الضوء في حياة الكائنات حقائق مثيرة للاهتمام. حقائق مثيرة للاهتمام ، حقائق مذهلة ، حقائق غير معروفة في Fact Museum

الخطة: المعلومات الأولى عن الضوء في الفترة العتيقة.
إنشاء أسس علم البصريات الهندسية (إقليدس ،
أرخميدس ، بطليموس ، لوكريتيوس كاروس).
تطور عقيدة النور في العصور الوسطى
(روجر بيكون) وفي عصر النهضة (ليوناردو
دافنشي ، بورتا).
تطور عقيدة الضوء في القرن السابع عشر (كبلر ، هوك ،
Huygens ، Galileo ، Fermi). خلق البدايات
البصريات الموجةوأول الأجهزة البصرية
(ليبرشي ، جاليليو ، ليوينهوك).
تطور البصريات في القرن التاسع عشر. خلق
الأسس النظرية والتجريبية
بصريات الموجة (جونغ ، فرينل ، ستيفان ،
بولتزمان ، فيينا ، ماكسويل ، ميكلسون).

1. أول معلومة عن النور في العصر القديم. إنشاء أسس علم البصريات الهندسية (إقليدس ، أرخميدس ، بطليموس ، لوكريتيوس كار).

بالفعل في القرن الثالث قبل الميلاد. ه. شكلت البصريات الهندسية، الأساسيات
التي وردت في كتابات إقليدس الشهير (300 قبل الميلاد).
BC) ، يلخص البيانات التجريبية للأسلاف
(يعمل "البصريات" و "catoptrics"). بعد أفلاطون ، إقليدس
يشارك نظرية الأشعة البصرية. هذه الأشعة عبارة عن خطوط مستقيمة.
يرجع ظهور كائن ما إلى حقيقة أنه من العين ، بدءًا من
القمم ، هناك كفاف من الأشعة ، والتي تشكل
موجهة بشكل عرضي إلى حدود الكائن. قيمة
يتم تحديد الموضوع من وجهة نظر زاوية.
في "البصريات" لأول مرة قانون مستقيم الخطي
انتشار الضوء.
يناقش كتاب "كاتوبتريك" لإقليدس ظاهرة التفكير
سفيتا. هنا تتم صياغة قانون انعكاس الضوء. هذا القانون
تنطبق على كل من المرايا المسطحة والكروية.

سمات الأسطورة لأرخميدس
حرق الأسطول الروماني
مرايا مقعرة. عرف القدماء
عمل العدسات ، بتعبير أدق ، الزجاج
كرات. لذلك ، الكاتب المسرحي أريستوفانيس ،
معاصر سقراط ، ينصح
المدين لإذابة الديون
التزام مكتوب على الشمع
اللوح الخشبي باستخدام مادة حارقة
زجاج.

استكشف بطليموس (القرن التاسع عشر - القرن 160 قبل الميلاد)
انكسار الضوء باستخدام (قرص)
الجهاز ، لكنه لم يجد قانون الانكسار.
لوكريتيوس كار (94-51 قبل الميلاد) في كتابه
تفسر قصيدة "في طبيعة الأشياء" الضوء على أنه
بعض المواد الأساسية. فيه نحن
العثور على النموذج الأولي للطبيعة الجسدية
سفيتا.
يتضح من القصيدة أنه كان على دراية بالقانون
انعكاسات الضوء:
"... يجعل كل شيء يرتد عن الأشياء
وعكس الطبيعة وعاد تحت نفسه
ركن كما سقط.

2. تطور عقيدة النور في العصور الوسطى (روجر بيكون) وفي عصر النهضة (ليوناردو دافنشي ، بورتا).

خلال العصور الوسطى ، لم تتطور البصريات ،
باستثناء أقوال وملاحظات الظواهر الضوئية
في أعمال روجر بيكون التي يعود تاريخها إلى القرن الثالث عشر.
شرح روجر بيكون ظهور قوس قزح عن طريق الانكسار في
قطرات المطر؛ نصح الأشخاص ضعاف البصر بالتقدم
عدسة محدبة للعين.
خلال عصر النهضة (القرنين الخامس عشر والسادس عشر) ، كانت مساهمة كبيرة في
تم تطوير البصريات بواسطة ليوناردو دافنشي. هو أول من أسس ذلك
العين تشبه بشكل أساسي الكاميرا المظلمة. وأوضح أيضا
رؤية مجسمة بعيون. هو يمتلك
الأفكار الأولى حول حركة الموجة.

