2020-06-08
227
ЗАДАНИЕ
Для дистанционного обучения на период 06.05-12.05.2020 г.
По дисциплине «Естествознание» раздел «Физика»
Для студентов специальности 40.02.01 Право и организация социального обеспечения (базовая подготовка)
Саратовской государственной юридической академии
Тема лекции:
ОПТИКА. ПРИРОДА СВЕТА.
СВЕТ КАК ПОТОК ЧАСТИЦ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВОЛНА. СВОЙСТВА СВЕТА
Рассматриваемые вопросы:
1.Развитие взглядов на природу света. Корпускулярная и волновая теории света.
2. Свойства света как потока частиц
3. Волновые свойства света
4.Виды излучений, спектры, фотоэффект
Задание:
1. Необходимо написать краткий конспект лекции в рабочей тетради, который должен включать в себя:
- Основные понятия, теории, законы, названия которых выделены жирным,
- Формулы с расшифровкой,
- Диаграммы и рисунки переписывать НЕ обязательно,
- Информация, выделенная желтым маркером, а так же описания в тексте предназначены для прочтения и изучения без необходимости конспектирования.
|
|
|
2. Фото выполненных работ отправлять по эл.почте на адрес: ms.elena.lazareva@list.ru.
Тетради с записями сохранять!
Требования к отправляемым работам:
1. Страницы Конспекта Лекции пронумеровать в пределах каждой темы на полях, а так же подписывать Фамилию и группу.
2. В Теме письма указать Фамилию, группу, Тему (Пример: Иванов 11 гр Оптика)
3. Фото выполненных работ лучше помещать по порядку в Word файл.
Следите, что бы фото страниц были правильного расположения (НЕ перевернуты).
4. Все страницы одной лекции присылайте одним Письмом.
ВОПРОС 1
РАЗВИТИЕ ВЗГЛЯДОВ НА ПРИРОДУ СВЕТА.
КОРПУСКУЛЯРНАЯ И ВОЛНОВАЯ ТЕОРИИ СВЕТА
Оптическое излучение (или свет в широком смысле слова) – это электромагнитные волны, длины которых находятся в диапазоне от 10-11 до 10-2 м (от единиц до десятых долей мм) или диапазон частот которых примерно равен 3*1011…3*1017 Гц.
Как и для любого другого и злучения, имеется источник оптического излучения и приёмник оптического излучения. Приёмником оптического излучения, может быть, например, человеческий глаз. Человеческий глаз способен воспринимать оптическое излучение с длиной волны от 400 до 760 нм. Это видимое излучение. Кроме видимого излучения, к оптическому излучению также относятся инфракрасное излучение (с длиной волны от 0,75 до 2000 мкм) и ультрафиолетовое излучение (с длиной волны от 10 до 400 нм). Световые волны изучают с помощью оптических методов, которые исторически сложились при анализе законов видимого света.
Шкала электромагнитных волн. Границы между различными диапазонами условны
|
|
|
В 17-м веке были высказаны первые научные гипотезы о природе света. Свет обладает энергией и переносит её в пространстве. Переносить энергию могут либо тела, либо волны, поэтому о природе света вдвинуты две теории.
Корпускулярная теория света (от латинского corpusculum – частица) была предложена в 1672 году английским учёным Исааком Ньютоном (1643 – 1727). Согласно этой теории, свет – это поток частиц, которые во все стороны испускает источник света. С помощью этой теории объяснялись такие оптические явления, как, например, различные цвета излучения.
Голландским учёным Христианом Гюйгенсом (1629 – 1695) также в 17-м веке была создана волновая теория света, согласно которой свет имеет волновую природу. С помощью этой теории хорошо объясняются такие явления, как интерференция, дифракция света и т.д.
Обе эти теории длительное время существовали параллельно, так как ни одна из них в отдельности не могла полностью объяснить все оптические явления. К началу 19-го века после исследований французского физика Огюстена Жана Френеля (1788 – 1827), английского физика Роберта Гука (1635 – 1703) и других учёных выяснилось, что волновая теория света имеет преимущество перед корпускулярной. В 1801 году английский физик Томас Юнг (1773 – 1829) сформулировал принцип интерференции (усиление или ослабление освещённости при наложении световых волн друг на друга), что позволило ему объяснить цвета тонких плёнок. Френель объяснил, что такое дифракция света (огибание светом препятствий) и прямолинейность распространения света.
И всё же волновая теория света имела один существенный недостаток. В ней предполагалось, что световое излучение представляет собой поперечные механические волны, которые могут возникать только в упругой среде. Поэтому была создана гипотеза о невидимом мировом эфире, который представляет собой гипотетическую среду, заполняющую всю Вселенную (всё пространство между телами и молекулами). Мировой эфир должен был обладать целым рядом противоречивых свойств: должен обладать упругими свойствами твёрдых тел и быть одновременно невесомым. Эти трудности были разрешены во 2-й половине 19-го века при последовательном развитии учения английским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом (1831 – 1879) об электромагнитном поле. Максвелл пришёл к вводу, что свет есть частный случай электромагнитных волн.
Однако в начале 20-го века были обнаружены прерывистые, или квантовые свойства света. Этим свойствам давала объяснение корпускулярная теория. Таким образом, свет обладает корпускулярно-волновым дуализмом (двойственностью свойств). В процессе распространения свет обнаруживает волновые свойства (то есть ведёт себя как волна), а при излучении и поглощении – корпускулярные свойства (то есть ведёт себя как поток частиц).
Законы распространения света в прозрачных средах на основе представлений о световом луче рассматриваются в разделе оптики, который называется Геометрическая оптика. Подразумевается, сто световой луч – это линия, вдоль которой распространяется энергия световых электромагнитных волн.
ВОПРОС 2
