แสงสว่างในชีวิตของสิ่งมีชีวิตข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ, ข้อเท็จจริงที่น่าทึ่ง, ข้อเท็จจริงที่ไม่รู้จักที่ Fact Museum

แผน: ข้อมูลแรกเกี่ยวกับแสงเข้า สมัยโบราณ.
การสร้างรากฐานของเลนส์เรขาคณิต (Euclid,
อาร์คิมิดีส, ทอเลมี, ลูเครเทียส คารัส)
พัฒนาการของหลักคำสอนเรื่องแสงในยุคกลาง
(โรเจอร์ เบคอน) และในยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา (เลโอนาร์โด
ดาวินชี, ปอร์ตา).
พัฒนาการของหลักคำสอนเรื่องแสงสว่างในศตวรรษที่ 17 (เคปเลอร์ ฮุค
ฮอยเกนส์, กาลิเลโอ, แฟร์มี). การสร้างจุดเริ่มต้น
เลนส์คลื่นและอุปกรณ์ทางสายตาเครื่องแรก
(ลิปเปอร์ชีย์, กาลิเลโอ, เลเวนฮุก)
การพัฒนาเลนส์ในศตวรรษที่ 19 การสร้าง
รากฐานทางทฤษฎีและการทดลอง
เลนส์คลื่น (Jung, Fresnel, Stefan,
โบลซ์มันน์, เวียน, แม็กซ์เวลล์, มิเชลสัน)

1. ข้อมูลแรกเกี่ยวกับแสงในยุคโบราณ การสร้างพื้นฐานของทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิต (Euclid, Archimedes, Ptolemy, Lucretius Car)

แล้วในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช อี ก่อตัวขึ้น เลนส์ทางเรขาคณิตพื้นฐาน
ซึ่งกำหนดไว้ในงานเขียนของ Euclid ที่มีชื่อเสียง (300 ปีก่อนคริสตกาล)
BC) สรุปข้อมูลเชิงประจักษ์ของรุ่นก่อน
(ทำงาน "ออพติค" และ "catoptrics") ตามเพลโต, ยูคลิด
แบ่งปันทฤษฎีของรังสีการมองเห็น รังสีเหล่านี้เป็นเส้นตรง
การมองเห็นของวัตถุเกิดจากความจริงที่ว่าจากตาจาก
จุดยอดมีรูปร่างของรังสีซึ่งก่อตัวขึ้น
มุ่งตรงไปยังขอบเขตของวัตถุ ค่า
วัตถุถูกกำหนดจากมุมมองเชิงมุม
ที่ "ทัศนศาสตร์" กฎของเส้นตรงเป็นครั้งแรก
การแพร่กระจายของแสง
"Catoptrik" ของ Euclid กล่าวถึงปรากฏการณ์ของการสะท้อน
สเวตา นี่คือกฎการสะท้อนของแสง กฎหมายฉบับนี้
ใช้ได้กับกระจกทั้งแบบเรียบและแบบทรงกลม

คุณลักษณะตำนานของอาร์คิมีดีส
การเผากองเรือโรมัน
กระจกเว้า คนโบราณรู้
การกระทำของเลนส์แก้วที่แม่นยำยิ่งขึ้น
ลูก ดังนั้น นักเขียนบทละคร อริสโตฟาเนส
ร่วมสมัยของโสกราตีสให้คำแนะนำ
ลูกหนี้ที่จะละลายหนี้
คำมั่นสัญญาที่เขียนบนขี้ผึ้ง
ไม้กระดานโดยใช้ไฟ
กระจก.

ทอเลมี (19-ca. ศตวรรษที่ 160 ก่อนคริสต์ศักราช) ได้สำรวจ
การหักเหของแสงโดยใช้ (ดิสก์)
อุปกรณ์ แต่เขาไม่พบกฎการหักเห
Lucretius Kar (94-51 ปีก่อนคริสตกาล)
บทกวี "ในธรรมชาติของสรรพสิ่ง" ตีความแสงเป็น
พื้นผิววัสดุบางส่วน ในนั้นเรา
ค้นหาต้นแบบของธรรมชาติร่างกาย
สเวตา
จากบทกวีเห็นได้ชัดว่าเขาคุ้นเคยกับกฎหมาย
การสะท้อนแสง:
“... มันทำให้ทุกอย่างกระเด็นออกไป
ธรรมชาติและสะท้อนกลับภายใต้เดียวกัน
มุมที่มันตกลงมา

2. การพัฒนาหลักคำสอนเรื่องแสงในยุคกลาง (Roger Bacon) และในยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา (Leonardo da Vinci, Porta)

