빛의 연구와 관련된 물리학의 한 분야. "빛의 현상"

빛이란 무엇입니까? 고대 그리스의 철학자들은 답을 몰랐습니다. 아르키메데스조차도 반성의 법칙을 알고 성공적으로 적용했지만 설명하지 않았습니다. 16세기까지 많은 철학자들은 시각이 눈에서 오는 것이며 말하자면 물체를 느끼는 것이라고 믿었습니다.

그러나 빛이 보이는 물체에서 나오는 물질의 흐름이라는 다른 이론이 있습니다. 이러한 가설 중에서 Democritus의 관점은 현대 사상에 가장 가깝습니다. 그는 빛이 특정 물리적 특성을 가진 입자의 흐름이라고 믿었습니다. 그는 "단맛은 관례로, 쓴맛은 관례로, 색은 관례로 존재하지만 실제로는 원자와 공허함 만 있습니다."

Huygens Christian() 네덜란드 물리학자 Newton Isaac() 마침내 두 가지 이론이 빛의 본질을 한 번에 설명한다는 것이 밝혀졌다. 또한 두 이론 모두 물리적으로 입증되었으며 실험으로 확인되었습니다.

1690: 빛에 관한 논문. 빛은 "광학"이라는 장애물 주위를 구부릴 수 있는 전자기파입니다. 빛은 입자의 흐름입니다.

맑은 밤의 광선은 무엇을 진동합니까? 어떤 얇은 불꽃이 창공을 치나요? 위협적인 구름이 없는 번개는 어떻게 지구에서 천정까지 열망합니까? 한겨울에 얼어붙은 수증기가 어떻게 화재를 일으킬 수 있습니까? M. Lomonosov Lomonosov는 무엇에 대해 씁니까? 자연에는 빛과 관련된 흥미로운 현상이 많이 있습니다.

• 올해 연구한 세 가지 유형의 열 전달을 기억해 봅시다.

• 전달;

• 열 전도성,

• 방사능.

• 빛은 방사선이지만 눈에 감지되는 부분만 있습니다.

광원

- 당신은 그녀를 따릅니다 - 그녀는 당신에게서, 당신은 그녀에게서 - 그녀는 당신 뒤에 있습니까?

• 그림자는 광원의 빛에 노출되지 않는 공간 영역입니다.

반음부

• 반음부- 소스의 빛이 부분적으로 들어오는 공간 영역.

일식은 빛의 직선 전파 법칙으로 설명된다

월식

• 흥미롭게도 바다 벌레는 생명을 구합니다.

• 게가 물면 벌레의 등이 환하게 타오른다. 게가 달려들고 다친 벌레가 숨고 잠시 후 사라진 부분 대신 새로운 벌레가 자랍니다.

• 브라질과 우루과이에는 몸을 따라 밝은 녹색 빛이 줄지어 있고 머리에 밝은 빨간색 "전구"가 있는 적갈색 반딧불이가 있습니다.

• 정글의 주민 인이 자연 램프가 사람들의 생명을 구한 경우가 있습니다. 미국-스페인 전쟁 중에 의사는 반딧불이 병에 쏟아진 빛으로 부상자를 수술했습니다.

• 18세기에 영국인들은 쿠바 해안에 상륙하여 밤이 되면 숲에서 빛의 세계를 보았습니다. 섬사람이 너무 많다고 생각하고 후퇴했지만 실상은 반딧불이었다.

• 북반구에서 북쪽 방향은 정오에 태양을 등지고 서 있을 때 결정됩니다. 화살처럼 사람이 드리운 그림자는 북쪽을 가리킬 것입니다. 남반구에서는 그림자가 남쪽을 가리킵니다.

함부르크의 연금술사 브랜드는 모든 것을 금으로 바꾸는 "철학자의 돌"을 얻는 비결을 찾기 위해 평생을 바쳤습니다. 그는 소변을 그릇에 붓고 가열하기 시작했습니다. 액체가 증발하면 바닥에 검은 침전물이 남습니다. Brand는 불을 붙이기로 결정했습니다. 왁스와 유사한 흰색 물질이 용기 벽에 쌓이기 시작했습니다. 빛났다! 연금술사는 자신의 꿈을 이뤘다고 생각했습니다. 실제로 그는 얻었다 이전에 알려지지 않은 화학 원소 - 인(빛을 전달).

빛이란 무엇입니까? 빛의 본질은 무엇입니까? 백색광은 왜 색으로 나뉘나요? 몇 가지 색상이 있습니까? 7개 또는 수백만 개입니까? 그러한 질문들은 최초의 사상가들로부터 20세기에 이르기까지 거의 모든 역사에 대한 인간의 호기심을 자극했습니다. 그러나 이러한 질문과 다른 질문에 답하려면 빛의 본질을 이해해야 합니다. 밝혀진 바와 같이 빛은 매우 복잡합니다. 이 수업에서는 빛의 본질에 대한 기본적인 과학적 개념을 익히고 특정 과학 이론 지지자들의 주장을 배웁니다.

광학

세상의 본질. 빛의 속도

광학은 빛의 현상과 그에 대해 확립된 법칙, 빛과 물질의 상호 작용, 빛의 본질을 연구하는 물리학의 한 분야입니다.

세상에 대한 정보는 시각을 통해 사람에게 온다. 빛의 도움으로 우리는 주변 세계에 대한 대부분의 정보를 얻습니다.

