ስለ ብርሃን ፊዚክስ አስደሳች እውነታዎች። በድር ላይ አስደሳች ነገሮች! ስለ ብርሃን ተፈጥሮ እና ባህሪያት አጠቃላይ መረጃ

ኦፕቲክስ የብርሃንን ተፈጥሮ፣ የብርሃን ክስተቶችን ህግጋት እና የብርሃን ከቁስ ጋር ያለውን ግንኙነት የሚያጠና የፊዚክስ ክፍል ነው።

ባለፉት ሁለት ተኩል ምዕተ-አመታት ውስጥ, የብርሃን ተፈጥሮ ሀሳብ በጣም ትልቅ ለውጥ ታይቷል. ውስጥ ዘግይቶ XVIIቪ. ሁለት በመሠረቱ የተፈጠሩ የተለያዩ ንድፈ ሐሳቦችበብርሃን ተፈጥሮ ላይ: በኒውተን የተገነባው ኮርፐስኩላር ቲዎሪ, እና በሬ አዲስ ቲዎሪ, በ Huygens የተገነባ. እንደ ኮርፐስኩላር ቲዎሪ, ብርሃን ከብርሃን ምንጭ በከፍተኛ ፍጥነት የሚበር የቁሳቁስ ቅንጣቶች (ኮርፐስክለሎች) ጅረት ነው. እንደ ሞገድ ፅንሰ-ሀሳብ ፣ ብርሃን ከብርሃን ምንጭ የሚወጣ እና በከፍተኛ ፍጥነት በ “አለም ኤተር” ውስጥ የሚሰራጭ ሞገድ ነው - የማይንቀሳቀስ ላስቲክ ሚዲያ መላውን አጽናፈ ሰማይ ያለማቋረጥ ይሞላል። ሁለቱም ንድፈ ሐሳቦች በተወሰኑ የብርሃን ክስተቶች ውስጥ ያሉትን ሕጎች በአጥጋቢ ሁኔታ አብራርተዋል፣ ለምሳሌ፣ የብርሃን ነጸብራቅ እና ነጸብራቅ ሕጎች። ነገር ግን፣ እንደ ጣልቃገብነት፣ መከፋፈል እና የብርሃን ፖላራይዜሽን ያሉ ክስተቶች በእነዚህ ንድፈ ሐሳቦች ማዕቀፍ ውስጥ አልገቡም።

ከዚህ በፊት ዘግይቶ XVIIIቪ. አብዛኞቹ የፊዚክስ ሊቃውንት የኒውተንን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ መርጠዋል። ውስጥ መጀመሪያ XIXቪ. ለወጣት (1801) እና ፍሬስኔል (1815) ምርምር ምስጋና ይግባውና የማዕበል ንድፈ ሐሳብ በከፍተኛ ደረጃ የተገነባ እና የተሻሻለ ነው። በ Huygens-Fresnel መርህ ላይ የተመሰረተ ነው, እሱም በምዕራፉ "ኦስሴሌሽን እና ሞገዶች" (§ 34 ይመልከቱ). የHuygens-Young-Fresnel የሞገድ ንድፈ ሃሳብ በወቅቱ የሚታወቁትን ሁሉንም ማለት ይቻላል በተሳካ ሁኔታ አብራርቷል። የብርሃን ክስተቶች, ጨምሮ ጣልቃ, diffraction እና ብርሃን polarization, እና ስለዚህ ይህ ንድፈ ዓለም አቀፍ እውቅና አግኝቷል, እና የኒውተን ኮርፐስኩላር ንድፈ ውድቅ ነበር.

ደካማ ነጥብየሞገድ ንድፈ ሐሳብ መላምታዊ “የዓለም ኤተር” ነበር፣ የሕልውናው እውነታ በጣም የቀረው

አጠራጣሪ. ሆኖም ግን, ባለፈው ክፍለ ዘመን በ 60 ዎቹ ውስጥ, ማክስዌል የአንድ ነጠላ ንድፈ ሃሳብ ሲያዳብር ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ(አንቀጽ 105 ን ይመልከቱ) ፣ የ “ዓለም ኤተር” አስፈላጊነት እንደ ልዩ የብርሃን ሞገዶች ተሸካሚ ጠፋ-ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች እና ስለሆነም ተሸካሚው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ነው ። የሚታይ ብርሃን ከ 0.77 እስከ 0.38 ማይክሮን ርዝማኔ ካለው ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ጋር ይዛመዳል (በገጽ 392 ላይ ያለውን ሰንጠረዥ ይመልከቱ) በአተሞች እና ሞለኪውሎች በሚፈጥሩት ቻርጅቶች የተፈጠረ ነው። ስለዚህም ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ያለው የሞገድ ንድፈ ሐሳብ ወደ ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ ተለወጠ።

በጣም አስፈላጊ ከሆኑት የፍትህ የሙከራ ማረጋገጫዎች አንዱ ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪብርሃኑ በFizeau (1849)፣ Foucault (1850) እና Michelson (1881) ሙከራዎች ተመስጦ ነበር። የሙከራ ዋጋየብርሃን ስርጭት ፍጥነት ከስርጭት ፍጥነት ጽንሰ-ሐሳባዊ እሴት ጋር ተገናኝቷል ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችከማክስዌል ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ የተወሰደ። ሌላው የኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ እኩል ጠቃሚ ማረጋገጫ የ Ya. Ya. Lebedev (1899) ሙከራዎች ነበሩ፡ እሱ የለካው የብርሃን ግፊት። ጠጣር(አንቀጽ 137 ን ይመልከቱ) በማክስዌል ጽንሰ-ሀሳብ ላይ ከተሰላው የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ግፊት ጋር እኩል ሆኖ ተገኝቷል (አንቀጽ 105 ይመልከቱ)።

የብርሃን ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) ተፈጥሮ ሀሳብ እስከማይናወጥ ድረስ ቆይቷል ዘግይቶ XIXቪ. ሆኖም፣ በዚህ ጊዜ ከዚህ ሃሳብ ጋር የማይጣጣሙ እና እንዲያውም የሚቃረኑ በጣም ሰፊ የሆኑ ነገሮች ተከማችተዋል። የluminescence spectra ውሂብ በማጥናት ላይ የኬሚካል ንጥረ ነገሮች, በስርጭቱ ውስጥ የኃይል ስርጭት ላይ የሙቀት ጨረርጥቁር አካል ፣ ስለ ፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ እና አንዳንድ ሌሎች ክስተቶች የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢነርጂ ልቀት ፣ ስርጭት እና መሳብ በተፈጥሮ ውስጥ የተለየ (የተቆራረጠ) ነው ፣ ማለትም ብርሃን ይወጣል ፣ ይሰራጫል እና ያለማቋረጥ አይዋጥም (እንደሚከተለው) የሞገድ ጽንሰ-ሐሳብ) ፣ ግን በክፍሎች (ኳንታ)። በዚህ ግምት ላይ በመመስረት የጀርመን የፊዚክስ ሊቅፕላንክ እ.ኤ.አ. ስለዚህ በዚህ ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ስለ ብርሃን ተፈጥሮ አዲስ ንድፈ ሐሳብ ተነሳ - የኳንተም ቲዎሪ, ውስጥ መነቃቃት በተወሰነ መልኩ ኮርፐስኩላር ቲዎሪኒውተን ነገር ግን ፎቶኖች ከተለመዱት የቁሳቁስ ቅንጣቶች በእጅጉ (በጥራት) ይለያያሉ፡ ሁሉም ፎቶኖች በፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ እኩል ፍጥነትብርሃን ፣ የተወሰነ ክብደት ሲይዝ (የፎቶን “የእረፍት ብዛት” ዜሮ ነው)።

ጠቃሚ ሚናቪ ተጨማሪ እድገትየብርሃን ኳንተም ቲዎሪ ተጫውቷል። የንድፈ ምርምርበቦህር (1913)፣ ሽሮዲንገር (1925)፣ ዲራክ የተከናወነው አቶም እና ሞለኪውላዊ እይታ