ในช่วงยุคกลาง เลนส์ไม่ได้รับการพัฒนาใดๆ
ยกเว้นข้อความและการสังเกตปรากฏการณ์แสง
ในผลงานของโรเจอร์ เบคอน ย้อนหลังไปถึงศตวรรษที่ 13
Roger Bacon อธิบายลักษณะที่ปรากฏของรุ้งโดยการหักเหของแสง
เม็ดฝน; แนะนำให้ผู้ที่มีสายตาเลือนรางสมัคร
เลนส์นูนที่ตา
ในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา (ศตวรรษที่ XV-XVI) มีส่วนร่วมอย่างมาก
Optics ได้รับการพัฒนาโดย Leonardo da Vinci เขาตั้งขึ้นก่อน
โดยพื้นฐานแล้วดวงตานั้นคล้ายกับกล้องออบสคูรา เขาอธิบายด้วย
การมองเห็นสามมิติด้วยสองตา เขาเป็นเจ้าของ
แนวคิดแรกเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของคลื่น

3. พัฒนาการของหลักคำสอนเรื่องแสงในศตวรรษที่ 17 (เคปเลอร์ ฮุค ฮอยเกนส์ กาลิเลโอ แฟร์มี) การสร้างหลักการของเลนส์คลื่นและเครื่องมือทางแสงเครื่องแรก (Lippe

3. การพัฒนาหลักคำสอนเรื่องแสงในศตวรรษที่ 17 (เคปเลอร์ ฮุก ฮอยเกนส์
กาลิเลโอ, แฟร์มี). การสร้างหลักการของเลนส์คลื่นและ
เครื่องมือทางสายตาเครื่องแรก (ลิปเปอร์ชีย์ กาลิเลโอ
เลเวนกุก).
ในศตวรรษที่ 17 ออพติคประสบกับการผลิดอกที่ยอดเยี่ยม ถึง
ในตอนท้ายของศตวรรษ มันได้กลายเป็นอุตสาหกรรมที่ทรงพลังที่พัฒนาแล้ว
วิทยาศาสตร์กายภาพพร้อมกลศาสตร์จัดส่ง
วัสดุเดียวที่เชื่อถือได้สำหรับทฤษฎี
ภาพรวม
ในช่วงเวลานี้แฉ การต่อสู้ทางทฤษฎีรอบๆ
คำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของแสง
ความรุ่งเรืองของทัศนศาสตร์เริ่มต้นด้วยการปรับปรุงวิธีการ
ขัดแว่นสายตาและค้นหาหลอดขยาย

ในปี ค.ศ. 1608 Lippershey ชาวดัตช์ยื่นฟ้อง
การขอรับสิทธิบัตรสำหรับ
กล้องโทรทรรศน์.
กาลิเลโอ (ค.ศ. 1564-1642) เมื่อได้ยินเรื่องแตร
เริ่มคิดถึงความเป็นไปได้
อุปกรณ์และเป็นอิสระ
ทำให้ตอนนี้เรียกว่าท่อ
กาลิเลโอ. ใช้ในกล้องส่องทางไกล

4. การพัฒนาเลนส์ในศตวรรษที่ 19 การสร้างรากฐานทางทฤษฎีและการทดลองของเลนส์คลื่น (Jung, Fresnel, Stefan, Boltzmann, Wien, Maxwell,

มิเชลสัน).
ในศตวรรษที่ 19 มีคุณูปการมากมายในการพัฒนาหลักคำสอนเรื่องแสงสว่าง
นักวิทยาศาสตร์ Jung และ Boltzmann ลองมาดูผลงานของพวกเขากัน
Young Thomas (1773-1829) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษหนึ่งใน
ผู้สร้างเลนส์คลื่นซึ่งเป็นสมาชิกของ London Royal
สังคมและเลขาธิการ (พ.ศ. 2345-2372) เริ่มอ่านตอน2ขวบ
การค้นพบความทรงจำที่เป็นปรากฎการณ์ ตอนอายุ 4 ขวบฉันรู้ด้วยหัวใจ
งานเขียนของหลายๆ กวีอังกฤษตอนอายุ 8-9 เขาเชี่ยวชาญ
ทักษะการเลี้ยวทำให้กายภาพต่างๆ
อุปกรณ์เมื่ออายุ 14 ปีเขาคุ้นเคยกับดิฟเฟอเรนเชียล
แคลคูลัส (ตามนิวตัน) ศึกษาหลายภาษา เรียนที่
มหาวิทยาลัยลอนดอน เอดินเบอระ และเก็ตตี้
เรียนแพทย์ก่อนจากนั้นจึงสนใจฟิสิกส์โดยเฉพาะ
ออปติกและอะคูสติก เอบี ปีที่แล้วมีส่วนร่วมในชีวิต
การรวบรวมพจนานุกรมอียิปต์

