Гэрлийг судалдаг физикийн салбар. "Гэрлийн үзэгдэл"
Гэрэл гэж юу вэ? Эртний Грекийн философичид энэ асуултын хариултыг мэдэхгүй байв. Архимед хүртэл тусгалын хуулийг мэддэг, амжилттай хэрэгжүүлсэн ч тайлбар хийгээгүй. 16-р зууныг хүртэл олон философичид алсын хараа нь нүднээс гардаг зүйл бөгөөд объектыг мэдэрдэг гэж үздэг.
Гэхдээ өөр онолууд байсан бөгөөд үүний дагуу гэрэл нь харагдахуйц объектоос гарч буй материйн урсгал юм. Эдгээр таамаглалуудын дотроос Демокритын үзэл бодол орчин үеийн үзэл санаатай хамгийн ойр байдаг. Тэрээр гэрлийг тодорхой физик шинж чанартай бөөмсийн урсгал гэж үздэг. Тэрээр: "Амтат нь конвенц шиг, гашуун нь конвенц шиг, өнгө нь конвенц шиг байдаг, бодит байдал дээр зөвхөн атом, хоосон чанар байдаг" гэж бичжээ.
Гюйгенс Кристиан () Голландын физикч Ньютон Исаак () Эцэст нь гэрлийн мөн чанарыг хоёр онол нэг дор тайлбарладаг болох нь тогтоогдсон. Түүгээр ч барахгүй хоёр онол нь физикийн хувьд үндэслэлтэй бөгөөд туршилтаар батлагдсан.
1690 он: Гэрлийн тухай зохиол. Гэрэл бол жилийн саад тотгорыг тойрон гулзайлгах чадвартай цахилгаан соронзон долгион юм: "Оптик". Гэрэл бол бөөмсийн урсгал юм.
Цэлмэг шөнийн туяа юу чичирдэг вэ? Ямар нимгэн дөл огторгуйд унадаг вэ? Аюулгүй үүлгүй аянга яаж дэлхийгээс оргил руу тэмүүлдэг вэ? Өвлийн дунд хөлдөөсөн уур яаж гал гаргадаг юм бэ? М.Ломоносов Ломоносов юуны тухай бичдэг вэ? Байгальд гэрэлтэй холбоотой өөр олон сонирхолтой үзэгдлүүд байдаг.
Энэ жил бид ямар гурван төрлийн дулаан дамжуулалтыг судалсанаа санацгаая.
конвекц;
дулаан дамжуулалтын,
цацраг.
Гэрэл бол цацраг, гэхдээ зөвхөн нүдээр мэдрэгддэг хэсэг юм.
Гэрлийн эх үүсвэрүүд
- Чи түүнийг дагадаг - тэр чамаас, чи түүнээс - тэр чиний ард байна уу?
Сүүдэр нь эх үүсвэрээс гэрэлд өртдөггүй орон зайн бүс юм.
Penumbra
Penumbra- эх үүсвэрээс гэрэл хэсэгчлэн нэвтэрч буй орон зайн талбай.
хиртэлтийг гэрлийн шулуун тархалтын хуулиар тайлбарладаг
Сар хиртэлт
Сонирхолтой нь далайн өт нь хүний амийг авардаг.
Хавч түүн рүү хазах үед хорхойн ар тал нь хурц гэрэлтдэг. Хавч түүн рүү гүйж, гэмтсэн өт нуугдаж, хэсэг хугацааны дараа алга болсон хэсгийн оронд шинэ нь ургана.
Бразил, Уругвайд улаан хүрэн галт хорхойнууд биеийнхээ дагуу тод ногоон гэрэлтэй, толгой дээр нь тод улаан "булцуу" байдаг.
Ширэнгэн ойн оршин суугчид эдгээр байгалийн чийдэн хүмүүсийн амийг аварсан тохиолдол байдаг: Испани-Америкийн дайны үеэр эмч нар лонхонд цутгасан галын гэрлээр шархадсан хүмүүст мэс засал хийдэг байв.
18-р зуунд британичууд Кубын эрэгт газардсан бөгөөд шөнө нь ойд гэрэлт ертөнцийг харжээ. Тэд арлын хүмүүс дэндүү олон байна гэж бодоод ухарч байсан ч үнэн хэрэгтээ галт хорхойтнууд байжээ.
Дэлхийн бөмбөрцгийн хойд хагасын хойд зүг рүү чиглэсэн чиглэлийг үд дунд нар руу нуруугаа харуулан зогсох замаар тодорхойлно. Хүний туссан сүүдэр сум шиг хойд зүг рүү чиглэнэ. Бөмбөрцгийн өмнөд хагаст сүүдэр өмнө зүг рүү чиглэнэ.