3. تطور عقيدة الضوء في القرن السابع عشر (كيبلر ، هوك ، هيغنز ، جاليليو ، فيرمي). إنشاء مبادئ بصريات الموجات وأول أدوات بصرية (Lippe

3.تطور عقيدة الضوء في القرن السابع عشر (كبلر ، هوك ، هيغنز ،
جاليليو ، فيرمي). إنشاء مبادئ البصريات الموجية و
أول أدوات بصرية (ليبرشي ، جاليليو ،
ليفينجوك).
في القرن السابع عشر ، شهدت البصريات ازدهارًا استثنائيًا. إلى
بحلول نهاية القرن ، أصبحت صناعة قوية متطورة
العلوم الفيزيائية ، جنبًا إلى جنب مع الميكانيكا
المادة الوحيدة الموثوقة للنظرية
التعميمات.
خلال هذه الفترة تكشفت النضال النظريحول
سؤال حول طبيعة الضوء.
بدأت ذروة البصريات بتحسين الأساليب
تلميع النظارات الضوئية والبحث عن الانابيب المكبرة.

في 1608 قدم الهولندي ليبرشي
طلب براءة اختراع لـ
تلسكوب.
جاليليو (1564-1642) ، عندما سمع عن البوق ،
بدأ التفكير في إمكانية ذلك
الجهاز وبشكل مستقل
صنع الأنبوب الذي يسمى الآن
جاليليو. يتم استخدامه في المناظير.

4. تطور البصريات في القرن التاسع عشر. إنشاء الأسس النظرية والتجريبية لبصريات الموجات (يونغ ، فرينل ، ستيفان ، بولتزمان ، فيينا ، ماكسويل ،

ميكلسون).
في القرن التاسع عشر ، تم تقديم مساهمة كبيرة لتطوير عقيدة الضوء.
العلماء جونغ وبولتزمان. دعونا نلقي نظرة على عملهم.
يونغ توماس (1773-1829) عالم إنجليزي ، أحد
مبدعي البصريات الموجية ، عضو في لندن رويال
المجتمع وسكرتيره (1802-1829). بدأت القراءة في سن الثانية
اكتشاف ذاكرة استثنائية. في سن الرابعة عرفت عن ظهر قلب
كتابات كثيرة الشعراء الانجليز، في سن 8-9 أتقن
مهارة الدوران ، مصنوعة بدنية مختلفة
الأجهزة ، في سن الرابعة عشرة تعرف على الفرق
حساب التفاضل والتكامل (حسب نيوتن) ، درس العديد من اللغات. درس في
جامعات لندن وإدنبرة وجيتي ،
درس الطب أولاً ، ثم أصبح مهتمًا بالفيزياء ، على وجه الخصوص ،
البصريات والصوتيات. AB السنوات الاخيرةتشارك في الحياة
تجميع القاموس المصري.

في عام 1793 شرح ظاهرة تكيف العين عن طريق التغيير
انحناء العدسة
2. في عام 1800 دافع عن نظرية الضوء.
3. في عام 1801 شرح ظاهرة تداخل الضوء والحلقة
نيوتن.
4. في عام 1803 قدم مصطلح "تدخل".
5. في عام 1803 قام بمحاولة لشرح انعراج الضوء من
خيط رفيع ، يربطه بالتدخل.
6. أظهر أنه عندما ينعكس شعاع من الضوء من كثافته
السطح ، يتم فقد نصف موجة.
7. قياس الأطوال الموجية ألوان مختلفةللحصول على الطول
موجات اللون الأحمر 0.7 ميكرون ، للبنفسجي - 0.42.
8. عبرت عن فكرة (1807) أن الضوء والحرارة المشعة
تختلف عن بعضها البعض فقط في الطول الموجي.
9. في عام 1817 طرح فكرة موجات الضوء المستعرضة.