(1930)፣ ፌይንማን (1949)፣ ቪ.ኤ. ፎክ (1957)፣ ወዘተ... በዘመናዊ እይታዎች መሰረት ብርሃን ሞገድ እና ኮርፐስኩላር ባህሪያት ያለው ውስብስብ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሂደት ነው። በአንዳንድ ክስተቶች (ጣልቃ ገብነት, ልዩነት, የብርሃን ፖላራይዜሽን) የብርሃን ሞገድ ባህሪያት ይገለጣሉ; እነዚህ ክስተቶች በሞገድ ንድፈ ሐሳብ ተገልጸዋል. በሌሎች ክስተቶች (የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት፣ luminescence፣ አቶሚክ እና ሞለኪውላር ስፔክትራ) የአስከሬን ባህሪያትስቬታ; እንደነዚህ ያሉ ክስተቶች በኳንተም ቲዎሪ ተገልጸዋል. ስለዚህ, ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) እና ኮርፐስኩላር (ኳንተም) ንድፈ ሃሳቦች ውድቅ አይሆኑም, ነገር ግን እርስ በርስ ይሟገታሉ, በዚህም የብርሃን ባህሪያት ጥምር ባህሪን ያንፀባርቃሉ. እዚህ እንገናኛለን። ግልጽ ምሳሌየተቃራኒዎች ዲያሌክቲካዊ አንድነት፡ ብርሃን ሁለቱም ሞገድ እና ቅንጣት ናቸው። እንዲህ ዓይነቱ ምንታዌነት በብርሃን ላይ ብቻ ሳይሆን በንጥረ ነገሮች ውስጥም ጥቃቅን ቅንጣቶች ውስጥ እንደሚገኝ ማጉላት ተገቢ ነው, ለምሳሌ ቀደም ሲል እንደተገለጸው (§ 20 ይመልከቱ), ኤሌክትሮን, አብዛኛውን ጊዜ እንደ ቅንጣት ይቆጠራል, በአንዳንድ ክስተቶች ውስጥ እራሱን ያሳያል. ማዕበል (አንቀጽ 126 ይመልከቱ)።

ዘመናዊው ፊዚክስ የብርሃን ድርብ ኮርፐስኩላር ሞገድ ተፈጥሮን በማንፀባረቅ ስለ ብርሃን ተፈጥሮ አንድ ወጥ ንድፈ ሐሳብ ለመፍጠር ይጥራል; የእንደዚህ አይነት እድገት የተዋሃደ ንድፈ ሐሳብገና አልተጠናቀቀም.

ውስጥ ይህ ኮርስየብርሃን ሞገድ ባህሪያት በምዕራፍ. XVIII, እና የብርሃን ኮርፐስኩላር (ኳንተም) ባህሪያት - በምዕራፍ. XIX (ከአተም አወቃቀሩ ጥያቄ ጋር በተያያዘ). የብርሃን ሞገድ ባህሪያትን ስንገልጽ, የ Huygens-Fresnel መርህ እና እንጠቀማለን አጠቃላይ ጽንሰ-ሐሳቦችእና ባህሪያት የሞገድ ሂደትበ § 31-34 ውስጥ የገባው የኮርሱ የመጀመሪያ ክፍል (እንደ የብርሃን ሞገድ ፊት፣ ወጥነት ያላቸው ምንጮችብርሃን, የብርሃን ጨረር, የብርሃን ድግግሞሽ, የብርሃን ሞገድ, ወዘተ). ስለዚህ, ኦፕቲክስን ማጥናት ሲጀምሩ, እነዚህን አንቀጾች እንደገና ማንበብ አለብዎት.

አጠቃላይ መረጃስለ ብርሃን ተፈጥሮ እና ባህሪያት.

ፍቺ፡- ኦፕቲክስ - የብርሃን ተፈጥሮ ጥያቄ ፣ የብርሃን ክስተቶች ህጎች እና የብርሃን ከቁስ ጋር የመገናኘት ሂደቶች የሚጠናበት የፊዚክስ ክፍል።

ኦፕቲክስብዙውን ጊዜ ዶክትሪን ተብሎም ይጠራል አካላዊ ክስተቶችከአጭር የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ስርጭት ጋር የተያያዘ. የእይታ ስፔክትረም ክልል(ኢንፍራሬድ, የሚታይ እና አልትራቫዮሌት ጨረሮች) የሞገድ ክልልን ከ ~ 10 -4 ሜትር እስከ ~ 10 -8 ሜትር ይሸፍናል.

የክልሎቹ ወሰኖች በጣም የዘፈቀደ እንደሆኑ መታወስ አለበት.

ወደ ኦፕቲካል ቅርብ በሆኑ ክልሎች ውስጥ የሞገድ ርዝመቶችን ለመለካት: IR; UV, X-ray - የሚከተሉት የመለኪያ አሃዶች ጥቅም ላይ ይውላሉ:

1µm=10 -6 ሜትር;

የሚታይ ብርሃን: l k = 7800A = 780nm;

l f =4000A=400nm.

በ 2.5 ምዕተ-አመታት ውስጥ, ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ሀሳቦች በጣም ጉልህ ለውጦች ተደርገዋል. በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ. ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ሁለት መሠረታዊ የተለያዩ ንድፈ ሐሳቦች ወጥተዋል፡-

በኒውተን [a] (1672) የተፈጠረ የኮርፐስኩላር ቲዎሪ

በHuygens[b] እና Hooke[c] የተሰራ የሞገድ ንድፈ ሃሳብ።

እንደ ኮርፐስኩላር ቲዎሪብርሃን ከምንጩ በከፍተኛ ፍጥነት የሚበር የቁሳቁስ ቅንጣቶች (ኮርፐስክለሎች) ጅረት ነው።

እንደ ሞገድ ንድፈ ሐሳብ፣ ብርሃን ከብርሃን ምንጭ የሚወጣ ማዕበል እና በከፍተኛ ፍጥነት “የአለም ኤተር” እየተባለ በሚጠራው - የማይንቀሳቀስ ላስቲክ ሚዲ ሲሆን መላውን ዩኒቨርስ ያለማቋረጥ ይሞላል።

እስከ 18 ኛው ክፍለ ዘመን መጨረሻ ድረስ. አብዛኞቹ የፊዚክስ ሊቃውንት የኒውተንን ኮርፐስኩላር ንድፈ ሐሳብ መርጠዋል ( መሠረት- ተመሳሳይ በሆነ መካከለኛ ውስጥ የብርሃን ስርጭት ቀጥተኛነት እና የብርሃን ጨረር ስርጭት ነፃነት)።

በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ. ለYoung [d] (1801) እና Fresnel[e] (1815) ጥናት ምስጋና ይግባውና የማዕበል ንድፈ ሐሳብ በከፍተኛ ደረጃ የተሻሻለ እና የተሻሻለ ነው። በ Huygens-Fresnel መርህ ላይ የተመሰረተ ነው.

ሁይገንስ እንዳለው፡- ማዕበሉ በደረሰበት መካከለኛ ውስጥ ያለው እያንዳንዱ ነጥብ የሁለተኛ ማዕበል ምንጭ ይሆናል። (በዚህ አተረጓጎም ስለ ሁለተኛ ደረጃ ሞገዶች ስፋት ወይም በማዕበል ፊት ላይ ስላለው የኃይለኛነት ስርጭት ማውራት የማይቻል ነበር). የHuygens መርህ በመጀመሪያው አቀነባበር ለሞገድ ኦፕቲክስ መሰረት ሆኖ ሊያገለግል አልቻለም።

ፍሬስኔል መጨመርበሁለተኛ ደረጃ ሞገዶች ጣልቃገብነት ላይ አቅርቦት.

የHuygens-Young-Fresnel የሞገድ ንድፈ ሃሳብ በዛን ጊዜ የሚታወቁትን የብርሃን ክስተቶችን ማለትም ጣልቃገብነትን፣መበታተንን እና የብርሃንን ፖላራይዜሽን ጨምሮ ከሞላ ጎደል በተሳካ ሁኔታ አብራርቷል፣ስለዚህም ሁለንተናዊ እውቅና ያገኘ ሲሆን የኒውተን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ ውድቅ ተደርጓል።

የማዕበል ንድፈ ሐሳብ ደካማ ነጥብ ግምታዊ "የዓለም ኤተር" ነበር. ሆኖም፣ በ19ኛው ክፍለ ዘመን በ60ዎቹ ዓመታት፣ ማክስዌል [f] የተዋሃደ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ንድፈ ሐሳብ ሲያዳብር፣ “የዓለም ኤተር” እንደ ልዩ የብርሃን ሞገዶች ተሸካሚ አስፈላጊነት ጠፋ። ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ እንደሆነ ተረጋግጧል, ተሸካሚው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ነው. የሚታይ ብርሃን ከኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ከ l=0.77 µm እስከ l=0.38 µm፣ በአተሞች እና ሞለኪውሎች በሚፈጥሩት ቻርጅቶች የተፈጠረ ነው። ስለዚህም ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ያለው የሞገድ ንድፈ ሐሳብ ወደ ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ ተለወጠ።

የኤሌክትሮማግኔቲክ የብርሃን ንድፈ ሐሳብ የሙከራ ማስረጃ፡-

1) ሙከራዎች በ Fizeau[g] (1849)፣ Foucault [h] (1850)፣ Michelson[i] (1881) ከኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ ማክስዌል የተገኘ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ስርጭት.