Гамбургийн алхимич Брэнд бүхий л амьдралаа алт болгон хувиргах “гүн ухааны чулуу” олж авах нууцыг хайж байв. Нэг удаа тэр сав руу шээс асгаж, халааж эхлэв. Шингэн уурших үед доод хэсэгт хар тунадас үлджээ. Брэнд түүнийг гал дээр асаахаар шийджээ. Лавтай төстэй цагаан бодис савны хананд хуримтлагдаж эхлэв. Энэ нь гэрэлтсэн! Алхимич мөрөөдлөө биелүүлсэн гэж бодсон. Үнэндээ тэр авсан урьд нь үл мэдэгдэх химийн элемент - фосфор.(гэрэл зөөвөрлөх).
Гэрэл гэж юу вэ? Гэрлийн мөн чанар юу вэ? Цагаан гэрэл яагаад өнгөнд хуваагддаг вэ? Хэдэн өнгө байдаг вэ, долоо, сая уу? Ийм асуултууд нь анхны сэтгэгчдээс 20-р зууныг хүртэлх бараг бүх түүхийн туршид хүний сониуч байдлыг хөдөлгөж байв. Гэхдээ эдгээр болон бусад асуултад хариулахын тулд та гэрлийн мөн чанарыг ойлгох хэрэгтэй бөгөөд энэ нь маш нарийн төвөгтэй юм. Энэ хичээлээр та гэрлийн мөн чанарын тухай шинжлэх ухааны үндсэн ойлголттой танилцаж, тодорхой шинжлэх ухааны онолыг дэмжигчдийн аргументуудыг олж мэдэх болно.
Оптик
Дэлхийн мөн чанар. гэрлийн хурд
Оптик бол гэрлийн үзэгдэл, түүнд зориулагдсан хууль тогтоомж, мөн гэрлийн материйн харилцан үйлчлэл, гэрлийн мөн чанарыг судалдаг физикийн салбар юм.
Хүнд ертөнцийн талаарх мэдээлэл алсын хараагаар дамжин ирдэг. Гэрлийн тусламжтайгаар бид эргэн тойрон дахь ертөнцийн талаархи ихэнх мэдээллийг хүлээн авдаг.
Гэрлийн тухай анхны мэдээлэл 2.5 мянган жилийн өмнө гарч ирсэн.
Пифагор бол гэрлийн мөн чанарын талаар шинжлэх ухааны таамаглал дэвшүүлсэн анхны эрдэмтдийн нэг юм (1-р зургийг үз). Тэрээр хамгийн түрүүнд таамаглаад зогсохгүй гэрэл шулуунаар тархдаг гэдгийг нотолсон хүн юм. Тэрээр, дараа нь Евклид хүртэлх бусад геометрүүд тусгал, хугарлын гэрлийн үзэгдлийг ашиглан геометрийн үндэс суурийг тавьсан. Оптикийн нэг хэсгийг геометрийн оптик гэж нэрлэдэг нь гайхах зүйл биш юм.
Цагаан будаа. 1. Пифагор
Пифагор: "Гэрэл бол хүний нүд рүү нэвтэрч буй объектуудыг ялгаруулдаг бөөмсийн урсгал бөгөөд тэд биднийг хүрээлж буй зүйлийн талаар мэдээлэл авчирдаг."
17-р зуунд Исаак Ньютон энэ онолыг дэмжигч болсон (2-р зургийг үз). Тэрээр гэрлийн олон үзэгдлийг гэрэл бол тусгай бөөмсийн урсгал гэдгийг үндэслэн тайлбарлав.
Цагаан будаа. 2. Исаак Ньютон
"Корпускул" нь латаас гаралтай. корпускул - бөөмс. Тиймээс Ньютоны онолыг гэрлийн корпускуляр онол гэж нэрлэж эхэлсэн.
1. Гэрлийн шулуун шугаман тархалт.
2. Тусгалын хууль.
3. Объектоос сүүдэр үүсэх хууль.
Үүний зэрэгцээ өөр нэг онол гарч ирэв - гэрлийн долгионы онол.
Кристиан Гюйгенс энэ онолыг дэмжигч байсан (3-р зургийг үз). Тэрээр Ньютонтой ижил үзэгдлийг зөвхөн гэрэл долгион гэсэн байр сууринаас тайлбарлахыг оролдсон.
Цагаан будаа. 3. Кристиан Гюйгенс
Гюйгенс гэрлийн долгионы онолыг ус ба агаар дахь долгионы үйл явцтай зүйрлэн бүтээсэн тул гэрлийн долгион нь ямар нэгэн уян орчинд тархах ёстой гэж үздэг бөгөөд үүнийг гэрлийн эфир гэж нэрлэжээ. Энэхүү санаа нь 20-р зууны эхэн үе хүртэл долгионы оптикийн үндэс суурь болсон юм.
Тэр үед гэрэл нь зөвхөн шулуун шугамаар тархдаггүй гэдгийг аль хэдийн анзаарсан.