ในปี พ.ศ. 2336 เขาได้อธิบายปรากฏการณ์ที่พักของตาด้วยการเปลี่ยนแปลง
ความโค้งของเลนส์
2. ในปี 1800 เขาปกป้องทฤษฎีแห่งแสง
3. ในปี 1801 เขาอธิบายปรากฏการณ์การแทรกสอดของแสงและวงแหวน
นิวตัน
4. ในปี 1803 เขาแนะนำคำว่า "สัญญาณรบกวน"
5. ในปี 1803 เขาพยายามอธิบายการเลี้ยวเบนของแสงจาก
ด้ายบางเชื่อมต่อกับสัญญาณรบกวน
6. แสดงให้เห็นว่าเมื่อมีลำแสงสะท้อนจากทึบแสง
พื้นผิวหายไปครึ่งคลื่น
7. วัดความยาวคลื่น สีที่ต่างกันมีความยาว
คลื่นสีแดงคือ 0.7 ไมครอนสำหรับสีม่วง - 0.42
8. แสดงความคิด (1807) ว่าแสงและความร้อนที่แผ่ออกมา
ต่างกันที่ความยาวคลื่นเท่านั้น
9. ในปี 1817 เขาเสนอแนวคิดเรื่องคลื่นแสงตามขวาง

Boltzmann Ludwig (1844-1906) - นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวออสเตรีย
สมาชิกของออสเตรียและสมาชิกที่เกี่ยวข้อง สถาบันวิทยาศาสตร์ปีเตอร์สเบิร์ก
ในปี พ.ศ. 2409 เขาได้แนะนำกฎการกระจายตัวของโมเลกุลของก๊าซ
ความเร็ว (สถิติของ Boltzmann)
ในปี 1872 เขาได้รับสมการพื้นฐานของพลังงานจลน์
แก๊ส:
p=2n m0 ˂v˃/2
3
โดยที่ ˂v˃ คือ ความเร็วเฉลี่ยโมเลกุล, m0 คือมวลของโมเลกุล, n คือความเข้มข้นของโมเลกุล (จำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตร
แก๊ส).
ในปี พ.ศ. 2415 เขาได้พิสูจน์ลักษณะทางสถิติของการเริ่มต้นครั้งที่ 2
อุณหพลศาสตร์ แสดงให้เห็นความไม่สอดคล้องของสมมติฐานของความร้อน
ความตายของจักรวาล
เป็นครั้งแรกที่เขาใช้หลักการของอุณหพลศาสตร์ในการศึกษา

ฉันใช้สมมติฐานของ J. Maxwell เกี่ยวกับความดันแสง ใน
พ.ศ. 2427 กฎหมายที่ค้นพบในทางทฤษฎี รังสีความร้อน:
4
E=ßT ก่อนหน้านี้ (ในปี พ.ศ. 2422) ได้ทำการทดลอง
Stefan (กฎหมาย Stefan-Boltzmann)
ในปี พ.ศ. 2427 จากการพิจารณาทางอุณหพลศาสตร์ เขาสรุปได้ว่า
การมีอยู่ของแรงดันแสง
ปกป้องทฤษฎีปรมาณู
เพื่อเป็นเกียรติแก่ Boltzmann ค่าสัมประสิทธิ์ของสัดส่วนใน
สมการ:
p=knT,
-23
-1
เท่ากับ 1.380662*10
J * K เรียกว่าค่าคงที่
Boltzmann หนึ่งในค่าคงที่ที่สำคัญที่สุดในฟิสิกส์ เท่ากับ
อัตราส่วนของอุณหภูมิ แสดงเป็นหน่วยของพลังงาน
(จูล) ที่อุณหภูมิเดียวกันแสดงเป็นองศา
เคลวิน:
k=2/3*m(0) (v)*2/2/T

คำถาม:

1.
2.
3.
4.
5.
ผู้ค้นพบการมีอยู่ของภูเขาบนดวงจันทร์และ
กลวง?
บทกวีของ Lucretius Cara ชื่ออะไร?
ในช่วงระยะเวลาใดที่มีส่วนสำคัญต่อ
Leonardo da Vinci พัฒนาเลนส์หรือไม่?
Jung Thomas ใช้คำใดในปี 1803
ใครเป็นผู้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์และในปีใด

แสงเป็นปรากฏการณ์ที่น่าทึ่ง เป็นแสงโดยตรงและ เปรียบเปรยส่องสว่างชีวิตของเราในหลาย ๆ ด้าน

UN ประกาศปี 2015 ปีสากลแสงเพื่อแสดงให้เห็น "ต่อชาวโลกถึงความสำคัญของเทคโนโลยีแสงและการมองเห็นในชีวิต ในอนาคต และเพื่อการพัฒนาสังคม"

