प्रकाश के अध्ययन से संबंधित भौतिकी की शाखा। "प्रकाश की घटना"

प्रकाश क्या है? प्राचीन ग्रीस के दार्शनिकों को इसका उत्तर नहीं पता था। यहाँ तक कि आर्किमिडीज़ ने भी कोई स्पष्टीकरण नहीं दिया, हालाँकि वह परावर्तन के नियम के बारे में जानते थे और उन्होंने इसे सफलतापूर्वक लागू किया। 16वीं शताब्दी तक, कई दार्शनिकों का मानना ​​था कि दृष्टि एक ऐसी चीज़ है जो आंख से आती है और, जैसे कि, वस्तुओं को महसूस करती है।

लेकिन अन्य सिद्धांत भी थे, जिनके अनुसार प्रकाश किसी दृश्य वस्तु से निकलने वाली पदार्थ की एक धारा है। इन परिकल्पनाओं में डेमोक्रिटस का दृष्टिकोण आधुनिक विचारों के सबसे निकट है। उनका मानना ​​था कि प्रकाश कुछ भौतिक गुणों वाले कणों की एक धारा है। उन्होंने लिखा: "मिठास एक परंपरा के रूप में मौजूद है, कड़वाहट एक परंपरा के रूप में, रंग एक परंपरा के रूप में मौजूद है, वास्तव में केवल परमाणु और शून्यता हैं।"

ह्यूजेन्स क्रिश्चियन () डच भौतिक विज्ञानी न्यूटन इसाक () अंत में, यह पता चला कि दो सिद्धांत एक साथ प्रकाश की प्रकृति की व्याख्या करते हैं। इसके अलावा, दोनों सिद्धांत भौतिक रूप से प्रमाणित हैं और प्रयोगों द्वारा पुष्टि की जाती है।

1690: प्रकाश पर एक ग्रंथ। प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है जो वर्ष की बाधाओं को मोड़ने में सक्षम है: "ऑप्टिक्स"। प्रकाश कणों की एक धारा है।

साफ़ रात की किरण किसमें कंपन करती है? कौन सी पतली लौ आकाश में चमकती है? बादलों से भयभीत हुए बिना बिजली पृथ्वी से आंचल की ओर कैसे बढ़ती है? ऐसा कैसे हो सकता है कि सर्दियों के बीच में जमी हुई भाप आग को जन्म दे? एम. लोमोनोसोव लोमोनोसोव किस बारे में लिखते हैं? प्रकृति में प्रकाश से जुड़ी और भी कई दिलचस्प घटनाएं हैं।

• आइए याद करें कि इस वर्ष हमने किन तीन प्रकार के ऊष्मा स्थानांतरण का अध्ययन किया।

• संवहन;

• ऊष्मीय चालकता,

• विकिरण.

• प्रकाश विकिरण है, लेकिन केवल वह भाग जो आँख द्वारा देखा जाता है।

प्रकाश के स्रोत

- आप उसका अनुसरण करते हैं - वह आपसे है, आप उससे हैं - वह आपके पीछे है?

• छाया अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है जो किसी स्रोत से प्रकाश के संपर्क में नहीं आता है।

उपछाया

• उपछाया- अंतरिक्ष का वह क्षेत्र जिसमें किसी स्रोत से प्रकाश आंशिक रूप से प्रवेश करता है।

ग्रहण को प्रकाश के सीधारेखीय प्रसार के नियम द्वारा समझाया गया है

चन्द्र ग्रहण

• दिलचस्प बात यह है कि एक समुद्री कीड़ा एक जान बचाता है।

• जब केकड़ा इसमें काटता है, तो कीड़े का पिछला भाग चमककर चमक उठता है। केकड़ा उसकी ओर दौड़ता है, घायल कीड़ा छिप जाता है, और थोड़ी देर बाद गायब हिस्से के स्थान पर एक नया उग आता है।