بولتزمان لودفيج (1844-1906) - فيزيائي نظري نمساوي ،
عضو النمساوي والعضو المقابل. أكاديمية بطرسبرج للعلوم.
في عام 1866 ، قدم قانون توزيع جزيئات الغاز
السرعات (إحصائيات بولتزمان).
في عام 1872 اشتق المعادلة الأساسية للطاقة الحركية
غاز:
ع = 2n m0 ˂v˃ / 2
3
أين ˂v˃ متوسط ​​السرعةالجزيئات ، m0 كتلة الجزيء ، ن هو تركيز الجزيئات (عدد الجزيئات لكل وحدة حجم
غاز).
في عام 1872 أثبت الطبيعة الإحصائية للبداية الثانية
الديناميكا الحرارية ، أظهرت تناقض الفرضية الحرارية
موت الكون.
لأول مرة طبق مبادئ الديناميكا الحرارية على الدراسة.

أستخدم فرضية J. Maxwell حول الضغط الخفيف ، في
1884 القانون المكتشف نظريا الإشعاع الحراري:
4
E = ßT ، سابقًا (في عام 1879) تم إنشاؤه تجريبيًا
ستيفان (قانون ستيفان بولتزمان).
في عام 1884 ، استنتج من الاعتبارات الديناميكية الحرارية
وجود ضغط خفيف.
دافع عن النظرية الذرية.
تكريما لـ Boltzmann ، تم استخدام معامل التناسب في
معادلة:
ع = knT ،
-23
-1
يساوي 1.380662 * 10
J * K ، يسمى ثابت
بولتزمان ، أحد أهم الثوابت في الفيزياء ، يساوي
نسبة درجة الحرارة ، معبراً عنها بوحدات الطاقة
(جول) ، لنفس درجة الحرارة معبرًا عنها بالدرجات
كلفن:
ك = 2/3 * م (0) (ت) * 2/2 / T.

أسئلة:

1.
2.
3.
4.
5.
من اكتشف وجود الجبال على القمر و
أجوف؟
ما اسم قصيدة لوكريتيوس كارا؟
خلال أي فترة قدمت مساهمة كبيرة ل
هل طور ليوناردو دافنشي البصريات؟
ما هو المصطلح الذي استخدمه جونغ توماس في عام 1803؟
من اخترع المجهر وفي أي سنة؟

الضوء ظاهرة مدهشة ، إنه مباشر و مجازيًاينير حياتنا بعدة طرق.

أعلنت الأمم المتحدة عام 2015 سنة دوليةالضوء ليثبت "لسكان الأرض أهمية الضوء والتقنيات البصرية في الحياة ، من أجل المستقبل ولتنمية المجتمع."

ضوء الشمس 1. الشمس بيضاء في الواقع كما تُرى من الفضاء ، حيث لا يتشتت ضوءها في الغلاف الجوي. من كوكب الزهرة ، لن ترى الشمس على الإطلاق ، لأن الغلاف الجوي هناك كثيف جدًا. يتلألأ البشر بيولوجيًا بسبب التفاعلات الأيضية ، لكن توهجنا أضعف 1000 مرة مما يمكن رؤيته بالعين المجردة.
3. يمكن لأشعة الشمس أن تخترق عمق 80 مترا في المحيط. إذا نزلت إلى عمق 2000 متر ، فيمكنك أن تجد سمكة الراهب ذات الإضاءة الحيوية هناك ، والتي تغري ضحاياها بلحم مضيء.
4. النباتات خضراء لأنها تعكس ضوء اخضروتمتص الألوان الأخرى لعملية التمثيل الضوئي. إذا وضعت نباتًا تحت الضوء الأخضر ، فمن المرجح أن يموت.
5. الشمال والجنوب الشفق القطبيةيحدث عندما "الريح" مشاعل شمسيةيتفاعل مع الجسيمات الغلاف الجوي للأرض. وفقًا لأساطير الإسكيمو ، فإن الشفق القطبي هو أرواح الموتى وهم يلعبون كرة القدم برأس حصان.
6. لمدة ثانية واحدة ، تشع الشمس طاقة تكفي لتزويد العالم كله بها لمليون سنة.