แสงแดด 1. ดวงอาทิตย์มีสีขาวจริงเมื่อมองจากอวกาศ เนื่องจากแสงไม่ได้กระจายอยู่ในชั้นบรรยากาศของเรา จากดาวศุกร์ คุณจะไม่เห็นดวงอาทิตย์เลย เพราะบรรยากาศที่นั่นหนาแน่นเกินไป2. มนุษย์เรืองแสงได้เนื่องจากปฏิกิริยาเมแทบอลิซึม แต่การเรืองแสงของเรานั้นอ่อนแอกว่าที่มองเห็นด้วยตาเปล่าถึง 1,000 เท่า
3. แสงแดดสามารถส่องลงไปได้ลึกประมาณ 80 เมตรในมหาสมุทร หากคุณดำลงไปลึกลงไปอีก 2,000 เมตร คุณจะพบปลามังค์ฟิชเรืองแสงได้ที่นั่น ซึ่งล่อเหยื่อด้วยเนื้อเรืองแสง
4. พืชมีสีเขียวเพราะสะท้อนแสง ไฟเขียวและดูดสีอื่นมาใช้ในการสังเคราะห์แสง หากคุณวางต้นไม้ไว้ใต้แสงสีเขียว มันมักจะตาย
5. ทิศเหนือและทิศใต้ ไฟโพลาร์เกิดขึ้นเมื่อ "ลม" เปลวสุริยะทำปฏิกิริยากับอนุภาค ชั้นบรรยากาศของโลก. ตามตำนานของชาวเอสกิโม แสงออโรราบอเรลลีสคือดวงวิญญาณของคนตายที่เล่นฟุตบอลโดยมีหัวเป็นวอลรัส
6. เป็นเวลา 1 วินาที ดวงอาทิตย์แผ่พลังงานออกมามากพอที่จะส่งพลังงานไปยังโลกทั้งใบเป็นเวลาหนึ่งล้านปี

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับแสง
7. ตะเกียงที่เผาไหม้นานที่สุดในโลกคือตะเกียงอายุกว่าร้อยปีของหน่วยดับเพลิงแคลิฟอร์เนีย มันลุกไหม้อย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 1901

8.แสงจามรีเฟล็กซ์ (Light sneeze reflex) ซึ่งทำให้เกิด อาการชักที่ไม่สามารถควบคุมได้การจามในที่ที่มีแสงจ้าเกิดขึ้นในคน 18-35 เปอร์เซ็นต์แม้ว่าจะไม่มีใครอธิบายได้ว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้น วิธีหนึ่งที่จะจัดการกับมันคือการสวมแว่นกันแดด
9. เมื่อไหร่ รุ้งคู่, แสงจะสะท้อนสองครั้งภายในหยดน้ำแต่ละหยด และสีในรุ้งรอบนอกจะกลับด้าน
10. สัตว์บางชนิดมองเห็นแสงที่เรามองไม่เห็น ผึ้งเห็นแสงอัลตราไวโอเลตในขณะที่งูหางกระดิ่งเห็นแสงอินฟราเรด
11. น้ำตกไนแองการ่าได้รับแสงสว่างด้วยไฟฟ้าเป็นครั้งแรกในปี 1879 และแสงสว่างนั้นเทียบเท่ากับการจุดเทียน 32,000 เล่ม ทุกวันนี้ การจุดไฟที่น้ำตกไนแอการาเทียบเท่ากับการจุดเทียน 250 ล้านเล่ม
12. เมื่อแสงส่องผ่าน สารที่แตกต่างกันมันช้าลงและหักเห ดังนั้น เลนส์จึงโฟกัสรังสีไปที่จุดหนึ่งและสามารถจุดไฟที่กระดาษได้

กฎแห่งแสง
13. แสงมีโมเมนตัม นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาวิธีการใช้พลังงานนี้สำหรับการเดินทางในห้วงอวกาศ

14. ดวงตาของกบมีความไวต่อแสงมากจนนักวิจัยในสิงคโปร์ใช้มันเพื่อพัฒนาเครื่องตรวจจับโฟโตนิกที่แม่นยำอย่างเหลือเชื่อ
15. แสงที่มองเห็นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดวงตาของเรามองเห็น นั่นคือเหตุผลที่หลอด LED ประหยัดมาก แตกต่างจากหลอดไส้ หลอดไฟ LED จะปล่อยเฉพาะแสงที่มองเห็นได้เท่านั้น
16. หิ่งห้อยเปล่งแสงเย็นออกมา ปฏิกิริยาเคมีด้วยประสิทธิภาพ 100 เปอร์เซ็นต์ นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามเลียนแบบหิ่งห้อยเพื่อสร้าง LED ที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น
17. เพื่อศึกษาว่าดวงตาของเรารับรู้แสงอย่างไร Isaac Newton สอดเข็มเข้าไปในเบ้าตา เขาพยายามเข้าใจว่าแสงเป็นผลมาจากสิ่งที่มาจากภายนอกหรือภายใน (คำตอบ: สมมติฐานทั้งสองถูกต้องเนื่องจากแท่งในดวงตาตอบสนองต่อความถี่บางอย่าง)
18. หากดวงอาทิตย์ดับลงอย่างกระทันหัน จะไม่มีใครบนโลกสังเกตเห็นสิ่งนี้ไปอีก 8 นาที 17 วินาที นี่คือเวลาที่แสงแดดส่องมาถึงโลก แต่อย่ากังวลไป ดวงอาทิตย์มีเชื้อเพลิงเหลืออยู่อีก 5 พันล้านปี
19. แม้จะมีชื่อ แต่หลุมดำเป็นวัตถุที่สว่างที่สุดในจักรวาล แม้ว่าเราจะมองไม่เห็นเลยขอบฟ้าเหตุการณ์ แต่พวกมันสามารถสร้างพลังงานได้มากกว่ากาแลคซีที่พวกมันอยู่
20. รุ้งกินน้ำเกิดขึ้นเมื่อแสงกระทบกับหยดน้ำในอากาศ หักเหและสะท้อนภายในหยดน้ำ แล้วหักเหอีกครั้ง ทิ้งไว้