• ब्राज़ील और उरुग्वे में, शरीर पर चमकदार हरी रोशनी की पंक्तियों और सिर पर चमकदार लाल "बल्ब" के साथ लाल-भूरे रंग के जुगनू होते हैं।

• ऐसे मामले हैं जब इन प्राकृतिक लैंपों - जंगल के निवासियों - ने लोगों की जान बचाई: स्पेनिश-अमेरिकी युद्ध के दौरान, डॉक्टरों ने एक बोतल में डाले गए जुगनू की रोशनी से घायलों का ऑपरेशन किया।

• 18वीं सदी में अंग्रेज क्यूबा के तट पर उतरे और रात में उन्होंने जंगल में रोशनी की दुनिया देखी। उन्होंने सोचा कि बहुत सारे द्वीपवासी हैं और पीछे हट गए, लेकिन वास्तव में वे जुगनू थे।

• उत्तरी गोलार्ध में उत्तर की दिशा दोपहर के समय सूर्य की ओर पीठ करके खड़े होने से निर्धारित होती है। किसी व्यक्ति द्वारा तीर की तरह डाली गई छाया उत्तर दिशा की ओर होगी। दक्षिणी गोलार्ध में, छाया दक्षिण की ओर इंगित करेगी।

हैम्बर्ग कीमियागर ब्रांड ने अपना पूरा जीवन एक "दार्शनिक पत्थर" प्राप्त करने के रहस्य की तलाश में बिताया जो हर चीज को सोने में बदल देगा। एक बार उसने एक बर्तन में पेशाब डाला और उसे गर्म करने लगा। जब तरल वाष्पित हो गया, तो तल पर एक काला अवक्षेप रह गया। ब्रांड ने इसे आग लगाने का फैसला किया। बर्तन की दीवारों पर मोम जैसा सफेद पदार्थ जमा होने लगा। यह चमक उठा! कीमियागर को लगा कि उसने अपना सपना पूरा कर लिया है। असल में वह मिल गया एक पूर्व अज्ञात रासायनिक तत्व - फास्फोरस। (प्रकाश ले जाने वाला)।

प्रकाश क्या है? प्रकाश की प्रकृति क्या है? सफ़ेद प्रकाश रंगों में क्यों विभाजित हो जाता है? कितने रंग हैं, सात या लाखों? इस तरह के प्रश्न पहले विचारकों से लेकर 20वीं शताब्दी तक, लगभग पूरे इतिहास में मनुष्य की जिज्ञासा को उत्तेजित करते थे। लेकिन इन और अन्य प्रश्नों का उत्तर देने के लिए, आपको प्रकाश की प्रकृति को समझने की आवश्यकता है, जो, जैसा कि बाद में पता चला, बहुत जटिल है। इस पाठ के दौरान, आप प्रकाश की प्रकृति पर बुनियादी वैज्ञानिक अवधारणाओं से परिचित होंगे, एक विशेष वैज्ञानिक सिद्धांत के समर्थकों के तर्क सीखेंगे।

प्रकाशिकी

संसार का स्वभाव. प्रकाश की गति

प्रकाशिकी भौतिकी की एक शाखा है जो प्रकाश की घटनाओं और उनके लिए स्थापित कानूनों के साथ-साथ पदार्थ के साथ प्रकाश की बातचीत, प्रकाश की प्रकृति का अध्ययन करती है।

दुनिया के बारे में जानकारी व्यक्ति को दृष्टि के माध्यम से मिलती है। प्रकाश की सहायता से हम अपने आस-पास की दुनिया के बारे में अधिकांश जानकारी प्राप्त करते हैं।