빛에 대한 최초의 정보는 25000년 전에 나타났습니다.

피타고라스는 빛의 본질에 관한 과학적 가설을 제시한 최초의 과학자 중 한 명입니다(그림 1 참조). 그는 추측할 뿐만 아니라 빛이 직선으로 전파된다는 것을 처음으로 증명했습니다. 그와 유클리드까지의 다른 기하학자들은 기하학의 기초를 구축하기 위해 반사와 굴절의 빛 현상을 사용했습니다. 광학 섹션 중 하나가 기하학적 광학이라고 불리는 것은 당연합니다.

쌀. 1. 피타고라스

피타고라스: "빛은 인간의 눈을 관통하는 물체를 방출하는 입자의 흐름이며 우리 주변에 대한 정보를 제공합니다."

17세기에 아이작 뉴턴은 이 이론의 지지자가 되었습니다(그림 2 참조). 그는 빛이 특수 입자의 흐름이라는 사실에 근거하여 많은 빛의 현상을 설명했습니다.

쌀. 2. 아이작 뉴턴

"Corpuscle"은 위도에서 나옵니다. 미립자 - 입자. 따라서 뉴턴의 이론은 빛의 미립자 이론이라고 불리기 시작했습니다.

1. 빛의 직선 전파.

2. 반성의 법칙.

3. 물체로부터 그림자가 형성되는 법칙.

동시에 빛의 파동 이론이라는 또 다른 이론이 나타났습니다.

Christian Huygens는 이 이론의 지지자였습니다(그림 3 참조). 그는 빛이 파동이라는 입장에서만 뉴턴과 같은 현상을 설명하려 했다.

쌀. 3. 크리스티안 호이겐스

호이겐스는 물과 공기에서의 파동 과정과 유추하여 빛의 파동 이론을 세웠고, 따라서 광파는 일종의 탄성 매체에서도 전파되어야 한다고 믿었습니다. 그는 이를 빛 에테르라고 불렀습니다. 이 아이디어는 20세기 초까지 파동 광학의 기초 역할을 했습니다.

당시에는 빛이 직선으로만 전파되는 것이 아니라는 사실이 이미 알려져 있었습니다.

1. 빛은 장애물 주변에서 구부러질 수 있습니다 - 회절(그림 4 참조).

쌀. 4. 회절

2. 파도가 더해질 수 있습니다 - 간섭(그림 5 참조).

쌀. 5. 간섭

이러한 현상은 파동만의 특징이므로 호이겐스는 빛이 파동이라고 믿었다.

미립자 이론은 한 광선이 다른 광선을 통과하는 방법을 설명할 수 없습니다. 빛을 입자의 흐름으로 생각한다면 상호 작용이 관찰되어야 하지만 관찰되지 않았으며 이는 빛이 파동이라는 사실에 찬성했습니다.

맥스웰의 이론은 19세기 중반에 만들어졌다. 그는 전자기장이 초당 300,000km의 속도로 전파된다는 것을 증명했습니다.

실험 결과 빛도 그런 속도로 전파된다는 사실이 밝혀졌다.

빛은 전자기파의 특수한 경우입니다.

17 세기 - 덴마크 과학자 Remer는 빛의 전파 속도가 초당 약 300,000km라는 실험을 수행했습니다.

1848 - Hippolyte Fizeau는 빛의 속도가 초속 300,000km임을 증명했습니다.

이 모든 것은 빛이 전자기파라는 사실을 확인했습니다.

19세기에 Heinrich Hertz(그림 6 참조)는 전자기파의 특성을 연구하여 빛이 입자가 될 수 있음을 보여주었습니다. Hertz는 광전 효과를 발견했습니다.

쌀. 6. 하인리히 헤르츠

하인리히 헤르츠는 처음에는 전자기파가 존재하지 않는다고 믿은 채 전자기파를 연구했고, 그 실체를 자연물로 인식한 최초의 용기를 보였다.

광전 효과: 음전하를 띤 금속판에서 빛의 영향을 받아 전자가 방출됩니다.

이것은 빛이 입자의 흐름인 경우에만 가능합니다.

20세기에 그들은 빛의 파동-입자 이중성 개념을 도입하여 최종 결정을 내렸습니다.

빛은 파동(파동 특성)으로 전파되는 동안, 그리고 복사 및 흡수 중에 입자(입자의 모든 특성을 가짐)로 작동합니다. 즉, 빛은 이중성을 갖는다.

따라서 모든 현상은 이 두 이론의 입장에서 고찰된다.

1. 물리학. 11학년: 일반 교육용 교과서. 기관 및 학교 깊은 물리학 공부: 프로필 수준 / A.T. 글라주노프, O.F. Kabardin, A.N. Malinin 및 기타 Ed. A.A. 핀스키, O.F. 카바르딘. 로스. 아카드 과학, 로스. 아카드 교육. – M.: 깨달음, 2009.
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1. 빛의 성질에 대한 미립자 이론의 지지자들은 빛의 전파와 관련된 어떤 사실을 사용했습니까?
2. 광전 효과는 빛의 성질에 대한 파동 또는 미립자 개념을 확인시켜 주었습니까?
3. 빛의 이중성이라는 개념을 무엇이라고 합니까?
4. 언제 빛을 입자의 흐름으로 간주해야 합니까?