Свет. Свойства света

РЕМОНТ
Оптика - раздел физики, в котором изучается свет

РЕМОНТ

РЕМОНТ
Развитие представлений о природе света
Пифагор: Свет – это истечение «атомов» от предметов в глаза наблюдателя.
Аристотель: Свет – это лучи, исходящие из глаз человека. Через эфир, прозрачную субстанцию, заполняющую пространство, лучи распространяются, позволяя человеку видеть предметы
И. Кеплер: Свет – поток частиц, распространяющийся от какого-либо источника

РЕМОНТ
Две теории объясняют природу света
Гюйгенс Христиан
(1629-1695)
нидерландский физик,
основоположник волновой теории света
Ньютон Исаак
(1643-1727)
английский физик , основоположник корпускулярной теории света

РЕМОНТ
Корпускулярная теория Ньютона
Корпускулы света движутся с огромной скоростью, равномерно и прямолинейно от источника света. Если поток этих частиц попадает в глаз, то человек наблюдает его источник.
Встречая препятствие частицы отражаются от него (тень)
Корпускулы имеют неодинаковые размеры, давая ощущения различных цветов.
Белый цвет - сочетание всех цветов спектра

РЕМОНТ
Затруднения:
Почему световые пучки, пересекаясь в пространстве не изменяют направление движения?
Почему не уменьшается масса испускающих свет тел?

РЕМОНТ
Волновая теория Гюйгенса
Все пространство между предметами и в самих предметах заполнено эфиром, а световое излучение – это волны, распространяющиеся в этом эфире.
Затруднения:
Как объяснить образование теней, образующихся за препятствием на пути света?

РЕМОНТ
Д. Максвелл:
Т.к. скорость распространения света в вакууме равняется скорости распространения электромагнитных волн,
световое излучение – это высокочастотные электромагнитные волны.

РЕМОНТ
Квантовая теория света
1900 г. Макс Планк: атомы поглощают и излучают энергию конечными порциями - квантами.
1905 г. Эйнштейн: свет распространяется в пространстве в виде дискретных объектов - квантов света или фотонов.
Луи де Бройль: Свет – видимая часть излучения, одновременно поток частиц (фотонов) и электромагнитная волна
Эту двойственность света называют дуализмом.

РЕМОНТ
Волновые свойства света

РЕМОНТ
1. Свет распространяется во всех средах и даже в вакууме.
Скорость света равна с = 299 792 458 м/с, зависит от природы среды.
Для преодоления расстояния от Земли до поверхности Луны свету требуется 1,255 с

РЕМОНТ
2. Отражение и преломление:
На границе раздела двух сред часть световых волн отражается, часть поглощается и преломляется

РЕМОНТ
3. Дисперсия
Исаак Ньютон
1666 год

РЕМОНТ

Если с помощью второй призмы, перевернутой на 180 градусов относительно первой, собрать все пучки спектра, то опять получится белый цвет.

Закрыв отверстие красным стеклом, Ньютон наблюдал на стене только красное пятно.

Закрыв отверстие синим стеклом, Ньютон наблюдал на стене только синее пятно.

РЕМОНТ
Выводы Ньютона:
1. Свет полихроматичен, т.е. содержит электромагнитные волны разной длины.
2 . Свет различного цвета отличается степенью преломляемости.
Наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, меньше всего – красные.
4. Дисперсия – зависимость показателя преломления света от его цвета, т.е. от длины световой волны

РЕМОНТ
Где можно наблюдать явление дисперсии?
- при прохождении света через призму
- преломление света в водяных каплях, например, на траве или в атмосфере при образовании радуги
- вокруг фонарей в тумане.

РЕМОНТ

РЕМОНТ
Как объяснить цвет любого предмета?
- белая бумага отражает все падающие на нее лучи различных цветов
- красный предмет отражает только лучи красного цвета, а лучи остальных цветов поглощает
- глаз воспринимает отраженные от предмета лучи определенной длины волны и таким образом воспринимает цвет предмета.

РЕМОНТ
Излучаемый свет – это первичный свет, испускаемый источником света . Он является суммой множества составляющих и выглядит белым.
Отраженный свет – это вторичный свет, идущий от поверхности неизлучающего объекта и содержащий информацию о нем, а не об источнике света. Именно благодаря отраженному свету мы видим предметы, которые его отражают.

РЕМОНТ
4. Дифракция света - отклонение волны от прямолинейного распространения при прохождении через малые отверстия и огибание волной малых препятствий.
При прохождении через малое отверстие или узкие щели лучи света распространяются не только прямо, но и в стороны, отчего вокруг светлого кружка или светлой полосы появляется цветная кайма - дифракционные кольца или полосы.

РЕМОНТ
5. Интерференция света
- это сложение двух когерентных волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление интенсивности освещения в различных точках пространства.
Когерентные световые пучки – это лучи, исходящие из одного источника света.
В начале 19-го века английский ученый Томас Юнг поставил опыт, в котором можно было наблюдать явление интерференции света

РЕМОНТ
Опыт Юнга

РЕМОНТ
Опыт Юнга
Свет, пропущенный через узкую щель, падал на две близко расположенные щели, за которыми находился экран.
На экране вместо ожидаемых двух светлых полос появлялись чередующиеся цветные полосы
Если использовался источник
монохроматического света, то на экране наблюдались только светлые и темные полосы данного цвета

РЕМОНТ

РЕМОНТ
Интерференция в тонких пленках:
радужные разводы на поверхности жидкости при разливе нефти, керосина, в мыльных пузырях

РЕМОНТ
Квантовые свойства света

РЕМОНТ
Фотон (квант) – частица электромагнитного поля , не имеющая массы и заряда, обладающая энергией, импульсом, собственным моментом импульса.
Движется со скоростью света.
Остановить фотон нельзя: он либо движется со скоростью света, либо не существует

РЕМОНТ
1. Свет в однородной среде распространяется прямолинейно

РЕМОНТ
2. Фотоэффект - это вырывание электронов из вещества под действием света
Открыт в 1887 году немецким физиком Генрихом Герцем
Экспериментально исследован в 1888-1890 годах русским физиком А.Г.Столетовым
Полностью исследован в 1889-1890 годах немецким ученым Филиппом Ленардом
Теоретически объяснен в 1905 году Альбертом Эйнштейном

РЕМОНТ
Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами.
Использование
Солнечные батареи
В комбинации с реле – «видящие автоматы» (турникеты метро, маяки, уличное освещение и т.д.)
Устройства, считывающие информацию с компакт-дисков
Измерители световых потоков
Приемники изображений в телевидении и приборах ночного видения
Звуковое кино

РЕМОНТ
3.Давление света открыто русским ученым П.Н. Лебедевым в 1901 г. В опытах была использована вертушка, имеющая черные и зеркальные лепестки, помещенная в вакуумированную колбу
Он установил, что давление света зависит от интенсивности света и от отражающей способности тела
Фотоны обладают импульсом. При поглощении их телом они передают ему свой импульс. Такое взаимодействие можно рассматривать как абсолютно неупругий удар.

РЕМОНТ
В1920 г. советский учёный и изобретатель Ф.А.Цандер, выдвинул идею полетов в космос с помощью солнечного паруса. Такой парус не нуждается в ракетном топливе, и время его действия не ограничено. А это позволит взять больше груза по сравнению с обычным космическим кораблём с реактивным двигателем.