Электромагнитная природа света

Что такое свет?
«Пусть три столетья минуло с тех пор,
Еще не разрешился этот спор.
Один сказал, что свет это – волна,
подобна механической она.
Другой сказал, что свет – поток частиц
В любой среде не знает он границ.
Свет твоего окна –
он квант или волна?»

Древнегреческие учёные о природе света.
Платон
(400 г. до н. э. )
«Из глаза исходят лучи, которые встречаясь с предметом освещают их и создают образ окружающего мира»
Древнегреческие учёные о природе света.
Древнегреческие учёные о природе света.

Демокрит
(460-370 год до н.э. )
«Атомы исходят из самого светящегося тела, воспринимаются глазом, создаются зрительные образы.»

Аристотель
(IV век до н.э. )
«Зрительные ощущения являются следствием движения посредника между глазом и видимым предметом. Посредник- пелуцид- это прозрачная, заполняющая пространство среда.»

Взгляды на природу света
в XVII-XIX вв.
В 1666 году И. Ньютон приступил к экспериментальному изучению природы цвета.
Ньютон придерживался корпускулярной теории, согласно которой свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны.
Исаак Ньютон
1642 —1727

Гюйгенс утверждал, что свет – это волна - продольное колебательное движение эфира- светоносной среды, которая возбуждается колебаниями частиц светящегося тела.
Гюйгенс и другие ученые: Рене Декарт (французский физик, 1596-1650), Роберт Гук (английский физик, 1635-1703), Христиан Гюйгенс (голландский физик, 1629-1695) придерживались волновой теории.
Христиан Гюйгенс
1629 - 1695

Опыт Юнга по интерференции света.
В 1802 году Т.Юнг провёл опыт.

Электромагнитная природа света
Джеймс Максвелл - английский физик, создатель классической электродинамики (во второй половине ХIХ века) доказал, что свет является частным случаем электромагнитных волн.
Видимый свет- это лишь небольшой диапазон электромагнитных волн с длиной волны 380 – 760 нм и частотой 400·10¹²-800·10¹² Гц.
Световые волны поперечные, распространяются со скоростью 300 000 км/с
1831—1879
Джеймс Максвелл

Видимый свет
Диапазон электромагнитных волн с длиной волны от 3,8·10-7 м до 7,6·10-7 м (частотами от 4,0·1014 Гц до 8,0·1014 Гц)

Квантовая теория
В 1900 году Макс Планк выдвинул гипотезу, что атомы испускают электромагнитную энергию порциями – квантами.
Энергия кванта Е= hν, где h - постоянная Планка, h=6,63·10-34 Дж/с
Квант электромагнитного излучения называют фотоном
Макс Планк
(1858—1947)

Квантовая теория
В 1905 году немецкий физик Альберт Эйнштейн выдвинул гипотезу, что электромагнитные волны с частотой ν можно рассматривать как поток квантов излучения с энергией Е = hν.
Свет представляет собой электромагнитную волну, пока не происходит обмен энергией с веществом.
Переход энергии от света к веществу или от вещества к свету подчиняется соотношению Е = hν.
Эйнштейн
(1879–1965)

Фотон
Фотон – это элементарная частица, являющаяся квантом электромагнитного излучения.
Фотон не обладает массой покоя
Фотон не имеет заряда
Фотон распространяется со скоростью света

Корпускулярно-волновой дуализм
Таким образом, свет имеет корпускулярно-волновые свойства.
Квантовые и волновые свойства не исключают друг друга, а дополняют. Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко при больших.
Корпускулярно-волновой дуализм является проявлением двух форм существования материи - вещества и поля

Свойства электромагнитных волн