В школе Пифагора (550 г. до н.э.) утверждали, что лучи Солнца "проникают через густой и холодный эфир". Впервые появляется мысль о том что свет каким-то образом передается материальной средой - эфиром.

Pifagor

Платон (430 г. до н.э.) установил законы прямолинейного распространения и отражения света.

Platon                         Otrag

Аристотель (350 г. до н.э.) - свет есть нечто, исходящее из глаз. Лучи света как бы ощупывают предметы, доставляя наблюдателю информацию об их форме и качестве. Изучал законы преломления света.

Aristotel                    Snells law wavefronts

До второй половины XVII в. оптика представляла, по существу, один из разделов геометрии. Световой луч - прямая линия и светящаяся точка - начало этой линии. Далее были установлены законы отражения и преломления света. Первый был известен еще в Древней Греции. Закон преломления света открыли независимо друг от друга голландский ученый Виллеброд Снеллиус (1591-1626) и французский ученый Рене Декарт (1596-1650).

Snellius   Dekart

В конце XVII века возникли две теории света: корпускулярная (И. Ньютон) и волновая (Р. Гук и Х. Гюйгенс).

Newton Huygens

Принцип Гюйгенса - это предположение о механизме распространения света. Светящийся предмет, так же как и звучащее тело, приводит в движение окружающую среду, и это движение "распространяется так же, как и при звуке, сферическими поверхностями и волнами". Принцип формулировался так.

"Каждая частица вещества, в котором распространяется волна, сообщает свое движение не только ближайшей частице, лежащей на прямой, проведенной от светящейся точки, но и необходимо сообщает его также всем другим частицам, которые касаются ее и препятствуют ее движению. Таким образом, вокруг каждой частицы должна образоваться волна, центром которой она является".

       Yung     Huygence

Итак, свет, по Гюйгенсу, - это распространение импульсов, возбуждаемых светящимся телом в упругом эфире.

Согласно корпускулярной теории (теории истечения), свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами и летящих по прямолинейным траекториям.

Disp

Движение световых корпускул Ньютон подчинил сформулированным им законам механики. Так, отражение света понималось аналогично отражению упругого шарика при ударе о плоскость, где также соблюдались законы равенства углов падения и отражения. Преломление света Ньютон объяснял притяжением корпускул преломляющей средой, в результате чего скорость корпускул меняется при переходе из одной среды в другую. Из теории Ньютона следовало, что скорость распространения света в среде должна быть всегда больше скорости его распространения в вакууме.

Волновая теория приводит к выводу, отличному от вывода теории Ньютона. По теории Гюйгенса скорость распространения света в среде должна быть всегда меньше скорости его распространения в вакууме.

В 1801 г. Томас Юнг (1773-1829) формулирует гипотезу о том, что светящееся тело возбуждает колебательные движения в эфире; ощущение цветов зависит от частоты колебаний, возбужденных светом на сетчатке. Однако самым важным вкладом Юнга в оптику, обеспечившим победу волновых представлений, было открытие принципа интерференции. Изучая звуковые волны и волны на поверхности воды, Юнг убеждается в аналогии свойств этих волновых движений со свойствами света.

                 YoungHuygens Fresnel Principle

 

Только в середине 19 века экспериментально было доказано, что скорость света в веществе меньше, чем в вакууме. Волновая теория получила всеобщее признание. Одно только смущало ученых. Никак не удавалось экспериментально обнаружить эту гипотетическую среду – эфир.

Однако и эти трудности были преодолены. В 60-е годы 19 века Д. Максвеллом были установлены общие законы электромагнитного поля, которые привели его к заключению, что свет – это электромагнитные волны. Важным подтверждением такой точки зрения послужило совпадение скорости света в вакууме со скоростью электромагнитной волны. Электромагнитная природа света получила признание после опытов Г. Герца по исследованию электромагнитных волн (1887–1888 гг.).

0008 039 Dzhejms Maksvell Svet eto elektromagnitnaja volna              Heinrich Hertz

В 1900 г. немецкий физик М.Планк выдвинул гипотезу, согласно которой изучение электромагнитного поля происходит не непрерывно, а дискретно, т.е. определенными порциями (квантами), энергия которых определяется частотой.

 Plank           einstein

В 1905 г. А. Эйнштейн, исследуя проблемы фотоэффекта, распространил идею квантирования также и на поглощение веществом энергии излучения светового потока.

Квантовое представление о свете хорошо согласуется с законами излучения и поглощения света, законами взаимодействия света с веществом. Дальнейший путь развития теории привел к современным представлениям о двойственной корпускулярно - волновой природе света.

  arrow left                                     arrow right