प्रकाश के बारे में पहली जानकारी 2.5 हजार साल पहले सामने आई थी।

पाइथागोरस उन पहले वैज्ञानिकों में से एक थे जिन्होंने प्रकाश की प्रकृति के संबंध में वैज्ञानिक परिकल्पना दी थी (चित्र 1 देखें)। वह न केवल अनुमान लगाने वाले, बल्कि यह साबित करने वाले भी पहले व्यक्ति थे कि प्रकाश एक सीधी रेखा में फैलता है। उन्होंने, और फिर यूक्लिड तक के अन्य ज्यामितिकारों ने, ज्यामिति की नींव बनाने के लिए परावर्तन और अपवर्तन की प्रकाश घटना का उपयोग किया। कोई आश्चर्य नहीं कि प्रकाशिकी के एक अनुभाग को ज्यामितीय प्रकाशिकी कहा जाता है।

चावल। 1. पाइथागोरस

पाइथागोरस: "प्रकाश कणों की एक धारा है जो वस्तुओं को उत्सर्जित करती है, मानव आंखों में प्रवेश करती है, वे हमारे चारों ओर क्या है इसके बारे में जानकारी लाते हैं।"

17वीं शताब्दी में आइजैक न्यूटन इस सिद्धांत के समर्थक बन गए (चित्र 2 देखें)। उन्होंने इस तथ्य के आधार पर कई प्रकाश घटनाओं की व्याख्या की कि प्रकाश विशेष कणों की एक धारा है।

चावल। 2. आइजैक न्यूटन

"कॉर्पसकल" लैट से आया है। कॉर्पस्कुलम - कण। इसलिए न्यूटन के सिद्धांत को प्रकाश का कणिका सिद्धांत कहा जाने लगा।

1. प्रकाश का सीधा प्रसार।

2. परावर्तन का नियम.

3. किसी वस्तु से छाया बनने का नियम.

उसी समय, एक और सिद्धांत सामने आया - प्रकाश का तरंग सिद्धांत।

क्रिश्चियन ह्यूजेंस इस सिद्धांत के समर्थक थे (चित्र 3 देखें)। उन्होंने न्यूटन जैसी ही घटना को केवल इस स्थिति से समझाने की कोशिश की कि प्रकाश एक तरंग है।

चावल। 3. क्रिश्चियन ह्यूजेन्स

ह्यूजेंस ने पानी और हवा में तरंग प्रक्रियाओं के अनुरूप प्रकाश का एक तरंग सिद्धांत बनाया, और इसलिए उनका मानना ​​​​था कि प्रकाश तरंगों को किसी प्रकार के लोचदार माध्यम में भी फैलना चाहिए, जिसे उन्होंने प्रकाश ईथर कहा। यह विचार 20वीं सदी की शुरुआत तक तरंग प्रकाशिकी के आधार के रूप में कार्य करता था।

उन दिनों यह पहले ही देखा जा चुका था कि प्रकाश केवल सीधी रेखा में ही नहीं फैलता है।

1. प्रकाश बाधाओं के चारों ओर झुक सकता है - विवर्तन (चित्र 4 देखें)।

चावल। 4. विवर्तन

2. तरंगें जोड़ सकती हैं - हस्तक्षेप (चित्र 5 देखें)।

चावल। 5. हस्तक्षेप

ये घटनाएँ केवल तरंगों की विशेषता हैं, इसलिए ह्यूजेंस का मानना ​​था कि प्रकाश एक तरंग है।

कणिका सिद्धांत यह नहीं समझा सका कि एक किरण दूसरी किरण से कैसे गुजरती है। यदि हम प्रकाश को कणों की एक धारा के रूप में मानते हैं, तो परस्पर क्रिया देखी जानी चाहिए, लेकिन ऐसा नहीं देखा गया, और यह इस तथ्य के पक्ष में बात करता है कि प्रकाश एक तरंग है।

मैक्सवेल का सिद्धांत 19वीं शताब्दी के मध्य में बनाया गया था। उन्होंने साबित किया कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र 300,000 किमी प्रति सेकंड की गति से फैलता है।

किए गए प्रयोगों के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि प्रकाश भी इतनी गति से फैलता है।