حقائق مثيرة للاهتمامعن الضوء
7. أطول مصباح احتراق في العالم هو مصباح عمره قرن من الزمان في قسم إطفاء الحرائق بكاليفورنيا. كان يحترق بشكل مستمر منذ عام 1901.

8. ضوء منعكس العطس الذي يسببه النوبات غير المنضبطيحدث العطس في وجود ضوء ساطع لدى 18-35٪ من الناس ، على الرغم من أنه لا أحد يستطيع تفسير سبب حدوثه. طريقة واحدة للتعامل معها هي ارتداء النظارات الشمسية.
9. متى قوس قزح مزدوج، ينعكس الضوء مرتين داخل كل قطرة ماء ، ويتم عكس الألوان الموجودة في قوس قزح الخارجي.
10. بعض الحيوانات ترى الضوء الذي لا نستطيع رؤيته. يرى النحل الأشعة فوق البنفسجية بينما ترى الأفاعي الجرسية ضوء الأشعة تحت الحمراء.
11. أضاءت شلالات نياجرا كهربائيا لأول مرة في عام 1879 ، وكانت الإضاءة تعادل 32000 شمعة. اليوم ، إن إضاءة شلالات نياجرا تعادل إضاءة 250 مليون شمعة.
12. عندما يمر الضوء من خلالها مواد مختلفة، فإنه يبطئ وينكسر. وهكذا ، فإن العدسة تركز الأشعة في نقطة واحدة ويمكن أن تشعل النار في الورقة.

قوانين الضوء
13. للضوء زخم. يطور العلماء طرقًا لاستخدام هذه الطاقة في السفر إلى الفضاء السحيق.

14. عيون الضفادع حساسة للغاية للضوء لدرجة أن الباحثين في سنغافورة يستخدمونها لتطوير كاشفات ضوئية دقيقة بشكل لا يصدق.
15. الضوء المرئي هو فقط جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي تراه أعيننا. هذا هو السبب في أن مصابيح LED اقتصادية للغاية. على عكس المصابيح المتوهجة ، تصدر مصابيح LED الضوء المرئي فقط.
16. اليراعات تنبعث من توهج بارد تفاعل كيميائيبكفاءة 100٪. يعمل العلماء على محاكاة اليراعات لخلق المزيد من المصابيح الموفرة للطاقة.
17. لدراسة كيف ترى أعيننا الضوء ، أدخل إسحاق نيوتن إبرًا في تجويف العين. حاول أن يفهم ما إذا كان الضوء هو نتيجة لشيء يأتي من الخارج أو من الداخل. (الإجابة: كلا الافتراضين صحيحان ، لأن العصي في العين تستجيب لترددات معينة).
18. إذا انتهت الشمس فجأة ، فلن يلاحظ أحد على وجه الأرض ذلك لمدة 8 دقائق أخرى و 17 ثانية. هذا هو الوقت الذي يستغرقه ضوء الشمس للوصول إلى الأرض. لكن لا تقلق ، فالشمس لديها 5 مليارات سنة أخرى من الوقود المتبقي.
19. على الرغم من الاسم ، فإن الثقوب السوداء هي في الواقع ألمع الأجسام في الكون. على الرغم من حقيقة أننا لا نستطيع رؤية ما وراء أفق الحدث ، إلا أنها يمكن أن تولد طاقة أكثر من المجرات التي توجد فيها.
20. يحدث قوس قزح عندما يلتقي الضوء بقطرات الماء في الهواء ، وينكسر وينعكس داخل القطرة ، وينكسر مرة أخرى ، تاركًا إياه.

حقائق لا تصدق

الضوء ظاهرة مدهشة ، ينير حياتنا بالمعنى الحرفي والمجازي بعدة طرق.

أعلنت الأمم المتحدة عام 2015 السنة الدولية للضوءلإثبات "لسكان الأرض أهمية الضوء والتقنيات البصرية في الحياة ، من أجل المستقبل وتطور المجتمع."