ข้อเท็จจริงที่เหลือเชื่อ

แสงเป็นปรากฏการณ์ที่น่าอัศจรรย์ มันส่องสว่างชีวิตของเราอย่างแท้จริงและโดยนัยในหลายๆ ด้าน

UN ประกาศปี 2015 ปีแสงสากลเพื่อแสดงให้เห็นถึง "ต่อชาวโลกถึงความสำคัญของเทคโนโลยีแสงและแสงในชีวิต ในอนาคต และเพื่อการพัฒนาสังคม"

ต่อไปนี้เป็นข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับแสงที่คุณอาจไม่เคยรู้มาก่อน

แสงแดด

1. ออกแดดก็ขาวจริงเมื่อมองจากอวกาศ เนื่องจากแสงไม่ได้กระจายไปตามชั้นบรรยากาศของเรา คุณจะไม่เห็นดวงอาทิตย์เลยจากดาวศุกร์ เนื่องจากบรรยากาศที่นั่นหนาเกินไป

2. มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่เรืองแสงได้ต้องขอบคุณปฏิกิริยาเมแทบอลิซึม แต่การเรืองแสงของเรานั้นอ่อนแอกว่าที่มองเห็นด้วยตาเปล่าถึง 1,000 เท่า

3.แสงแดดส่องลงได้ลึก มหาสมุทรประมาณ80 เมตร หากคุณดำลงไปลึกลงไปอีก 2,000 เมตร คุณจะพบปลามังค์ฟิชเรืองแสงได้ที่นั่น ซึ่งล่อเหยื่อด้วยเนื้อเรืองแสง

4. พืชมีสีเขียวเพราะมี สะท้อนแสงสีเขียวและดูดสีอื่นมาใช้ในการสังเคราะห์แสง หากคุณวางต้นไม้ไว้ใต้แสงสีเขียว มันมักจะตาย

5. ออโรร่าเหนือและใต้เกิดขึ้นเมื่อ "ลม" จากเปลวสุริยะกระทบกับอนุภาคของชั้นบรรยากาศโลก ตามตำนานของชาวเอสกิโม แสงออโรราบอเรลลีสคือดวงวิญญาณของคนตายที่เล่นฟุตบอลโดยมีหัวเป็นวอลรัส

6. ใน 1 วินาที ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานออกมามากพอที่จะ ให้โลกทั้งโลกเป็นเวลาล้านปี.

7. ตะเกียงที่เผาไหม้นานที่สุดในโลกคือตะเกียงที่มีอายุนับศตวรรษที่แผนกดับเพลิงแคลิฟอร์เนีย มันลุกไหม้อย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 1901

8. แสงจามสะท้อนซึ่งทำให้เกิดอาการจามที่ไม่สามารถควบคุมได้ในที่ที่มีแสงจ้า เกิดขึ้นในคน 18-35 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าจะไม่มีใครอธิบายได้ว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้น วิธีหนึ่งที่จะจัดการกับมันคือการสวมแว่นกันแดด

9. เมื่อไหร่ รุ้งคู่, แสงจะสะท้อนสองครั้งภายในหยดน้ำแต่ละหยด และสีในรุ้งรอบนอกจะกลับด้าน

10. สัตว์บางชนิดมองเห็นแสงที่เรามองไม่เห็น ผึ้งเห็นแสงอัลตราไวโอเลตในขณะที่งูหางกระดิ่งมองเห็นแสงอินฟราเรด

11. น้ำตกไนแองการ่าได้รับแสงสว่างด้วยไฟฟ้าเป็นครั้งแรกในปี 1879 และแสงสว่างนั้นเทียบเท่ากับการจุดเทียน 32,000 เล่ม ทุกวันนี้ การจุดไฟที่น้ำตกไนแอการาเทียบเท่ากับการจุดเทียน 250 ล้านเล่ม

12. เมื่อแสงผ่านสารต่าง ๆ มันจะช้าลงและหักเห ดังนั้น เลนส์จึงโฟกัสรังสีไปที่จุดหนึ่งและสามารถจุดไฟที่กระดาษได้

กฎแห่งแสง

13. แสงมี โมเมนตัม. นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาวิธีการใช้พลังงานนี้สำหรับการเดินทางในห้วงอวกาศ

14. กบตาไวต่อแสงมากที่นักวิจัยในสิงคโปร์กำลังใช้เพื่อพัฒนาเครื่องตรวจจับโฟโตนิกที่แม่นยำอย่างไม่น่าเชื่อ

15. แสงที่มองเห็นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดวงตาของเรามองเห็น นั่นคือเหตุผลที่หลอด LED ประหยัดมาก ซึ่งแตกต่างจากหลอดไส้ หลอดไฟ LED ปล่อยเฉพาะแสงที่มองเห็นได้.

