Світло — це електромагнітні хвилі, які сприймає око людини, тобто хвилі довжиною від 380 нм (світло фіолетового кольору) до 760 нм (світло червоного кольору).
- Світло випромінюється внаслідок процесів, які відбуваються всередині атомів
- Будь-яке фізичне тіло, атоми якого випромінюють електромагнітні хвилі видимого діапазону, називають джерелом світла. Джерела світла бувають природними (зоря, Сонце, блискавка, світлячок тощо) і штучними (багаття, свічка, факел, електрична лампа).
Останнім часом оптика вивчає також електромагнітні хвилі інфрачервоного (довжиною 760 нм — 1 мм) та ультрафіолетового (довжиною 10– 380 нм) діапазонів.
Корпускулярна теорія І. Ньютона і хвильова теорія К. Гюйґенса
Наприкінці XVII ст. майже одночасно виникли дві різні теорії, які пояснювали природу світла, ґрунтуючись на законах механіки: корпускулярна теорія англійського фізика Ісаака Ньютона (1643–1727) і хвильова теорія голландського фізика Крістіана Гюйґенса (1629–1695).
Формування сучасних уявлень про природу світла
Формування сучасних уявлень про природу світла
У 60-х рр. XIX ст. Дж. Максвелл створив теорію електромагнітного поля, одним із наслідків якої було встановлення можливості існування електромагнітних хвиль. За розрахунками вченого, швидкість поширення електромагнітних хвиль дорівнювала швидкості поширення світла: c 300 000 км/с.
На основі своїх теоретичних досліджень Максвелл дійшов висновку, що світло — це окремий випадок електромагнітних хвиль. Після дослідів Г. Герца жодних сумнівів щодо електромагнітної природи світла не залишилось.
Електромагнітна теорія світла, однак, не могла пояснити явища, які виникають під час взаємодії світла з речовиною: поглинання й випромінювання світла, фотоефект (випромінювання електронів з поверхні речовини під дією світла) та ін. Ці явища пояснила квантова теорія світла, основи якої були закладені в 1900 р. німецьким фізиком Максом Планком (1858– 1947). Згідно з квантовою теорією, світло випромінюється, поширюється та поглинається речовиною не безперервно, а скінченними порціями — квантами. Кожний окремий квант світла поводиться як частинка, а сукупність квантів поводиться як хвиля. Така двоїста природа світла отримала назву корпускулярно-хвильовий дуалізм.
У сучасній фізиці квантові уявлення не суперечать хвильовим, а поєднуються на основах квантової механіки і квантової електродинаміки.
Закони геометричної оптики
Геометрична оптика — це розділ оптики, який вивчає закони поширення світла в прозорих середовищах і принципи побудови зображень в оптичних системах без урахування хвильових властивостей світла. Основним поняттям геометричної оптики є світловий промінь.
Світловий промінь — це лінія, уздовж якої поширюється потік світлової енергії.
Світловий промінь — суто геометричне поняття, його використовують для схематичного зображення світлових пучків. Навіть коли говорять «промінь сонця», «заломлений промінь», «відбитий промінь» тощо, мають на увазі саме пучок світла, напрямок якого заданий цим променем.
В основу геометричної оптики покладено низку законів, установлених експериментально.
На основі своїх теоретичних досліджень Максвелл дійшов висновку, що світло — це окремий випадок електромагнітних хвиль. Після дослідів Г. Герца жодних сумнівів щодо електромагнітної природи світла не залишилось.
Електромагнітна теорія світла, однак, не могла пояснити явища, які виникають під час взаємодії світла з речовиною: поглинання й випромінювання світла, фотоефект (випромінювання електронів з поверхні речовини під дією світла) та ін. Ці явища пояснила квантова теорія світла, основи якої були закладені в 1900 р. німецьким фізиком Максом Планком (1858– 1947). Згідно з квантовою теорією, світло випромінюється, поширюється та поглинається речовиною не безперервно, а скінченними порціями — квантами. Кожний окремий квант світла поводиться як частинка, а сукупність квантів поводиться як хвиля. Така двоїста природа світла отримала назву корпускулярно-хвильовий дуалізм.
У сучасній фізиці квантові уявлення не суперечать хвильовим, а поєднуються на основах квантової механіки і квантової електродинаміки.
Закони геометричної оптики
Геометрична оптика — це розділ оптики, який вивчає закони поширення світла в прозорих середовищах і принципи побудови зображень в оптичних системах без урахування хвильових властивостей світла. Основним поняттям геометричної оптики є світловий промінь.
Світловий промінь — це лінія, уздовж якої поширюється потік світлової енергії.
Світловий промінь — суто геометричне поняття, його використовують для схематичного зображення світлових пучків. Навіть коли говорять «промінь сонця», «заломлений промінь», «відбитий промінь» тощо, мають на увазі саме пучок світла, напрямок якого заданий цим променем.
В основу геометричної оптики покладено низку законів, установлених експериментально.
- Закон прямолінійного поширення світла: в однорідному прозорому сере довищі світло поширюється прямолінійно
- Закон незалежного поширення світла: окремі пучки світла не впливають один на одного і поширюються незалежно.
- Закони відбивання і заломлення світла.
Використані джерела: Фізика (рівень стандарту, за навчальною програмою авторського колективу під керівництвом Локтєва В. М.) : підруч. для 11 кл. закл. загал. серед. освіти / [Бар’яхтар В. Г., Довгий С. О., Божинова Ф. Я., Кірюхіна О. О.] ; за ред. Бар’яхтара В. Г., Довгого С. О. — Харків : Вид-во «Ранок», 2019. — С. 140 - 144