فيما يلي بعض الحقائق المثيرة للاهتمام حول الضوء والتي ربما لم تكن تعرفها.

ضوء الشمس

1. الشمس بيضاء في الواقع، كما يُنظر إليه من الفضاء ، حيث لا يتشتت ضوءه في الغلاف الجوي. لن ترى الشمس على الإطلاق من كوكب الزهرة ، لأن الغلاف الجوي كثيف للغاية هناك.

2. البشر يتلألأون بيولوجيابفضل التفاعلات الأيضية ، لكن وهجنا أضعف 1000 مرة مما يمكن رؤيته بالعين المجردة.

3. يمكن لأشعة الشمس أن تخترق العمق المحيط لحوالي80 مترا. إذا نزلت إلى عمق 2000 متر ، فيمكنك أن تجد سمكة الراهب ذات الإضاءة الحيوية هناك ، والتي تغري ضحاياها بلحم مضيء.

4. النباتات خضراء لأنها كذلك تعكس الضوء الأخضروتمتص الألوان الأخرى لعملية التمثيل الضوئي. إذا وضعت نباتًا تحت الضوء الأخضر ، فمن المرجح أن يموت.

5. الشفق القطبي الشمالي والجنوبييحدث عندما تتفاعل "الرياح" المنبعثة من التوهجات الشمسية مع جزيئات الغلاف الجوي للأرض. وفقًا لأساطير الإسكيمو ، فإن الشفق القطبي هو أرواح الموتى وهم يلعبون كرة القدم برأس حصان.

6. في ثانية واحدة ، تبعث الشمس طاقة كافية لـ قدمها للعالم كله لمليون سنة.

7. أطول مصباح احتراق في العالم هو مصباح عمره قرن من الزمان.في إدارة إطفاء كاليفورنيا. كان يحترق بشكل مستمر منذ عام 1901.

8. منعكس العطس الخفيف، الذي يسبب نوبات عطس لا يمكن السيطرة عليها في وجود الضوء الساطع ، يحدث في 18-35 في المائة من الناس ، على الرغم من أنه لا أحد يستطيع تفسير سبب حدوثه. طريقة واحدة للتعامل معها هي ارتداء النظارات الشمسية.

9. متى قوس قزح مزدوج، ينعكس الضوء مرتين داخل كل قطرة ماء ، ويتم عكس الألوان الموجودة في قوس قزح الخارجي.

10. بعض الحيوانات ترى الضوء الذي لا نستطيع رؤيته. يرى النحل الأشعة فوق البنفسجيةبينما ترى الأفاعي الجرسية ضوء الأشعة تحت الحمراء.

11. أضاءت شلالات نياجرا كهربائيا لأول مرة في عام 1879 ، وكانت الإضاءة تعادل 32000 شمعة. اليوم ، إن إضاءة شلالات نياجرا تعادل إضاءة 250 مليون شمعة.

12. عندما يمر الضوء عبر مواد مختلفة ، فإنه يتباطأ وينكسر. وهكذا ، فإن العدسة تركز الأشعة في نقطة واحدة ويمكن أن تشعل النار في الورقة.

قوانين الضوء

13. النور له قوة الدفع. يطور العلماء طرقًا لاستخدام هذه الطاقة في السفر إلى الفضاء السحيق.

14. عيون الضفدع حساسة جدا للضوءأن الباحثين في سنغافورة يستخدمونها لتطوير كاشفات ضوئية دقيقة للغاية.

15. الضوء المرئي هو فقط جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي تراه أعيننا. هذا هو السبب في أن مصابيح LED اقتصادية للغاية. على عكس المصابيح المتوهجة ، تصدر مصابيح LED الضوء المرئي فقط.

16. اليراعاتينبعث منها وهج بارد من خلال تفاعل كيميائي بكفاءة 100٪. يعمل العلماء على محاكاة اليراعات لخلق المزيد من المصابيح الموفرة للطاقة.

17. لدراسة كيف ترى أعيننا الضوء ، قام إسحاق نيوتن بإدخال إبر في محجر عينه. حاول أن يفهم ما إذا كان الضوء هو نتيجة لشيء يأتي من الخارج أو من الداخل. (الإجابة: كلا الافتراضين صحيحان ، لأن العصي في العين تستجيب لترددات معينة).