16. หิ่งห้อยเปล่งแสงเย็นผ่านปฏิกิริยาเคมีอย่างมีประสิทธิภาพ 100 เปอร์เซ็นต์ นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามเลียนแบบหิ่งห้อยเพื่อสร้าง LED ที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น

17. เพื่อศึกษาว่าตาของเรารับรู้แสงได้อย่างไร Isaac Newton สอดเข็มเข้าไปในเบ้าตาของเขา. เขาพยายามเข้าใจว่าแสงเป็นผลมาจากสิ่งที่มาจากภายนอกหรือภายใน (คำตอบ: สมมติฐานทั้งสองถูกต้องเนื่องจากแท่งในดวงตาตอบสนองต่อความถี่บางอย่าง)

18. ถ้าเพียงแต่ พระอาทิตย์ก็ลับขอบฟ้าไปในทันใด, ไม่มีใครบนโลกจะสังเกตเห็นสิ่งนี้อีก 8 นาที 17 วินาที นี่คือเวลาที่แสงแดดส่องมาถึงโลก แต่อย่ากังวลไป ดวงอาทิตย์มีเชื้อเพลิงเหลืออยู่อีก 5 พันล้านปี

จุดประกายความรู้วิทยาศาสตร์ของคุณด้วยข้อเท็จจริงแสนสนุกสำหรับเด็กของเรา เพลิดเพลินไปกับสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่น่าสนใจเกี่ยวกับความเร็วของแสง เลนส์ แสงแดดแสงอัลตราไวโอเลตและแสงอินฟราเรด พวกเขาเข้าใจวิธีการทำงานของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและค้นพบคุณสมบัติที่น่าสนใจมากมายของแสง

ในทางฟิสิกส์ แสงหมายถึง รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า. แสงที่เรามักจะพูดถึงใน ชีวิตประจำวันหมายถึงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ (ส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตามนุษย์สามารถมองเห็นได้)

สัตว์อื่น ๆ สามารถมองเห็นส่วนของสเปกตรัมที่มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ ตัวอย่างเช่น, จำนวนมากแมลงสามารถมองเห็นแสงอัลตราไวโอเลต (UV)

แสงอัลตราไวโอเลตสามารถใช้เพื่อแสดงสิ่งที่ตามนุษย์มองไม่เห็น ซึ่งมีประโยชน์สำหรับนิติวิทยาศาสตร์

ความยาวคลื่นของแสงอินฟราเรดนั้นยาวเกินกว่าที่สายตามนุษย์จะมองเห็นได้

นักวิทยาศาสตร์ศึกษาคุณสมบัติและพฤติกรรมของแสงในสาขาฟิสิกส์ที่เรียกว่าทัศนศาสตร์

Isaac Newton สังเกตเห็นลำแสงบางๆ ของแสงแดดที่ตกกระทบ ปริซึมแก้วที่มุมหนึ่งสร้างแถบ สีที่มองเห็นได้ได้แก่ แดง ส้ม เหลือง เขียว น้ำเงิน คราม และม่วง (ROYGBIV) เรื่องนี้เกิดขึ้นเพราะ สีที่ต่างกันผ่านแก้ว (และสื่ออื่น ๆ ) ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดการหักเหในมุมต่าง ๆ และแยกออกจากกัน

แสงเดินทางเร็วมาก ความเร็วของแสงในสุญญากาศ (บริเวณที่ไม่มีสสาร) อยู่ที่ประมาณ 186,000 ไมล์ต่อวินาที (300,000 กิโลเมตรต่อวินาที)

แสงเดินทางช้าลงด้วย สภาพแวดล้อมต่างๆเช่น แก้ว น้ำ และอากาศ สื่อเหล่านี้ได้รับดัชนีการหักเหของแสงเพื่ออธิบายว่าพวกมันชะลอการเคลื่อนที่ของแสงได้มากน้อยเพียงใด แก้วมีค่าดัชนีการหักเหของแสงเท่ากับ 1.5 ซึ่งหมายความว่าแสงจะเดินทางผ่านกระจกด้วยความเร็วประมาณ 124,000 ไมล์ต่อวินาที (200,000 กิโลเมตรต่อวินาที) ดัชนีการหักเหของแสงของน้ำคือ 1.3 และดัชนีการหักเหของแสงของอากาศคือ 1.0003 ซึ่งหมายความว่าอากาศจะทำให้แสงช้าลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

แสงใช้เวลา 1.255 วินาทีในการเดินทางจากโลกไปยังดวงจันทร์

แสงแดดสามารถเข้าถึงความลึกประมาณ 80 เมตร (262 ฟุต) ในมหาสมุทร

หนึ่งในหลายๆ สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี กาลิเลโอ กาลิเลอีทำคือกล้องโทรทรรศน์ โดยผลิตกล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยาย 30 เท่าในงานชิ้นต่อมาของเขา กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ช่วยให้เขาค้นพบดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดสี่ดวงที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี (ภายหลังเรียกว่าดวงจันทร์ของกาลิเลโอ)