2) ሙከራዎች በፒ.ኤን. Lebedev [j] (1899) የብርሃን ግፊትን በመለካት ላይ.

የብርሃን ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) ተፈጥሮ ሀሳብ እስከ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጨረሻ ድረስ የማይናወጥ ሆኖ ቆይቷል። በዚህ ጊዜ፣ ከእነዚህ ሃሳቦች ጋር የማይጣጣሙ እና እንዲያውም የሚቃረኑ በጣም ሰፊ ነገሮች ተከማችተዋል። መረጃው ይህ ነበር፡-

1) ስለ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች የብርሃን ጨረር;

2) በጥቁር አካል የሙቀት ጨረር ስፔክትረም ውስጥ የኃይል ስርጭት ላይ;

3) ስለ ፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ, ወዘተ.

ተቃርኖውን ለማስወገድ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢነርጂ ጨረሩ፣ መባዛቱ እና መሳብ እንደሆነ ይታሰብ ነበር። የተለየባህሪ፣ ማለትም ብርሃን የሚለቀቀው፣ የሚሰራጨው እና የሚዋጠው ያለማቋረጥ ሳይሆን (ከሞገድ ንድፈ ሐሳብ እንደሚከተለው) ነው፣ ግን በከፊል ( ኳንታ).

በዚህ ግምት መሰረት ጀርመናዊው የፊዚክስ ሊቅ M. Planck [k] በ1900 ዓ.ም. የኤሌክትሮማግኔቲክ ሂደቶችን የኳንተም ቲዎሪ ፈጠረ እና አልበርት አንስታይን [ል] በ1905 ዓ.ም የዳበረ የብርሃን ኳንተም ቲዎሪበዚህ መሠረት ብርሃን የብርሃን ቅንጣቶች ፍሰት ነው - ፎቶኖች. ስለዚህ በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ስለ ብርሃን ተፈጥሮ አዲስ ንድፈ ሐሳብ ተነሳ - የኳንተም ቲዎሪ፣ ማደስ፣ በተወሰነ መልኩ፣ የኒውተን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ። ነገር ግን ፎቶኖች ከተራ የቁሳቁስ ቅንጣቶች በእጅጉ (በጥራት) ይለያሉ፡ ሁሉም ፎቶኖች ከብርሃን ፍጥነት ጋር እኩል በሆነ ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ፣ ውሱን የሆነ ክብደት ሲኖራቸው (የፎቶን “የእረፍት ብዛት” ዜሮ ነው)።

የብርሃን ኳንተም ቲዎሪ የበለጠ እድገት ውስጥ ትልቅ ሚና የተጫወተው በ Bohr [m] (1913)፣ በሽሮዲንገር[n] (1925)፣ Dirac[o] (1930)፣ ፌይንማን በተደረጉት የአቶሚክ እና ሞለኪውላር ስፔክተራ ቲዎሬቲካል ጥናቶች ነው። [ገጽ] (1949), V.A. ፎክ[q] (1957)።

በዘመናዊ እይታዎች መሠረት እ.ኤ.አ. ብርሃን ሞገድ እና ኮርፐስኩላር ባህሪያት ያለው ውስብስብ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሂደት ነው.

በአንዳንድ ክስተቶች (ጣልቃ ገብነት, ልዩነት, የብርሃን ፖላራይዜሽን) የብርሃን ሞገድ ባህሪያት ይገለጣሉ; እነዚህ ክስተቶች በሞገድ ንድፈ ሐሳብ ተገልጸዋል. በሌሎች ክስተቶች (የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ, luminescence, አቶሚክ እና ሞለኪውላዊ ስፔክተር) የብርሃን ኮርፐስኩላር ባህሪያት ይገለጣሉ; እንደነዚህ ያሉ ክስተቶች በኳንተም ቲዎሪ ተገልጸዋል. ስለዚህ, ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) እና ኮርፐስኩላር (ኳንተም) ንድፈ ሃሳቦች ውድቅ አይሆኑም, ነገር ግን እርስ በርስ ይሟገታሉ, በዚህም ያንፀባርቃሉ. የብርሃን ባህሪያት ድርብ ተፈጥሮ. እዚህ ላይ የተቃራኒዎች ዲያሌክቲካዊ አንድነት ግልጽ ምሳሌ አጋጥሞናል፡ ብርሃን ሞገድ እና ቅንጣት ነው።

እንደዚያው አጽንዖት መስጠት ተገቢ ነው ምንታዌነትበብርሃን ብቻ ሳይሆን በንጥረ ነገሮች ማይክሮፓርተሎች ውስጥም ይገኛል፣ ለምሳሌ ኤሌክትሮን፣ በተለምዶ እንደ ቅንጣት የምንቆጥረው፣ ነገር ግን በአንዳንድ ክስተቶች እራሱን እንደ ሞገድ ያሳያል።

በመጀመሪያ ሲታይ በብርሃን ተፈጥሮ ላይ ሁለት አመለካከቶች ይመስላል-ሞገድ (ኤሌክትሮማግኔቲክ) እና ኳንተም (ኮርፐስኩላር) እርስ በርስ የሚጣረሱ ናቸው. ሞገዶች እና ቅንጣቶች ብዛት ያላቸው ባህሪያት በእርግጥ ተቃራኒዎች ናቸው. ለምሳሌ, የሚንቀሳቀሱ ቅንጣቶች (ፎቶዎች) በጠፈር ውስጥ በተወሰኑ ቦታዎች ላይ ይገኛሉ, እና የሚያሰራጭ ሞገድ በጠፈር ውስጥ እንደ "ተቀባ" ተደርጎ መቆጠር አለበት እና አንድ ሰው በተወሰነ ቦታ ላይ ስለ ማዕበሉ ቦታ መናገር አይችልም.

የማዕበል ንብረቶችን በአንድ በኩል ወደ ብርሃን፣ በሌላ በኩል ደግሞ ኳንተም እና ኮርፐስኩላር ንብረቶችን የመለየት አስፈላጊነት ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ሀሳባችን ያልተሟላ ስሜት ይፈጥራል። የብርሃን ተፈጥሮ ምንታዌነት ሰው ሰራሽ ነው የሚል ሀሳብ እንኳን ይነሳል። ሆኖም ግን, የኦፕቲክስ እድገት, አጠቃላይ የኦፕቲካል ክስተቶችየብርሃን ሞገድ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ባህሪ ቀጣይነት ባህሪያት አሳይቷል መቃወም የለበትምየፎቶኖች ባህሪያት የመለየት (የማቋረጥ) ባህሪያት.

ብርሃን, ቀደም ብለን እንደተናገርነው, ሁለት ተፈጥሮ አለው. እና ይህ ተፈጥሮ, በተለይም, አገላለጹን ያገኛል, በኋላ ላይ እንደምናሳየው, ለምሳሌ, የፎቶን ዋና ዋና ባህሪያትን በሚወስኑ ቀመሮች ውስጥ: ጉልበት; መነሳሳት; የጅምላ. እነዚያ። የፎቶኖች ኮርፐስኩላር ባህሪያት ከብርሃን ሞገድ ባህሪ ጋር የተያያዙ ናቸው - ድግግሞሽ:; [n] = ሐ -1;

በብርሃን ድርብ, እርስ በርሱ የሚጋጩ ባህሪያት ሲገለጡ አስፈላጊ ንድፍ. የረዥም ሞገድ ጨረር (ለምሳሌ, IR radiation) የኳንተም ባህሪያትን በትንሹ ያሳያል እና ዋናው ሚና የሚጫወተው በማዕበል ባህሪያት ነው. ትልቅ ቡድንየኦፕቲካል ክስተቶች በሞገድ ጽንሰ-ሀሳቦች ማለትም በሞገድ ኦፕቲክስ ላይ ተብራርተዋል.