18. إذا فقط انتهت الشمس فجأة، لن يلاحظ أحد على وجه الأرض هذا لمدة 8 دقائق و 17 ثانية أخرى. هذا هو الوقت الذي يستغرقه ضوء الشمس للوصول إلى الأرض. لكن لا تقلق ، فالشمس لديها 5 مليارات سنة أخرى من الوقود المتبقي.

قم بإضاءة معرفتك بالعلوم من خلال حقائقنا الممتعة والسهلة للأطفال. استمتع بأشياء صغيرة مثيرة للاهتمام تتعلق بسرعة الضوء والبصريات ضوء الشمسوالأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. إنهم يفهمون كيف يعمل الإشعاع الكهرومغناطيسي ويكتشفون العديد من الخصائص الرائعة للضوء.

في الفيزياء ، يشير الضوء الاشعاع الكهرومغناطيسي. الضوء الذي نتحدث عنه عادة الحياة اليومية، يشير إلى الطيف المرئي (جزء الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمكن للعين البشرية رؤيته).

يمكن للحيوانات الأخرى رؤية أجزاء من الطيف لا يستطيع البشر رؤيتها. فمثلا، عدد كبير منيمكن للحشرات رؤية الأشعة فوق البنفسجية.

يمكن استخدام الضوء فوق البنفسجي لإظهار الأشياء التي لا تستطيع العين البشرية رؤيتها ، وهي مفيدة للطب الشرعي.

الطول الموجي لضوء الأشعة تحت الحمراء طويل جدًا بحيث لا يمكن رؤيته بالعين المجردة.

يدرس العلماء خصائص وسلوك الضوء في مجال الفيزياء المعروف باسم البصريات.

لاحظ إسحاق نيوتن أن شعاعًا رقيقًا من ضوء الشمس يضرب منشور زجاجيبزاوية ، يخلق شريطًا الألوان المرئية، بما في ذلك الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي (ROYGBIV). حدث هذا بسبب ألوان مختلفةتمر عبر الزجاج (والوسائط الأخرى) بسرعات مختلفة ، مما يتسبب في انكسارها بزوايا مختلفة وفصلها عن بعضها البعض.

ينتقل الضوء بسرعة كبيرة جدًا. تبلغ سرعة الضوء في الفراغ (منطقة خالية من المادة) حوالي 186،000 ميل في الثانية (300،000 كيلومتر في الثانية).

يسافر الضوء بشكل أبطأ مع بيئات مختلفةمثل الزجاج والماء والهواء. تُعطى هذه الوسائط مؤشر انكسار لوصف مقدار إبطائها لحركة الضوء. يحتوي الزجاج على معامل انكسار يبلغ 1.5 ، مما يعني أن الأضواء تنتقل عبره بسرعة تصل إلى 124000 ميل في الثانية (200000 كيلومتر في الثانية). معامل انكسار الماء هو 1.3 ومؤشر انكسار الهواء 1.0003 ، مما يعني أن الهواء يبطئ الضوء بشكل طفيف فقط.

يستغرق الضوء 1.255 ثانية للانتقال من الأرض إلى القمر.

يمكن أن يصل ضوء الشمس إلى أعماق تصل إلى حوالي 80 مترًا (262 قدمًا) في المحيط.

من بين الأشياء العديدة التي عمل عليها العالم الإيطالي جاليليو جاليلي كانت التلسكوبات ، حيث أنتج تلسكوبات بتكبير 30 ضعفًا في بعض أعماله اللاحقة. ساعدته هذه التلسكوبات في اكتشاف أكبر أربعة أقمار تدور حول المشتري (سميت فيما بعد بأقمار جاليليو).

التمثيل الضوئي هو عملية تنطوي على النباتات التي تستخدم الطاقة من ضوء الشمس لتتحول ثاني أكسيد الكربونفي الطعام.

البصريات هي فرع من فروع الفيزياء يدرس طبيعة الضوء وقوانين ظواهر الضوء وعمليات تفاعل الضوء مع المادة.