प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंग का एक विशेष मामला है।

सत्रवहीं शताब्दी - डेनिश वैज्ञानिक रेमर ने एक प्रयोग किया जिसमें पता चला कि प्रकाश प्रसार की गति लगभग 300 हजार किमी प्रति सेकंड है।

1848 - हिप्पोलाइट फ़िज़्यू ने साबित किया कि प्रकाश की गति 300 हज़ार किमी प्रति सेकंड है।

इन सबने इस तथ्य की पुष्टि की कि प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है।

19वीं शताब्दी में, हेनरिक हर्ट्ज़ (चित्र 6 देखें) ने विद्युत चुम्बकीय तरंगों के गुणों का अध्ययन किया और दिखाया कि प्रकाश एक कण हो सकता है। हर्ट्ज़ ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज की।

चावल। 6. हेनरिक हर्ट्ज़

हेनरिक हर्ट्ज़ ने विद्युत चुम्बकीय तरंगों का अध्ययन किया, शुरू में यह मानते हुए कि वे मौजूद नहीं हैं, और वास्तविक साहस दिखाया, एक प्राकृतिक वस्तु के रूप में उनकी वास्तविकता को पहचानने वाले पहले व्यक्ति थे।

फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव: प्रकाश के प्रभाव में नकारात्मक रूप से चार्ज की गई धातु की प्लेट से इलेक्ट्रॉन बाहर निकल जाते हैं।

यह तभी किया जा सकता है जब प्रकाश कणों की एक धारा हो।

20वीं शताब्दी में, वे प्रकाश की तरंग-कण द्वंद्व की अवधारणा को पेश करके अंतिम निर्णय पर आये।

प्रसार के दौरान प्रकाश एक तरंग (तरंग गुणों के साथ) के रूप में व्यवहार करता है, और विकिरण और अवशोषण के दौरान - एक कण के रूप में (कणों के सभी गुणों के साथ)। अर्थात् प्रकाश की दोहरी प्रकृति होती है।

इसलिए, सभी घटनाओं पर इन दो सिद्धांतों के दृष्टिकोण से विचार किया जाता है।

1. भौतिक विज्ञान। ग्रेड 11: सामान्य शिक्षा के लिए पाठ्यपुस्तक। संस्थान और स्कूल एक गहराई के साथ भौतिकी का अध्ययन: प्रोफ़ाइल स्तर / ए.टी. ग्लेज़ुनोव, ओ.एफ. काबर्डिन, ए.एन. मालिनिन और अन्य। एड। ए.ए. पिंस्की, ओ.एफ. काबर्डिन। रोस. अकाद. विज्ञान, रोस। अकाद. शिक्षा। - एम.: ज्ञानोदय, 2009।
2. कास्यानोव वी.ए. भौतिक विज्ञान। ग्रेड 11: प्रोक. सामान्य शिक्षा के लिए संस्थाएँ। - एम.: बस्टर्ड, 2005।
3. मायकिशेव जी.वाई.ए. भौतिकी: प्रोक. 11 कोशिकाओं के लिए. सामान्य शिक्षा संस्थाएँ। - एम.: ज्ञानोदय, 2010।

1. सेंट पीटर्सबर्ग स्कूल ()।
2. Realphys.com()।
3. जेएससी "ऊर्जा" ()।

रिमकेविच ए.पी. भौतिक विज्ञान। कार्य पुस्तिका. 10-11 कोशिकाएँ - एम.: बस्टर्ड, 2010. - नंबर 1019, 1021

1. प्रकाश की प्रकृति के कणिका सिद्धांत के समर्थकों द्वारा प्रकाश के प्रसार से संबंधित किन तथ्यों का उपयोग किया गया?
2. क्या फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव ने प्रकाश की प्रकृति की तरंग या कणिका अवधारणा की पुष्टि की?
3. प्रकाश की दोहरी प्रकृति की अवधारणा को क्या कहते हैं?
4. प्रकाश को कणों की धारा कब माना जाना चाहिए?