ነገር ግን፣ በኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ሚዛን ወደ አጭር የሞገድ ርዝመት ከተንቀሳቀሱ፣ የብርሃን ሞገድ ባህሪያቶቹ እየቀነሱ እና እየቀነሱ ይሄዳሉ፣ ይህም ለኳንተም ባህሪያት በግልፅ ይገለጻል። (ይህ ለምሳሌ, ከፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ቀይ ገደብ ህግ ማየት ይቻላል). በተለይም የአጭር ሞገድ ሞገድ ተፈጥሮ የኤክስሬይ ጨረርጥቅም ላይ ሲውል ብቻ ነው የተገኘው diffraction ፍርግርግ ክሪስታል መዋቅርጠጣር

የብርሃን ሞገድ እና የኳንተም ባህሪያት እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው. ይህንን ግንኙነት ግልጽ በሆነ ማያ ገጽ ውስጥ በተሰነጠቀው ብርሃን ውስጥ የሚያልፈውን ብርሃን ምሳሌ በመጠቀም እንመልከተው (ምስል 1)። የአይሮፕላን ትይዩ ሞኖክሮማቲክ ብርሃን በተሰነጠቀ AB በY ዘንግ በኩል ይለፍ።

ከብርሃን ድርብ ተፈጥሮ አንፃር፣ ይህ ማለት የንጥሎች ዥረት -ፎቶዎች እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ - በአንድ ጊዜ በተሰነጠቀው ውስጥ ያልፋሉ ማለት ነው።

በ LED ስክሪን ላይ የዲፍራክሽን ንድፍ እንደሚታይ ይታወቃል. በእያንዳንዱ የስክሪኑ ነጥብ ላይ ያለው አብርኆት ኢ በዚህ ነጥብ ላይ ካለው የብርሃን መጠን ጋር ተመጣጣኝ ይሆናል (በቀኝ በኩል በስክሪኑ ላይ ያለው የብርሃን መጠን ስርጭት በሚታየው ምስል 1 ይመልከቱ). በተጨማሪም የብርሃን ጥንካሬ ከብርሃን ሞገድ ስፋት A ካሬ ጋር ተመጣጣኝ እንደሆነ ይታወቃል. Þ .

ጋር የኳንተም ነጥብበራዕይ ረገድ በስክሪኑ ላይ የዲፍራክሽን ጥለት መፈጠር ማለት ብርሃን በተሰነጠቀው ክፍል ውስጥ ሲያልፍ ፎቶኖች በህዋ ውስጥ እንደገና ይሰራጫሉ እና ስለዚህ በ የተለያዩ ነጥቦችየስክሪን ስክሪኖች የተለየ ቁጥርፎቶኖች. በእያንዳንዱ የስክሪኑ ነጥብ ላይ ያለው አብርኆት E በአንድ ክፍል ውስጥ ከሚወድቁ የፎቶኖች አጠቃላይ ኃይል ጋር ተመጣጣኝ ነው። ይህ ነጥብ. እና ይህ ጉልበት ከ n 0 ጋር ተመጣጣኝ ነው, n 0 ይህንን ሃይል ያደረሱት የፎቶኖች ብዛት ነው. Þ .

በጣም ደካማ የብርሃን ፍሰት በተሰነጠቀ ላይ የሚወድቅበትን ሁኔታ እናስብ እና በገደቡ ውስጥ በጣም ደካማ እንደሆነ ሊቆጠር ይችላል። ትልቅ ቁጥርተለዋጭ የሚበር ፎቶኖች. እያንዳንዱ ፎቶን በሚመታበት ስክሪኑ ላይ ባለው ቦታ ላይ እራሱን ማሳየት አለበት. ይሁን እንጂ ሙከራዎች እንደሚያሳዩት የኃይለኛነት መቀነስ እንኳን የብርሃን ፍሰት, የዲፍራክሽን ንድፍ አይለወጥም.

በእውነተኛ ሙከራ ውስጥ, ተለዋጭ የሚበሩ ፎቶኖችን ያካተተ የብርሃን ፍሰት መፍጠር የማይቻል ነው. ከሙከራ ጋር ስለ ንጽጽር ለመናገር በፎቶን የተደረገው ሙከራ በስክሪኑ ላይ የተወሰነ ነጥብ እንደሚመታ መገመት ያስፈልጋል። ብዙ ጊዜ ተደጋግሟል. በእያንዳንዱ እንደዚህ ዓይነት ሙከራ, ፎቶን ከ ጋር የተወሰነ ዕድልአንድ ወይም ሌላ ነጥብ ሊመታ ይችላል. ምልከታዎች ከተደረጉ ከረጅም ግዜ በፊት, ከዚያም በጣም ብዙ ቁጥር ያላቸውን ፎቶኖች ያካተተ የብርሃን ፍሰት በአንድ ጊዜ ካለፈ ውጤቱ ተመሳሳይ ይሆናል.

አሁን ለማብራራት ሁለት አባባሎችን እናወዳድር። ከነሱ ይከተላል፣ . እነዚያ። በማንኛውም የጠፈር ቦታ ላይ ያለው የብርሃን ሞገድ ስፋት ካሬ ያንን ነጥብ ከሚመታ የፎቶኖች ብዛት ጋር ተመጣጣኝ ነው። ወይም በሌላ አነጋገር፡ በአንድ የተወሰነ ቦታ ላይ ያለው የብርሃን ሞገድ ስፋት ካሬው የተወሰነ ነጥብ የመምታት እድሉ የፎቶኖች መለኪያ ነው።

ስለዚህ, የብርሃን ሞገድ እና የኳንተም ባህሪያት አይገለሉም, ግን በተቃራኒው, እርስ በርስ ይጣጣማሉ. የብርሃን ስርጭትን እና ከቁስ አካል ጋር ያለውን ግንኙነት እውነተኛ ህጎች ይገልጻሉ.

ከተነገሩት ሁሉ የማዕበል ንብረቶች ብዙ ቁጥር ያላቸው በአንድ ጊዜ የሚበሩ ፎቶኖች ለመሰብሰብ ብቻ ሳይሆን በተፈጥሮ የተፈጠሩ ናቸው። እያንዳንዱ ግለሰብ ፎቶን የሞገድ ባህሪያት አሉት. የሞገድ ባህሪያትፎቶኖች ለእነርሱ በትክክል ለማመልከት የማይቻል በመሆኑ እራሳቸውን ያሳያሉ የትኛውበተሰነጠቀው (ስዕል 1) ውስጥ ካለፉ በኋላ ወደ ማያ ገጹ ነጥብ ይደርሳል. መነጋገር የምንችለው ስለ ብቻ ነው። ዕድሎችመምታት እያንዳንዱ ፎቶንበስክሪኑ ላይ በአንድ ነጥብ ወይም በሌላ.

ይህ በማዕበል እና መካከል ያለውን ግንኙነት ትርጓሜ የኳንተም ባህሪያትብርሃን የቀረበው በአንስታይን ነው። ተጫውቷል። የላቀ ሚናበልማት ውስጥ ዘመናዊ ፊዚክስ, ልማት ቢሆንም ነጠላየሁለት ኮርፐስኩላር-ሞገድ የብርሃን ተፈጥሮን የሚያንፀባርቁ ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ጽንሰ-ሀሳቦች ገና አልተጠናቀቁም.

አሁን ከሞገድ ኦፕቲክስ እይታ አንጻር ሙሉ በሙሉ ሊብራራ የሚችል የኦፕቲካል ክስተቶች ቡድንን ግምት ውስጥ ማስገባት እንጀምራለን.

የማይታመን እውነታዎች

ብርሃን ነው። አስገራሚ ክስተት, እሱ ቀጥተኛ እና በምሳሌያዊ ሁኔታሕይወታችንን በብዙ መንገድ ያበራል።

የተባበሩት መንግስታት እ.ኤ.አ. 2015 አስታወቀ ዓለም አቀፍ ዓመትስቬታ"በህይወት ውስጥ የብርሃን እና የኦፕቲካል ቴክኖሎጂዎች አስፈላጊነት, ለወደፊቱ እና ለህብረተሰብ እድገት" በምድር ላይ ለሚኖሩ ነዋሪዎች ለማሳየት.