1. Гэрэл нь саад тотгорыг тойрон нугалж болно - дифракц (4-р зургийг үз).
Цагаан будаа. 4. Дифракци
2. Долгионууд нэмэгдэж болно - хөндлөнгийн оролцоо (5-р зургийг үз).
Цагаан будаа. 5. хөндлөнгийн оролцоо
Эдгээр үзэгдлүүд нь зөвхөн долгионы шинж чанартай байдаг тул Гюйгенс гэрлийг долгион гэж үздэг.
Корпускулярын онол нь нэг цацраг нөгөөгөөр хэрхэн дамждагийг тайлбарлаж чадахгүй байв. Хэрэв бид гэрлийг бөөмсийн урсгал гэж үзвэл харилцан үйлчлэлийг ажиглах ёстой боловч энэ нь ажиглагдаагүй бөгөөд энэ нь гэрэл долгион гэдгийг баталж байна.
Максвеллийн онолыг 19-р зууны дунд үед бий болгосон. Тэрээр цахилгаан соронзон орон секундэд 300 000 км хурдтай тархдаг гэдгийг баталсан.
Туршилтын үр дүнд гэрэл бас ийм хурдтай тархдаг болохыг тогтоожээ.
Гэрэл бол цахилгаан соронзон долгионы онцгой тохиолдол юм.
17-р зуун - Данийн эрдэмтэн Ремер туршилт хийж, гэрлийн тархалтын хурд секундэд ойролцоогоор 300 мянган км болохыг тогтоожээ.
1848 он - Ипполит Физо гэрлийн хурд секундэд 300 мянган км гэдгийг баталжээ.
Энэ бүхэн гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион гэдгийг баталсан.
19-р зуунд Генрих Герц (6-р зургийг үз) цахилгаан соронзон долгионы шинж чанарыг судалж, гэрэл нь бөөмс байж болохыг харуулсан. Герц фотоэлектрик эффектийг нээсэн.
Цагаан будаа. 6. Генрих Герц
Генрих Герц цахилгаан соронзон долгионыг судалж, анхандаа тэдгээр нь байхгүй гэж итгэж, жинхэнэ эр зоригийг харуулсан бөгөөд тэдний бодит байдлыг байгалийн объект гэдгийг анх хүлээн зөвшөөрсөн.
Фотоэлектрик эффект: Гэрлийн нөлөөн дор сөрөг цэнэгтэй металл хавтангаас электронууд гадагшилдаг.
Хэрэв гэрэл нь бөөмсийн урсгал байвал үүнийг хийх боломжтой.
20-р зуунд тэд гэрлийн долгион-бөөмийн хоёрдмол байдлын тухай ойлголтыг нэвтрүүлснээр эцсийн шийдвэрт хүрсэн.
Гэрэл тархах явцад долгион (долгионы шинж чанар), цацраг туяа, шингээлтийн үед бөөмс (бөөмийн бүх шинж чанартай) байдлаар ажилладаг. Өөрөөр хэлбэл, гэрэл нь хоёрдмол шинж чанартай байдаг.
Тиймээс бүх үзэгдлийг энэ хоёр онолын байр сууринаас авч үздэг.
- Физик. 11-р анги: Ерөнхий боловсролын сурах бичиг. байгууллага, сургуулиуд гүнтэй физикийн чиглэлээр суралцах: профайлын түвшин / A.T. Глазунов, О.Ф. Кабардин, А.Н. Малинин болон бусад. Ed. А.А. Пинский, О.Ф. Кабардин. Рос. акад. Шинжлэх ухаан, Рос. акад. боловсрол. – М.: Гэгээрэл, 2009 он.
- Касьянов В.А. Физик. 11-р анги: Прок. ерөнхий боловсролын хувьд байгууллагууд. - М .: Тодог, 2005.
- Мякишев Г.Я. Физик: Proc. 11 эсийн хувьд. Ерөнхий боловсрол байгууллагууд. – М.: Гэгээрэл, 2010 он.
- Санкт-Петербургийн сургууль ().
- Realphys.com().
- "Эрчим хүч" ХК ().
Рымкевич A.P. Физик. Даалгаврын ном. 10-11 эс - М .: тоодог, 2010. - No 1019, 1021
- Гэрлийн мөн чанарын корпускуляр онолыг дэмжигчид гэрлийн тархалттай холбоотой ямар баримтуудыг ашигласан бэ?
- Фотоэлектрик эффект нь гэрлийн мөн чанарын тухай долгион эсвэл корпускуляр ойлголтыг баталгаажуулсан уу?
- Гэрлийн хоёрдмол шинж чанарын тухай ойлголтыг юу гэж нэрлэдэг вэ?
- Хэзээ гэрлийг бөөмсийн урсгал гэж үзэх ёстой вэ?
