорости распространения света в среде от длины волны называется дисперсией света.

Дисперсия была открыта И.Ньютоном.

Разложение белого света объясняется тем, что он состоит из электромагнитных волн с разной длиной волны и показатель преломления зависит от длины волны. Наибольшее значение показателя преломления для света с самой короткой длиной волны - фиолетового, наименьшее для самого длинноволнового света - красного.

Опыты показали, что в вакууме скорость света одинакова для света с любой длиной волны.