ጥቂቶቹ እነሆ አስደሳች እውነታዎችስለ ብርሃን አንተ ስለማታውቀው።

የፀሐይ ብርሃን

1. ፀሐይ በእውነቱ ነጭ ነችብርሃኗ በከባቢያችን ስላልተበታተነ ከጠፈር ስንታይ። ከባቢ አየር በጣም ጥቅጥቅ ያለ ስለሆነ ከቬነስ ፀሐይን በጭራሽ አታይም።

2. ሰዎች ባዮሊሚንሰንት ናቸው።ለሜታቦሊክ ምላሾች ምስጋና ይግባው ፣ ግን ብርሃናችን በባዶ ዓይን ከመታየት 1000 እጥፍ ደካማ ነው።

3. የፀሐይ ብርሃን ወደ ጥልቀት ውስጥ ሊገባ ይችላል ውቅያኖስ ስለ80 ሜትር. ወደ 2000 ሜትሮች ጥልቀት ከገባህ ​​ተጎጂዎቹን በሚያብረቀርቅ ሥጋ የሚማርክ ባዮሙኒየም መነኩሴን ማግኘት ትችላለህ።

4. ተክሎች አረንጓዴ ናቸው ምክንያቱም እነሱ ናቸው ማንጸባረቅ አረንጓዴ መብራት እና ለፎቶሲንተሲስ ሌሎች ቀለሞችን ይውሰዱ. አንድን ተክል በአረንጓዴ ብርሃን ውስጥ ካስቀመጡት ምናልባት ሊሞት ይችላል.

5. ሰሜን እና ደቡብ የዋልታ መብራቶች የሚከሰተው "ነፋስ" ከ የፀሐይ ግጥሚያዎችቅንጣቶች ጋር መስተጋብር የምድር ከባቢ አየር. እንደ ኢስኪሞ አፈ ታሪኮች አውሮራ የሟቾች ነፍስ ከዋልረስ ጭንቅላት ጋር እግር ኳስ ሲጫወቱ ነው።

6. በ 1 ሰከንድ ውስጥ, ፀሀይ በቂ ኃይል ታወጣለች ለአንድ ሚሊዮን ዓመታት ለመላው ዓለም ያቅርቡ.

7. በዓለም ላይ ረጅሙ የሚቃጠል መብራት የመቶ ዓመት ዕድሜ ያለው መብራት ነው።በካሊፎርኒያ የእሳት አደጋ መከላከያ ክፍል. ከ 1901 ጀምሮ ያለማቋረጥ እየነደደ ነው.

8. ቀላል የማስነጠስ ምላሽበሚኖርበት ጊዜ ከቁጥጥር ውጭ የሆነ የማስነጠስ ጥቃቶችን ያስከትላል ደማቅ ብርሃን, በ 18-35 በመቶ ሰዎች ውስጥ ይከሰታል, ምንም እንኳን ማንም ለምን እንደሚከሰት ማንም ሊገልጽ አይችልም. ችግሩን ለመቋቋም አንዱ መንገድ የፀሐይ መነጽር ማድረግ ነው.

9. መቼ ድርብ ቀስተ ደመና, ብርሃን በእያንዳንዱ የውሃ ጠብታ ውስጥ ሁለት ጊዜ ይንፀባርቃል, እና በውጫዊው ቀስተ ደመና ውስጥ ያሉት ቀለሞች በተቃራኒው ቅደም ተከተል ናቸው.

10. አንዳንድ እንስሳት እኛ ማየት የማንችለውን ብርሃን ያያሉ። ንቦች የአልትራቫዮሌት ብርሃንን ያያሉ።ራትል እባቦች የኢንፍራሬድ ብርሃን ሲያዩ.

11. የናያጋራ ፏፏቴ በ1879 ለመጀመሪያ ጊዜ በኤሌክትሪካዊ መብራት የበራ ሲሆን ከ 32,000 ሻማዎች ጋር እኩል ነው። ዛሬ የኒያጋራ ፏፏቴ ብርሃን ከ 250 ሚሊዮን ሻማዎች ብርሃን ጋር እኩል ነው.

12. ብርሃን ሲያልፍ የተለያዩ ንጥረ ነገሮች, ፍጥነቱን ይቀንሳል እና ወደኋላ ይመለሳል. ስለዚህ, ሌንሱ ጨረሮችን በአንድ ነጥብ ላይ ያተኩራል እና ወረቀቱን በእሳት ላይ ማስቀመጥ ይችላል.

የብርሃን ህጎች

13. ብርሃን አለው መነሳሳት።. ሳይንቲስቶች ይህንን ኃይል ለረጅም ርቀት የጠፈር ጉዞ ለመጠቀም መንገዶችን እያዘጋጁ ነው።

14. የእንቁራሪት ዓይኖች ለብርሃን በጣም ስሜታዊ ናቸውበሲንጋፖር ያሉ ተመራማሪዎች በሚያስደንቅ ሁኔታ ትክክለኛ የፎቶን መመርመሪያዎችን ለማዳበር እየተጠቀሙባቸው ነው።

15. የሚታይ ብርሃን ክፍል ብቻ ነው ኤሌክትሮማግኔቲክ ስፔክትረምዓይኖቻችን የሚያዩት። ለዚህም ነው የ LED መብራቶች በጣም ኢኮኖሚያዊ ናቸው. ከብርሃን መብራቶች በተቃራኒ የ LED መብራቶች የሚታየው ብርሃን ብቻ ነው.

16. የእሳት ዝንቦችቀዝቃዛ ብርሀን ያፈስሱ ኬሚካላዊ ምላሽበ 100% ቅልጥፍና. ሳይንቲስቶች የበለጠ ኃይል ቆጣቢ LEDs ለመፍጠር የእሳት ቃጠሎዎችን ለመምሰል እየሰሩ ነው.

17. ዓይኖቻችን ብርሃንን እንዴት እንደሚገነዘቡ ለማጥናት. አይዛክ ኒውተን መርፌዎችን ወደ ዓይን ቀዳዳ አስገባ. ብርሃን ከውጭ ወይም ከውስጥ የሚመጣ ነገር ውጤት መሆኑን ለመረዳት ሞከረ። (መልስ: ሁለቱም ግምቶች ትክክል ናቸው, በአይን ውስጥ ያሉት ዘንጎች ለተወሰኑ ድግግሞሽ ምላሽ ስለሚሰጡ).

18. ብቻ ከሆነ ፀሐይ በድንገት ወደ ፍጻሜው መጣች።ይህንን ለሌላ 8 ደቂቃ ከ17 ሰከንድ ማንም በምድር ላይ አያስተውለውም ነበር። ይህ የሚፈጀው ጊዜ ነው የፀሐይ ብርሃንወደ ምድር ለመድረስ. ግን አትጨነቁ፣ ፀሃይ ሌላ 5 ቢሊዮን አመት ነዳጅ ቀርታለች።

ስለ ብርሃን ተፈጥሮ የመጀመሪያዎቹ ሳይንሳዊ መላምቶች የተገለጹት በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን ነው. በዚህ ጊዜ ፣ ​​ሁለት አስደናቂ የብርሃን ባህሪዎች ተገኝተዋል - በአንድ ወጥ በሆነ መካከለኛ ውስጥ የመሰራጨት ቀጥተኛነት እና የብርሃን ጨረሮች ስርጭት ፣ ማለትም። በሌላ የብርሃን ጨረር ስርጭት ላይ የአንድ የብርሃን ጨረር ተፅእኖ አለመኖር.