خلال القرنين ونصف القرن الماضيين ، خضعت فكرة طبيعة الضوء لتغيير كبير للغاية. في أواخر السابع عشرفي. شكلت اثنين من الأساسيات نظريات مختلفةحول طبيعة الضوء: النظرية الجسيمية التي طورها نيوتن والموجة نظرية جديدةتم تطويره بواسطة Huygens. وفقًا لنظرية الجسيمات ، فإن الضوء عبارة عن تيار من جسيمات المادة (الجسيمات) تطير بسرعة عالية من مصدر الضوء. وفقًا لنظرية الموجة ، فإن الضوء عبارة عن موجة تنبعث من مصدر ضوئي وتنتشر بسرعة عالية في "الأثير العالمي" - وسط مرنتملأ الكون بأسره باستمرار. أوضحت كلتا النظريتين بشكل مرضٍ القوانين المتأصلة في بعض ظواهر الضوء ، على سبيل المثال ، قوانين انعكاس الضوء وانكساره. ومع ذلك ، فإن ظواهر مثل التداخل والحيود والاستقطاب للضوء لا تتناسب مع إطار هذه النظريات.

حتى نهاية القرن الثامن عشر. فضلت الغالبية العظمى من الفيزيائيين نظرية نيوتن الجسدية. في التاسع عشر في وقت مبكرفي. بفضل دراسات Jung (1801) و Fresnel (1815) ، تم تطوير نظرية الموجة وتحسينها إلى حد كبير. لقد استند إلى مبدأ Huygens-Fresnel ، الذي تعرفنا عليه بالفعل في فصل "التذبذبات والأمواج" (انظر الفقرة 34). نجحت نظرية الموجة لـ Huygens - Young - Fresnel في شرح كل ما هو معروف تقريبًا في ذلك الوقت ظواهر الضوء، بما في ذلك التداخل والحيود واستقطاب الضوء ، فيما يتعلق بهذه النظرية التي حظيت باعتراف عالمي ، ورُفضت نظرية نيوتن الجسدية.

كانت نقطة الضعف في نظرية الموجة هي "العالم الأثير" الافتراضي ، والذي ظل واقع وجوده شديدًا للغاية.

متردد. ومع ذلك ، في الستينيات من القرن الماضي ، عندما طور ماكسويل نظرية واحدة حقل كهرومغناطيسي(انظر الفقرة 105) ، اختفت الحاجة إلى "الأثير العالمي" باعتباره ناقلًا خاصًا للموجات الضوئية: اتضح أن الضوء عبارة عن موجات كهرومغناطيسية ، وبالتالي فإن حاملها هو المجال الكهرومغناطيسي. يتوافق الضوء المرئي مع الموجات الكهرومغناطيسية التي يبلغ طولها 0.77 إلى 0.38 ميكرون (انظر الجدول في الصفحة 392) ، الناتجة عن اهتزازات الشحنات التي تشكل الذرات والجزيئات. وهكذا ، تطورت نظرية الموجة حول طبيعة الضوء إلى النظرية الكهرومغناطيسية للضوء.

من أهم البراهين التجريبية على صحة النظرية الكهرومغناطيسية للضوء تجارب Fizeau (1849) و Foucault (1850) و Michelson (1881): تزامنت القيمة التجريبية لسرعة الضوء مع القيمة النظرية للضوء. سرعة التكاثر موجات كهرومغناطيسيةمشتق من نظرية ماكسويل الكهرومغناطيسية. تأكيد آخر لا يقل أهمية عن النظرية الكهرومغناطيسية هو تجارب Ya. Ya. Lebedev (1899): الضغط الخفيف الذي قام بقياسه على أجسام صلبة(انظر الفقرة 137) تبين أنها مساوية لضغط الموجات الكهرومغناطيسية ، محسوبة على أساس نظرية ماكسويل (انظر الفقرة 105).

