Развитие представлений о природе света. Корпускулярная и волновая теория света. Законы света. Свет и цвет в природе. Оптические приборы. Роль цвета в одежде, интерьере помещения.
Первые представления о природе света возникли у древних греков и египтян. Аристотель считал, что свет – это движение волн, распространяющихся в некоторой непрерывной среде – эфире. Однако в дальнейшем И. Ньютон считал, что свет представляет собой поток частиц-корпускул, движущихся прямолинейно. Такая точка зрения, в частности, хорошо объясняла законы геометрической оптики. Однако при изучении других оптических явлений накапливались факты о таких процессах, как интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия света, которые, напротив, легко было объяснить, исходя из того, что свет – волновое движение через некоторое необычное вещество – эфир. Таким образом, к началу XVIII века существовало два противоположных подхода к объяснению природы света: корпускулярная теория Ньютона и волновая теория Гюйгенса. Обе теории объясняли прямолинейное распространение света, законы отражения и преломления. Весь XVIII век стал веком борьбы этих теорий. Однако в начале XIX столетия ситуация коренным образом изменилась.
В 60-е годы XIX века Максвеллом были установлены общие законы электромагнитного поля, которые привели его к заключению, что свет – это электромагнитные волны .
Важнейшую роль в выяснении природы света сыграло опытное определение его скорости. Современная лазерная техника позволяет измерять скорость света с очень высокой точностью
≈ 300 000
км/с.
Законы света изучали и многие европейские ученые средневековья.
Закон прямолинейного распространения света : в прозрачной однородной среде свет распространяется по прямым линиям. Поскольку свет, как и всякое излучение, переносит энергию, то можно говорить, что световой луч указывает направление переноса энергии световым пучком. Также закон прямолинейного распространения света позволяет объяснить, как возникают солнечные и лунные затмения.
Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части. Или «угол падения равен углу отражения».
Преломление света — явление, при котором луч света, переходя из одной среды в другую, изменяет направление на границе этих сред.
Преломление
света происходит по следующему
закону:
Падающий
и преломленный лучи и перпендикуляр,
проведенный к границе раздела двух сред
в точке падения луча, лежат в одной
плоскости. Отношение синуса угла падения
к синусу угла преломления есть величина
постоянная для двух сред:
,
где α
— угол
падения, β
— угол
преломления, n
— постоянная
величина, не зависящая от угла падения.
Свет играет чрезвычайно важную роль в нашей жизни. Подавляющее количество информации об окружающем мире человек получает с помощью света. Однако, в оптике как разделе физики под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие диапазоны спектра электромагнитного излучения – инфракрасный (ИК) и ультрафиолетовый (УФ). По своим физическим свойством свет принципиально неотличим от электромагнитного излучения других диапазонов – различные участки спектра отличаются друг от друга только длиной волны λ и частотой ν.
Цвет — это ощущение, которое получает человек при попадании ему в глаз световых лучей. Одни и те же световые воздействия могут вызвать разные ощущения у разных людей. И для каждого из них цвет будет разным.
Оптические приборы — это устройства, в которых излучение какой-либо области спектра (ультрафиолетовой, видимой, инфракрасной) преобразуется (пропускается, отражается, преломляется, поляризуется). Они могут увеличивать, уменьшать, улучшать (в редких случаях ухудшать) качество изображения, давать возможность увидеть искомый предмет косвенно.К-ним-относятся:
Лупа
Фотоаппарат
Микроскон
Телескоп
Оптические-прицелы
РАДУГА--Это изумительное по красоте атмосферное оптическое и метеорологическое явление наблюдают обычно после дождя. Радуга выглядит как дуга или окружность, составленная из цветов спектра - глядя снаружи — внутрь дуги мы видим красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый цвета. Радуга возникает, когда солнечный свет испытывает преломление в капельках воды, медленно падающих в воздухе. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в спектр.