I. ኒውተን በ 1672 የብርሃን ኮርፐስላር ተፈጥሮን ጠቁሟል. የብርሃን ሞገድ ንድፈ ሐሳብን ያዳበሩት የኒውተን ዘመን ሰዎች፣ አር. ሁክ እና ኤች. ሁይገንስ፣ የብርሃን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ ተቃውመዋል።

የብርሃን ፍጥነት. በብርሃን ተፈጥሮ ጥናት ውስጥ የመጀመሪያው ታላቅ እድገት የብርሃን ፍጥነት መለኪያ ነው።

የብርሃን ፍጥነትን ለመለካት ቀላሉ መንገድ የብርሃን ምልክት በሚታወቅ ርቀት ላይ ለመጓዝ የሚፈጀውን ጊዜ መለካት ነው።

ይሁን እንጂ ይህን መሰል ሙከራዎችን ለማድረግ የተደረገው ሙከራ ሳይሳካ ቀርቷል፤ ምንም አይነት የብርሃን መዘግየት ከመስተዋቱ ብዙ ኪሎ ሜትሮች ርቆ ሊገኝ አልቻለም።

ለመጀመሪያ ጊዜ የብርሃን ፍጥነት የስነ ፈለክ ዘዴን በመጠቀም በሙከራ ተወስኗል. የዴንማርክ ሳይንቲስት ኦላፍ ሮመር (1644-1710) በ 1676 እ.ኤ.አ. በመሬት እና በፕላኔቷ ጁፒተር መካከል ያለው ርቀት በፀሐይ ዙሪያ ባላቸው አብዮት ምክንያት ሲቀየር የጁፒተር ሳተላይት አዮ የጥላው ገጽታ በየጊዜው ይለዋወጣል ። ከጁፒተር ጋር በተያያዘ ምድር ከፀሐይ ማዶ በምትገኝበት ጊዜ፣ ሳተላይቱ አዮ በስሌቶች መሠረት መከሰት ካለበት ከ22 ደቂቃ በኋላ ከጁፒተር ጀርባ ይታያል። ነገር ግን ሳተላይቶቹ ፕላኔቶችን በእኩል ይሽከረከራሉ, እና ስለዚህ ይህ መዘግየት ይታያል. በመሬት እና በጁፒተር መካከል ያለው ርቀት እየጨመረ በሄደ ቁጥር የጁፒተር ሳተላይት ገጽታ የመዘግየቱ ምክንያት የመጨረሻው የብርሃን ፍጥነት እንደሆነ ሮመር ገምቷል። ስለዚህም የብርሃንን ፍጥነት ማወቅ ችሏል።

የብርሃን ፍቺ

ብርሃን ለዓይን የማይታይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ነው. ብርሃን ወደ ላይ ሲመታ ይታያል። ቀለሞች የተለያየ ርዝመት ካላቸው ማዕበሎች የተሠሩ ናቸው. ሁሉም ቀለሞች አንድ ላይ ነጭ ብርሃን ይፈጥራሉ. ሲገለበጥ የብርሃን ጨረርበፕሪዝም ወይም በውሃ ጠብታ ውስጥ፣ እንደ ቀስተ ደመና ያሉ አጠቃላይ የቀለማት ስፔክትረም ይታያሉ። አይን ከ 380 - 780 nm የሚታይ የብርሃን ክልል ይገነዘባል, ከዚህም ባሻገር አልትራቫዮሌት (UV) እና የኢንፍራሬድ (IR) ብርሃን አለ.

የብርሃን ንድፈ ሐሳብ ብቅ ማለት

በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን ሁለት የብርሃን ንድፈ ሐሳቦች ተነሱ-ሞገድ እና ኮርፐስኩላር. የኮርፐስኩላር ቲዎሪ የቀረበው በኒውተን ሲሆን የሞገድ ንድፈ ሃሳብ ደግሞ በሁዩገንስ ነው። እንደ ሁይገንስ ሃሳብ፣ ብርሃን ልዩ በሆነው ኤተር ውስጥ የሚስፋፋ ሞገድ ነው፣ ይህም ሁሉንም ቦታ ይሞላል። ሁለቱ ንድፈ ሐሳቦች በትይዩ ለረጅም ጊዜ ኖረዋል። እንደ አንዱ ጽንሰ-ሀሳቦች አንድን ክስተት ለማብራራት የማይቻል ከሆነ, በሌላኛው መሰረት ይህ ክስተት ሊገለጽ ይችላል. ለዚህም ነው እነዚህ ሁለት ንድፈ ሐሳቦች ለረጅም ጊዜ ትይዩ ሆነው የኖሩት።

ለምሳሌ ያህል: ብርሃን rectilinear propagation, ስለታም ጥላዎች ምስረታ የሚያደርስ, ማዕበል ንድፈ መሠረት ላይ ሊገለጽ አይችልም ነበር. ይሁን እንጂ በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ እንደ ልዩነት እና ጣልቃገብነት ያሉ ክስተቶች ተገኝተዋል, ይህም የሞገድ ጽንሰ-ሐሳብ በመጨረሻ ኮርፐስኩላር ንድፈ ሐሳብን አሸንፏል ወደሚል ሀሳብ ፈጥሯል. በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ ላይ ማክስዌል ያንን ብርሃን አሳይቷል ልዩ ጉዳይኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች. እነዚህ ሥራዎች ለብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ንድፈ ሐሳብ መሠረት ሆነው አገልግለዋል። ይሁን እንጂ በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ብርሃን ሲወጣ እና ሲዋጥ እንደ ቅንጣቶች ጅረት እንደሚሰራ ታወቀ.

ኮርፐስኩላር ቲዎሪ

የሚፈነጥቁ (ኮርፐስኩላር)፡- ብርሃን በብርሃን አካል የሚመነጩ ጥቃቅን ቅንጣቶችን (ኮርፐስክለሎችን) ያካትታል። ይህ አስተያየት በጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ ላይ የተመሰረተው በብርሃን ስርጭት ቀጥተኛነት የተደገፈ ነው, ነገር ግን ልዩነት እና ጣልቃገብነት በዚህ ጽንሰ-ሐሳብ ውስጥ በትክክል አልተስማሙም. የማዕበል ንድፈ ሐሳብ የሚመጣው ከዚህ ነው።

የሞገድ ጽንሰ-ሐሳብ

ሞገድ፡ ብርሃን በማይታይ አለም ኤተር ውስጥ ያለ ማዕበል ነው። የኒውተን ተቃዋሚዎች (ሁክ ፣ ሁይገንስ) ብዙውን ጊዜ የማዕበል ፅንሰ-ሀሳብ ደጋፊዎች ተብለው ይጠራሉ ፣ነገር ግን በማዕበል እነሱ እንደ ዘመናዊ ንድፈ-ሀሳብ ወቅታዊ መወዛወዝን ሳይሆን ነጠላ ግፊትን ማለታቸው እንደሆነ መዘንጋት የለበትም። በዚህ ምክንያት፣ ስለ ብርሃን ክስተቶች የሚሰጡት ማብራሪያ ብዙም አሳማኝ አልነበረም እና ከኒውተን ጋር መወዳደር አልቻሉም (Huygens ዲስኩርን ለመቃወም ሞክሯል)። የተገነቡ ሞገድ ኦፕቲክስ በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ብቻ ታየ.

ኒውተን ብዙውን ጊዜ የብርሃን ኮርፐስኩላር ንድፈ ሐሳብ ደጋፊ ተደርጎ ይቆጠራል; በእውነቱ ፣ እንደተለመደው ፣ እሱ “መላምቶችን አልፈጠረም” እና ብርሃንም ከኤተር ውስጥ ካለው ማዕበሎች ጋር ሊገናኝ እንደሚችል ወዲያውኑ አምኗል። እ.ኤ.አ. በ1675 ለሮያል ሶሳይቲ ባቀረበው ድርሰት ላይ፣ ብርሃን የኤተር ንዝረት ብቻ ሊሆን እንደማይችል ጽፏል፣ ከዚያን ጊዜ ጀምሮ፣ ለምሳሌ፣ እንደ ድምፅ በተጠማዘዘ ቱቦ ውስጥ ሊጓዝ ይችላል። ነገር ግን, በሌላ በኩል, የብርሃን ስርጭት በኤተር ውስጥ ንዝረትን እንደሚያስደስት ይጠቁማል, ይህም ልዩነትን እና ሌሎች የሞገድ ውጤቶችን ያመጣል. በመሠረቱ፣ ኒውተን፣ የሁለቱንም አቀራረቦች ጥቅምና ጉዳት በግልፅ ስለሚያውቅ፣ ቅንጣቢ ሞገድ የብርሃን ንድፈ ሐሳብን አስቀምጧል። ኒውተን በስራዎቹ ውስጥ የብርሃን ክስተቶችን የሂሳብ ሞዴል በዝርዝር ገልጿል፣ የብርሃንን አካላዊ ተሸካሚ ጥያቄ ወደ ጎን ትቶ፡- “ስለ ብርሃን እና ስለ ቀለማት መገለል የማስተምረው ትምህርት የተወሰኑ የብርሃን ባህሪያትን በማቋቋም ላይ ብቻ ነው፣ ያለ አመጣጡ መላምት ” በማለት ተናግሯል። ዌቭ ኦፕቲክስ፣ ሲገለጥ፣ የኒውተንን ሞዴሎች አልተቀበለም፣ ነገር ግን እነሱን ወስዶ በአዲስ መሰረት አስፋፍቷቸዋል።