ظلت فكرة الموجة (الكهرومغناطيسية) للضوء ثابتة حتى أواخر التاسع عشرفي. ومع ذلك ، بحلول ذلك الوقت ، تراكمت مواد كثيرة جدًا لا تتفق مع هذه الفكرة بل وتتعارض معها. دراسة البيانات على أطياف التلألؤ العناصر الكيميائية، بشأن توزيع الطاقة في طيف الإشعاع الحراري لجسم أسود ، على التأثير الكهروضوئي وبعض الظواهر الأخرى أدت إلى الحاجة إلى افتراض أن انبعاث وانتشار وامتصاص الطاقة الكهرومغناطيسية منفصلة (غير متصلة) في الطبيعة ، أي ينبعث الضوء وينتشر ويمتص ليس بشكل مستمر (على النحو التالي من نظرية الموجة) ، ولكن في أجزاء (كوانتا). بناءً على هذا الافتراض ، أنشأ الفيزيائي الألماني بلانك في عام 1900 نظرية كمومية للعمليات الكهرومغناطيسية ، وطور أينشتاين في عام 1905 وعاءًا كميًا من الضوء ، وفقًا للضوء هو تيار من جسيمات الضوء - الفوتونات. وهكذا ، في بداية هذا القرن ، نشأت نظرية جديدة حول طبيعة الضوء - نظرية الكم، إحياء في بمعنى معيننظرية الجسيمات نيوتن. ومع ذلك ، تختلف الفوتونات اختلافًا كبيرًا (نوعيًا) عن جسيمات المادة العادية: تتحرك جميع الفوتونات بسرعة سرعة متساويةالضوء ، بينما له كتلة محدودة ("كتلة الراحة" للفوتون هي صفر).

دور مهم في مزيد من التطويرلعبت نظرية الكم للضوء دراسات نظريةالذرية والأطياف الجزيئية التي قام بها بوهر (1913) ، شرودنغر (1925) ، ديراك

(1930) ، فاينمان (1949) ، في.أ.فوك (1957) وآخرون. مناظر حديثة، ضوء - معقد عملية كهرومغناطيسية، والتي لها خصائص الموجة والجسيمات. في بعض الظواهر (التداخل ، الانعراج ، استقطاب الضوء) يتم الكشف عن الخصائص الموجية للضوء. تم وصف هذه الظواهر نظرية الموجة. في الظواهر الأخرى (التأثير الكهروضوئي ، التلألؤ ، الأطياف الذرية والجزيئية) الخصائص الجسديةسفيتا. هذه الظواهر موصوفة من قبل نظرية الكم. وبالتالي ، فإن نظريات الموجة (الكهرومغناطيسية) والجسم (الكم) لا ترفض ، بل تكمل بعضها البعض ، مما يعكس الطبيعة المزدوجة لخصائص الضوء. هنا نلتقي مثال جيدالوحدة الديالكتيكية للأضداد: الضوء عبارة عن موجة وجسيم. من المناسب التأكيد على أن مثل هذه الثنائية متأصلة ليس فقط في الضوء ، ولكن أيضًا في الجسيمات الدقيقة للمواد ، على سبيل المثال ، كما لوحظ بالفعل (انظر الفقرة 20) ، فإن الإلكترون ، الذي يُعتبر عادةً جسيمًا ، يكشف عن نفسه في بعض الظواهر موجة (انظر § 126).

تسعى الفيزياء الحديثة إلى إنشاء نظرية موحدة حول طبيعة الضوء ، تعكس خاصية الموجة الجسدية المزدوجة للضوء ؛ تطوير مثل هذا نظرية موحدةلم تكتمل بعد.

في هذه الدورة ، يتم النظر في الخصائص الموجية للضوء في الفصل. الثامن عشر ، والخصائص الجسيمية (الكمومية) للضوء - في الفصل. التاسع عشر (فيما يتعلق بمسألة بنية الذرة). عند وصف خصائص موجة الضوء ، سنستخدم مبدأ Huygens-Fresnel و شروط عامةوخصائص عملية الموجة المقدمة في الفقرات 31-34 من الجزء الأول من الدورة (مثل مقدمة موجة الضوء ، مصادر الضوء المتماسكة ، شعاع الضوء ، تردد الضوء ، الطول الموجي للضوء ، إلخ). لذلك ، عند البدء في دراسة البصريات ، يجب إعادة قراءة الفقرات المشار إليها.