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับพืชโดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ในการเปลี่ยน คาร์บอนไดออกไซด์เป็นอาหาร

ทัศนศาสตร์เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาธรรมชาติของแสง กฎของปรากฏการณ์แสง และกระบวนการปฏิสัมพันธ์ของแสงกับสสาร

ในช่วงสองศตวรรษครึ่งที่ผ่านมา แนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ที่ ปลาย XVIIใน. ทำให้เกิดสองพื้นฐาน ทฤษฎีต่างๆเกี่ยวกับธรรมชาติของแสง: ทฤษฎีร่างกายที่พัฒนาขึ้นโดยนิวตันและคลื่น ทฤษฎีใหม่พัฒนาโดย Huygens ตามทฤษฎีคอร์ปัสคูลาร์ แสงคือกระแสของอนุภาควัสดุ (คอร์ปัสเคิล) ที่บินด้วยความเร็วสูงจากแหล่งกำเนิดแสง ตามทฤษฎีคลื่น แสงเป็นคลื่นที่พุ่งออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงและแพร่กระจายด้วยความเร็วสูงใน "อีเทอร์โลก" ซึ่งเป็นสภาวะที่ไม่เคลื่อนที่ สื่อยืดหยุ่นเต็มจักรวาลอย่างต่อเนื่อง ทั้งสองทฤษฎีอธิบายกฎของปรากฏการณ์แสงบางอย่างได้อย่างน่าพอใจ ตัวอย่างเช่น กฎการสะท้อนและการหักเหของแสง อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การแทรกสอด การเลี้ยวเบน และโพลาไรเซชันของแสงไม่เข้ากับกรอบของทฤษฎีเหล่านี้

จนถึงสิ้นศตวรรษที่สิบแปด นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ชอบทฤษฎีร่างกายของนิวตัน ที่ ต้น XIXใน. ขอบคุณการศึกษาของ Jung (1801) และ Fresnel (1815) ทฤษฎีคลื่นได้รับการพัฒนาและปรับปรุงในระดับมาก มันขึ้นอยู่กับหลักการของ Huygens-Fresnel ซึ่งเราได้ทำความคุ้นเคยไปแล้วในบท "การแกว่งและคลื่น" (ดู § 34) ทฤษฎีคลื่นของ Huygens - Young - Fresnel ประสบความสำเร็จในการอธิบายเกือบทั้งหมดที่รู้จักกันในเวลานั้น ปรากฏการณ์แสงรวมถึงการแทรกสอด การเลี้ยวเบน และโพลาไรเซชันของแสง ซึ่งเกี่ยวข้องกับทฤษฎีนี้ที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล และทฤษฎีร่างกายของนิวตันถูกปฏิเสธ

จุดอ่อนของทฤษฎีคลื่นคือ "โลกอีเธอร์" สมมุติฐานซึ่งความเป็นจริงของการมีอยู่ยังคงอยู่มาก

น่าสงสัย อย่างไรก็ตาม ในช่วงทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่แล้ว เมื่อ Maxwell ได้พัฒนาทฤษฎีหนึ่งขึ้นมา สนามแม่เหล็กไฟฟ้า(ดู§ 105) ความต้องการ "โลกอีเธอร์" ในฐานะพาหะพิเศษของคลื่นแสงหายไป: ปรากฎว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นพาหะของพวกมันคือสนามแม่เหล็กไฟฟ้า แสงที่ตามองเห็นสอดคล้องกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาว 0.77 ถึง 0.38 ไมครอน (ดูตารางในหน้า 392) ซึ่งเกิดจากการสั่นของประจุที่ประกอบกันเป็นอะตอมและโมเลกุล ดังนั้น ทฤษฎีคลื่นเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงจึงพัฒนาเป็นทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสง

หนึ่งในหลักฐานการทดลองที่สำคัญที่สุดของความถูกต้องของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสงคือการทดลองของ Fizeau (1849), Foucault (1850) และ Michelson (1881) ค่าการทดลองของความเร็วแสงใกล้เคียงกับค่าทางทฤษฎีของ ความเร็วของการขยายพันธุ์ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามาจากทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell การยืนยันทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าที่สำคัญไม่น้อยไปกว่ากันคือการทดลองของ Ya. Ya. Lebedev (1899): ความดันแสงที่วัดโดยเขาบน ร่างกายที่มั่นคง(ดู§ 137) กลายเป็นเท่ากับความดันของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งคำนวณตามทฤษฎีของ Maxwell (ดู§ 105)

ความคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของคลื่น (แม่เหล็กไฟฟ้า) ของแสงยังคงไม่สั่นคลอนจนกระทั่ง XIX ปลายใน. อย่างไรก็ตาม เมื่อถึงเวลานั้น เนื้อหาค่อนข้างกว้างขวางได้สะสมซึ่งไม่เห็นด้วยกับแนวคิดนี้และถึงกับขัดแย้งกับมัน การศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับสเปกตรัมการเรืองแสง องค์ประกอบทางเคมีเกี่ยวกับการกระจายพลังงานในสเปกตรัมของการแผ่รังสีความร้อนของวัตถุสีดำ ผลกระทบจากโฟโตอิเล็กทริกและปรากฏการณ์อื่น ๆ บางอย่างทำให้ต้องสันนิษฐานว่าการปล่อย การแพร่กระจาย และการดูดซับของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้านั้นไม่ต่อเนื่อง (ไม่ต่อเนื่อง) ในธรรมชาติ เช่น แสงถูกปล่อยออกมา แพร่กระจาย และดูดกลืนไม่ต่อเนื่อง (ตามทฤษฎีคลื่น) แต่เป็นส่วนๆ (ควอนตา) จากสมมติฐานนี้ Planck นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันในปี 1900 ได้สร้างทฤษฎีควอนตัมของกระบวนการแม่เหล็กไฟฟ้าและในปี 1905 Einstein ได้พัฒนาหม้อควอนตัมของแสงตามที่แสงเป็นกระแสของอนุภาคแสง - โฟตอน ดังนั้นในตอนต้นของศตวรรษนี้ ทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติของแสงจึงเกิดขึ้น - ทฤษฎีควอนตัม,ฟื้นคืนชีพใน ในแง่หนึ่งทฤษฎีร่างกายของนิวตัน อย่างไรก็ตาม โฟตอนมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (ในเชิงคุณภาพ) จากอนุภาควัสดุทั่วไป: โฟตอนทั้งหมดเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ความเร็วเท่ากันแสง ในขณะที่มีมวลจำกัด ("มวลที่เหลือ" ของโฟตอนเป็นศูนย์)

มีบทบาทสำคัญใน การพัฒนาต่อไปเล่นทฤษฎีควอนตัมของแสง การศึกษาเชิงทฤษฎีอะตอมมิกและสเปกตรัมโมเลกุลแสดงโดย Bohr (1913), Schrödinger (1925), Dirac

(1930), Feynman (1949), V. A. Fock (1957) และอื่นๆ มุมมองที่ทันสมัย, แสง - ซับซ้อน กระบวนการทางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีคุณสมบัติเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค ในบางปรากฏการณ์ (การแทรกสอด การเลี้ยวเบน โพลาไรซ์ของแสง) คุณสมบัติคลื่นของแสงจะถูกเปิดเผย มีการอธิบายปรากฏการณ์เหล่านี้ ทฤษฎีคลื่น. ในปรากฏการณ์อื่นๆ (โฟโตอิเล็กทริกเอฟเฟกต์ การเรืองแสง สเปกตรัมของอะตอมและโมเลกุล) คุณสมบัติของร่างกายสเวตา; ปรากฏการณ์ดังกล่าวอธิบายโดยทฤษฎีควอนตัม ดังนั้น ทฤษฎีคลื่น (แม่เหล็กไฟฟ้า) และทฤษฎีร่างกาย (ควอนตัม) จึงไม่ปฏิเสธ แต่เสริมซึ่งกันและกัน ซึ่งสะท้อนให้เห็นลักษณะสองประการของคุณสมบัติของแสง ที่นี่เราพบกัน ตัวอย่างที่ดีวิภาษเอกภาพของสิ่งที่ตรงกันข้าม: แสงเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค เป็นการเหมาะสมที่จะเน้นว่าความเป็นทวินิยมดังกล่าวไม่ได้มีอยู่เฉพาะในแสงเท่านั้น แต่ยังอยู่ในอนุภาคขนาดเล็กของสสารด้วย ตัวอย่างเช่น ดังที่กล่าวไว้แล้ว (ดูมาตรา 20) อิเล็กตรอน ซึ่งปกติจะถือว่าเป็นอนุภาค ในบางปรากฏการณ์จะเผยตัวเป็น คลื่น (ดู§ 126)

ฟิสิกส์สมัยใหม่พยายามสร้างทฤษฎีที่เป็นเอกภาพเกี่ยวกับธรรมชาติของแสง โดยสะท้อนลักษณะคลื่นคู่ของแสง การพัฒนาดังกล่าว ทฤษฎีแบบครบวงจรยังไม่เสร็จ.

ในหลักสูตรนี้จะพิจารณาคุณสมบัติคลื่นของแสงใน Ch. XVIII และคุณสมบัติของร่างกาย (ควอนตัม) ของแสง - ใน Ch. XIX (เกี่ยวข้องกับคำถามเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม) เมื่ออธิบายคุณสมบัติของคลื่นของแสง เราจะใช้หลักการของ Huygens-Fresnel และ ข้อกำหนดทั่วไปและลักษณะของกระบวนการคลื่นที่แนะนำใน§ 31-34 ของส่วนแรกของหลักสูตร (เช่น ด้านหน้าของคลื่นแสง แหล่งกำเนิดแสงที่ต่อเนื่องกัน ลำแสง ความถี่แสง ความยาวคลื่นแสง ฯลฯ) ดังนั้นเมื่อเริ่มศึกษาทัศนศาสตร์คุณควรอ่านย่อหน้าที่ระบุอีกครั้ง