መላምቶችን ባይወድም፣ ኒውተን በኦፕቲክስ መጨረሻ ላይ ያልተፈቱ ችግሮች ዝርዝር እና ለእነሱ ሊሆኑ የሚችሉ መልሶችን አካቷል። ሆኖም ፣ በእነዚያ ዓመታት ይህንን ቀድሞውኑ መግዛት ይችል ነበር - ከ “ፕሪንሲፒያ” በኋላ የኒውተን ሥልጣን የማይከራከር ሆነ ፣ እና ጥቂት ሰዎች በተቃውሞ ሊያስቸግሩት ደፍረዋል። በርካታ መላምቶች ትንቢታዊ ሆነዋል። በተለይም ኒውተን የሚከተለውን ተንብዮአል፡-

በስበት መስክ ላይ የብርሃን ማፈንገጥ;

የብርሃን ፖላራይዜሽን ክስተት;

የብርሃን እና የቁስ አካል መለዋወጥ.

እቅድ፡ ስለ ብርሃን ውስጥ የመጀመሪያ መረጃ ጥንታዊ ጊዜ.
የጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ መሰረቶችን መፍጠር (ኤውክሊድ ፣
አርኪሜድስ ፣ ቶለሚ ፣ ሉክሪየስ ካሩስ)።
በመካከለኛው ዘመን የብርሃን ዶክትሪን እድገት
(ሮጀር ባኮን) እና በህዳሴ (ሊዮናርዶ
ዳ ቪንቺ ፣ ፖርታ)
በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን የብርሃን ዶክትሪን እድገት (ኬፕለር ፣ ሁክ ፣
ሁይገንስ፣ ጋሊልዮ፣ ፈርሚ)። ፍጥረት ተጀመረ
ሞገድ ኦፕቲክስ እና የመጀመሪያው የኦፕቲካል መሳሪያዎች
(ሊፐርሼይ፣ ጋሊልዮ፣ ሊዩዌንሆክ)።
በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን የኦፕቲክስ እድገት. ፍጥረት
ቲዎሬቲካል እና የሙከራ መሠረቶች
ሞገድ ኦፕቲክስ (ጁንግ፣ ፍሬስኔል፣ ስቴፋን፣
ቦልትማን፣ ዊን፣ ማክስዌል፣ ሚሼልሰን)።

1. በጥንት ዘመን ስለ ብርሃን የመጀመሪያ መረጃ. የጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ (Euclid, Archimedes, Ptolemy, Lucretius Carus) መሰረቶችን መፍጠር.

ቀድሞውኑ በ 3 ኛው ክፍለ ዘመን ዓክልበ. ሠ. እድገት አድርጓል ጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ, መሰረታዊ ነገሮች
በታዋቂው ዩክሊድ ሥራዎች ውስጥ የተቀመጡት (300 ዓክልበ.
ዓ.ዓ)፣ የቀደምት መሪዎችን ተጨባጭ መረጃ በማጠቃለል
("ኦፕቲክስ" እና "ካቶፕትሪክስ") ይሰራል. ፕላቶ, Euclid በመከተል
የኦፕቲክ ጨረሮችን ንድፈ ሃሳብ ይጋራል። እነዚህ ጨረሮች ቀጥታ መስመሮች ናቸው.
የአንድ ነገር ታይነት ከዓይን, እንደ ከ
ጫፎች ፣ የጨረሮች ኮንቱር አለ ፣ የእነሱ መፈጠር
በእቃው ወሰን ላይ በተመጣጣኝ ሁኔታ ተመርቷል. መጠን
እቃው የሚወሰነው ከማዕዘን እይታ ነው.
በ "ኦፕቲክስ" ውስጥ የተሃድሶ ህግ ለመጀመሪያ ጊዜ ይመሰረታል
የብርሃን ስርጭት.
Euclid's Catoptrics ስለ ነጸብራቅ ክስተት ያብራራል።
ስቬታ የብርሃን ነጸብራቅ ህግ እዚህ ተቀርጿል. ይህ ህግ
በሁለቱም ጠፍጣፋ እና ሉላዊ መስተዋቶች ላይ ተፈጻሚ ይሆናል.

አፈ ታሪክ ለአርኪሜዲስ ይጠቅሳል
የሮማውያን መርከቦችን ማቃጠል
ሾጣጣ መስተዋቶች. የጥንት ሰዎች ያውቁ ነበር
የሌንሶች ውጤት, የበለጠ ትክክለኛ ብርጭቆ
ኳሶች. ስለዚህም የቲያትር ደራሲው አሪስቶፋነስ፣
የሶቅራጥስ ዘመናዊ ፣ ይመክራል።
ዕዳውን ለማቅለጥ ተበዳሪው
በሰም ላይ የተጻፈ ቁርጠኝነት
ታብሌት, በማቃጠያ እርዳታ
ብርጭቆ

ቶለሚ (19 ኛው - 160 ኛው ክፍለ ዘመን ዓክልበ.) መረመረ
(ዲስክ) በመጠቀም የብርሃን ነጸብራቅ
መሳሪያ, ነገር ግን የማጣቀሻ ህግን አላገኘም.
ሉክሪየስ ካሩስ (94-51 ዓክልበ. ግድም) በእሱ
"በነገሮች ተፈጥሮ ላይ" የሚለው ግጥም ብርሃንን ይተረጎማል
አንዳንድ ቁሳዊ substrate. ውስጥ ነን
የኮርፐስኩላር ተፈጥሮን ምሳሌ እናገኛለን
ስቬታ
ከግጥሙ መረዳት እንደሚቻለው ሕጉን ጠንቅቆ ያውቃል
የብርሃን ነጸብራቅ;
"... ሁሉም ነገር ከነገሮች ላይ እንዲወጣ ያደርገዋል
ተፈጥሮ እና በተመሳሳይ ስር ተንጸባርቋል
ሲወድቅ አንግል”

2. በመካከለኛው ዘመን (ሮጀር ባኮን) እና በህዳሴው ዘመን (ሊዮናርዶ ዳ ቪንቺ, ፖርታ) ውስጥ የብርሃን ዶክትሪን እድገት.

በመካከለኛው ዘመን, ኦፕቲክስ ምንም ዓይነት እድገት አላገኘም,
የብርሃን ክስተቶች መግለጫዎች እና ምልከታዎች በስተቀር
ከ 13 ኛው ክፍለ ዘመን ጀምሮ በሮጀር ቤኮን ስራዎች ውስጥ.
ሮጀር ቤከን የቀስተደመናውን ገጽታ በማንፀባረቅ አብራርቷል።
የዝናብ ጠብታዎች; ዝቅተኛ የማየት ችሎታ ያላቸው ሰዎች እንዲያመለክቱ እመክራለሁ
ኮንቬክስ ሌንስ ለዓይን.
በህዳሴው ዘመን (XV-XVI ክፍለ ዘመን) ትልቅ አስተዋፅዖ አድርጓል
ኦፕቲክስ የተሰራው በሊዮናርዶ ዳ ቪንቺ ነው። እሱ መጀመሪያ ያንን አቋቋመ
ዓይን በመሠረቱ ከካሜራ ኦብስኩራ ጋር ይመሳሰላል። በማለት አብራርተዋል።
በሁለት ዓይኖች ስቴሪዮስኮፒክ እይታ. እሱ ባለቤት ነው።
ስለ ሞገድ እንቅስቃሴ የመጀመሪያ ሀሳቦች።

3. የብርሃን ዶክትሪን እድገት በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን (ኬፕለር, ሁክ, ሁይገንስ, ጋሊልዮ, ፈርሚ). የሞገድ ኦፕቲክስ ጅምር እና የመጀመሪያዎቹ የጨረር መሣሪያዎች መፈጠር (ሊፕ

3. የብርሃን አስተምህሮ እድገት በ17ኛው ክፍለ ዘመን (ኬፕለር፣ ሁክ፣ ሁይገንስ፣
ጋሊልዮ ፣ ፌርሚ)። የሞገድ ኦፕቲክስ ጅምር መፍጠር እና
የመጀመሪያዎቹ የጨረር መሳሪያዎች (ሊፕፐርሼይ, ጋሊልዮ,
ሊዩዌንሆክ)።
በ17ኛው ክፍለ ዘመን፣ ኦፕቲክስ ለየት ያለ እድገት አሳይቷል። ለ
በክፍለ ዘመኑ መገባደጃ ላይ ወደ የዳበረ ኃይለኛ ኢንዱስትሪ ተለወጠ
አካላዊ ሳይንስ ከመካኒኮች ጋር ፣ ተሰጥቷል
ለቲዎሬቲክ ብቸኛው አስተማማኝ ቁሳቁስ
አጠቃላይ መግለጫዎች.
በዚህ ወቅት, በዙሪያው የቲዎሬቲክ ትግል ተካሂዷል
ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ጥያቄ.
የኦፕቲክስ ከፍተኛ ጊዜ የጀመረው ዘዴዎችን በማሻሻል ነው።
መፍጨት የጨረር መነጽርእና የማጉያ ቱቦዎችን መፈለግ.

በ 1608, ሆላንዳዊው ሊፐርሼይ አቀረበ
የፓተንት ማመልከቻ ለ
የመለየት ወሰን.
ጋሊልዮ (1564-1642)፣ ስለ መለከት ሲሰማ፣
ስለሚቻልበት ሁኔታ ማሰብ ጀመረ
መሣሪያ እና በተናጥል
አሁን ቧንቧ ተብሎ የሚጠራውን ሠራ
ገሊላ። በቢንዶው ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.

4. በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን የኦፕቲክስ እድገት. የሞገድ ኦፕቲክስ (ጁንግ ፣ ፍሬስኔል ፣ ስቴፋን ፣ ቦልትማን ፣ ዊን ፣ ማክስዌል) የንድፈ ሃሳባዊ እና የሙከራ መሠረቶች መፍጠር ፣

ሚሼልሰን)
በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን ለብርሃን ዶክትሪን እድገት ትልቅ አስተዋፅኦ ተደረገ
ሳይንቲስቶች ጁንግ እና ቦልትማን፣ . እስቲ ሥራቸውን እንመልከት።
ወጣት ቶማስ (1773-1829) - እንግሊዛዊ ሳይንቲስት ፣ አንዱ
የሞገድ ኦፕቲክስ ፈጣሪዎች፣ የሮያል አባል
ማህበረሰቡ እና ፀሐፊው (1802-1829) በ 2 ዓመቱ ማንበብ ጀመረ.
አስደናቂ ትውስታን በማግኘት ላይ። በ 4 ዓመቴ በልቤ አውቀዋለሁ
የብዙዎች ስራዎች የእንግሊዝ ባለቅኔዎች, በ 8-9 አመት የተካነ
የማዞር ችሎታዎች ፣ የተለያዩ አካላዊ ፈጠራዎች
መሳሪያዎች ፣ በ 14 ዓመቱ ከልዩነት ጋር ተዋወቀ
ካልኩለስ (እንደ ኒውተን) ብዙ ቋንቋዎችን አጥንቷል። የተማረው በ
የለንደን ዩኒቨርሲቲ፣ ኤዲንብራ እና ጌቲን፣ በ
መጀመሪያ ላይ ሕክምና ተማርኩ ፣ ከዚያ በኋላ የፊዚክስ ፍላጎት አደረብኝ ፣ በተለይም ፣
ኦፕቲክስ እና አኮስቲክስ. AB ያለፉት ዓመታትበህይወት ውስጥ የተሰማሩ
የግብፅ መዝገበ ቃላት ማጠናቀር።

በ 1793 የዓይን ማረፊያን ክስተት በለውጥ አብራርቷል
የሌንስ ኩርባ
2. በ 1800 የብርሃን ጽንሰ-ሐሳብን ተከላክሏል.
3. በ 1801 የብርሃን እና ቀለበት ጣልቃገብነት ክስተትን አብራርቷል
ኒውተን
4. በ 1803 "ጣልቃ ገብነት" የሚለውን ቃል አስተዋወቀ.
5. በ 1803 የብርሃን ልዩነትን ለማብራራት ሞክሯል
ቀጭን ክር, ከጣልቃ ገብነት ጋር በማያያዝ.
6. የብርሃን ጨረሮች ከጥቅጥቅ ውስጥ ሲንፀባረቁ አሳይተዋል
ወለል የግማሽ ሞገድ መጥፋት አለ ።
7. የሚለካው የሞገድ ርዝመት የተለያዩ ቀለሞች, ለረጅም ጊዜ አግኝቷል
የቀይ ቀለም ሞገዶች 0.7 ማይክሮን, ለቫዮሌት - 0.42.
8. የብርሃን እና የጨረር ሙቀት የሚለውን ሀሳብ (1807) ገለጸ
እርስ በእርሳቸው የሚለያዩት በሞገድ ርዝመት ብቻ ነው.
9. በ 1817 ተሻጋሪ የብርሃን ሞገዶችን ሀሳብ አቀረበ.

ቦልትማን ሉድቪግ (1844-1906) - ኦስትሪያዊ የፊዚክስ ሊቅ - ቲዎሪስት,
የኦስትሪያ አባል እና ተዛማጅ አባል. ፒተርስበርግ የሳይንስ አካዳሚ.
በ 1866 የጋዝ ሞለኪውሎችን ስርጭት ህግን አስተዋወቀ
ፍጥነቶች (ቦልትማን ስታቲስቲክስ).
እ.ኤ.አ. በ 1872 የኪነቲክ ኢነርጂ መሰረታዊ እኩልታ አገኘ
ጋዝ፡
p=2n m0 ˂v˃/2
3
የት ˂v˃ - አማካይ ፍጥነትሞለኪውሎች፣ m0- ሞለኪውላዊ ጅምላ፣ የሞለኪውሎች ትኩረት መስጠት (የሞለኪውሎች ብዛት በአንድ ክፍል መጠን
ጋዝ)።
በ 1872 የ 2 ኛውን ህግ ስታቲስቲካዊ ባህሪ አረጋግጧል
ቴርሞዳይናሚክስ, የሙቀት መላምት አለመጣጣም አሳይቷል
የአጽናፈ ሰማይ ሞት.
ለመጀመሪያ ጊዜ የቴርሞዳይናሚክስ መርሆዎችን በጥናቱ ላይ ተግባራዊ አድርጓል.

ስለ ብርሃን ግፊት የጄ. ማክስዌልን መላምት እጠቀማለሁ።
እ.ኤ.አ. በ 1884 በንድፈ-ሀሳብ የሙቀት ጨረር ህግን አገኘ-
4
E=ßT፣ መጀመሪያ (በ1879) በሙከራ የተመሰረተ
ስቴፋን (እስቴፋን-ቦልትዝማን ህግ)።
በ 1884, ከቴርሞዳይናሚክስ ግምት ውስጥ አግኝቷል
የብርሃን ግፊት መኖር.
የአቶሚክ ቲዎሪውን ተከላክሏል.
በቦልትዝማን ውስጥ ያለው የተመጣጠነ ተመጣጣኝነት በስም ተሰይሟል
እኩልታ፡
p= knT
-23
-1
1.380662*10 ጋር እኩል ነው።
J * K, ቋሚ ይባላል
ቦልትማን በፊዚክስ ውስጥ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ቋሚዎች አንዱ ነው ፣ እኩል ነው።
የሙቀት ምጣኔ በሃይል አሃዶች ውስጥ ተገልጿል
(joules) ፣ በዲግሪዎች ወደተገለጸው ተመሳሳይ የሙቀት መጠን
ኬልቪን:
k=2/3*ሜ(0) (v)*2/2/T

ጥያቄዎች፡-

1.
2.
3.
4.
5.
በጨረቃ ላይ ተራሮች መኖራቸውን ያወቀው እና
የመንፈስ ጭንቀት?
የሉክሪየስ ካራ ግጥም ስም ማን ይባላል?
በዚህ ወቅት ትልቅ አስተዋፅዖ አድርጓል
ሊዮናርዶ ዳ ቪንቺ ኦፕቲክስን ሠራ?
በ 1803 በወጣት ቶማስ ምን ቃል ተጠቅሟል?
ማይክሮስኮፕን ማን ፈጠረ እና በየትኛው ዓመት?