Развитие взглядов на природу света. Скорость света

Взгляды на природу света в античные времена Пифагорейцы впервые выдвинули гипотезу об особом флюиде, который испускается глазами и «ощупывает» как бы щупальцами предметы, давая их ощущение.

Взгляды на природу света в XVII-XIX вв. Ньютон придерживался корпускулярной теории, согласно которой свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны. Гюйгенс утверждал, что свет – это волны, распространяющиеся в особой, гипотетической среде - эфире, заполняющим пространство и проникающим во внутрь всех тел.

Голландия: ГЮЙГЕНС ХРИСТИАН «Теория о природе света» Вывод: Волновая теория света: Свет – это волны, распространяющиеся в особой, гипотетической среде – эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел

Как вы представляете жизнь человечества без света?

Источники света Естественные Искусственные

Глаз человека воспринимает

Световые лучи Световой луч – это линия, указывающая направление распространения энергии в пучке света.

Евклид. 300 лет до нашей эры

Тень – область пространства, в которую не попадает световая энергия от источника света. Точечный источник света –источник света, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до экрана.

Полутень – область пространства, в которую световая энергия от источника света попадает частично. тень полутень

При солнечном затмении полная тень от Луны падает на Землю. Из этого места Земли Солнце не видно. Когда Луна, вращаясь вокруг Земли, попадает в тень Земли, то наблюдается лунное затмение.

Скорость света в вакууме В физике скорость света является одной из фундаментальных констант. Её определение связано с целыми эпохами в развитии физики: волновой оптикой (Т. Юнг, О. Френель), электродинамикой (Дж. К. Максвелл, Г. Герц, П. Н. Лебедев), квантовой теорией (М. Планк, А. Эйнштейн, Н. Бор), специальной теорией относительности (А. Эйнштейн).

Дания: РЁМЕР ОЛЕ КРИСТЕНСЕН г. «Астрономический метод измерения скорости света» Вывод: Скорость света С = км/с (С = км/с)

Разделив диаметр земной орбиты на время запаздывания, можно получить значение скорости света: с = м : 1320 с 2,27108 м/с

Франция: ФИЗО АРМАН ИППОЛИТ ЛУИ 1819 – г. «Лабораторный метод измерения скорости света»

Параметры установки Физо таковы. Источник света и зеркало т 1 располагались в доме отца Физо близ Парижа, а зеркало т 2 на Монмартре. Расстояние между зеркалами составляло ~ 8,66 км, колесо имело 720 зубцов. Оно вращалось под действием часового механизма, приводимого в движение опускающимся грузом. Используя счетчик оборотов и хронометр, Физо обнаружил, что первое затемнение наблюдается при скорости вращения колеса v = 12,6 об/с. Время движения света t=2 /c, поэтому дает с = 3, м/с

Англия: НЬЮТОН ИСААК 1643 – 1727 «Теория о природе света» Вывод: Корпускулярная теория света: Свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества)

Англия: ЮНГ ТОМАС Франция: ФРЕНЕЛЬ ОГЮСТЕН ЖАН 1788–1827Вывод: Объяснили явления интерференции и дифракции, пользуясь представлениями о волновой теории света

В соответствии с прямыми методами измерений скорость света в вакууме теперь принимают равной с= ,2 м/c

XVI век – Г.Галилей 1676 год – О. Рёмер 1849 год – И. Физо Современные данные о скорости света с 1960 года Поставил вопрос о конечности скорости света. С 3*10 8 м/с Природа света И. Ньютон Х. Гюйгенс Т. Юнг О. Френель Свет - это поток частиц. Свет – это эл/м волна. Открыли явления интерференции и дифракции света. Методы определения скорости света Астрономический метод определения скорости света: км/с Лабораторный метод определения скорости света: км/с ? Какова природа света? Развитие взглядов на природу света

Вопросы: Как в древности объясняли способность видеть? Представителем какой теории света был Исаак Ньютон? Какую теорию света представлял Дж. Максвелл? Какую теорию света подтверждали опыты Т. Юнга и О. Френеля?

Вывод: Свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу. Свет – это электромагнитная волна. Свет – это поток частиц.

КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ Таким образом, свет имеет корпускулярно-волновые свойства. Квантовые и волновые свойства не исключают друг друга, а дополняют. Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко при больших. Корпускулярно-волновой дуализм является проявлением двух форм существования материи - вещества и поля.

С помощью каких методов измерили скорость света? Задача 1. На рисунке показана схема опыта, с помощью которого Галилей предлагал измерить скорость света. Открывая заслонку фонаря, нужно было определить, через сколько времени вернется свет, отразившись от зеркала. Покажите расчетами, приняв s= 1,5 км, в чем главная техническая трудность такого эксперимента.

Решение: Свет проходит путь, равный 2s, за время t = 2s/с =3 км/(310 5 км/с) = = с. Ответ: Обнаружить столь малый промежуток времени при таком опыте невозможно.

Задача* 2. В 1862 г. французский физик Фуко поставил следующий опыт Свет от источника S отражался вращающимся зеркалом А к неподвижному сферическому зеркалу В, центр которого совпадал с зеркалом А. На пути света ставили трубу с водой. За время t, в течение которого свет проходил в воде двойное расстояние АВ = 4 м, зеркало А поворачивалось на угол α и отраженный свет давал блик в точке S ; SAS = 72,8". Скорость вращения зеркала n = 800 об/с. Рассчитайте по этим данным скорость света с в воде.

Решение: с =2АВ/t, где t =α/ω= α/2 πn α = ^ SAS/2, α = 72,8"/( ,3); с =(2АВ2 πn)/α= =(24 м 23,14800 с ,3)/72,8 рад 2, м/с Ответ: с 2, м/с

Скорость распространения электромагнитных волн зависит от среды и выражается формулой v =1/ ε с μ с с =1/ ε с μ с = м/с п = с/ v оптическая плотность среды

Вывод: Измерение скорости света дало возможность дальнейшему развитию физики как науки.

Домашнее задание: введение § 59; упр. 8 (4); повторить темы: «Закон прямолинейного распространения света», «Понятие о световом пучке (луче)», «Солнечное и лунное затмение», «Законы отражения света» (Физика - 8 кл.)

Решить дома: Задача. Допустим, что в опыте используют фотоаппарат с лампой- вспышкой, имеющий выдержку 1/500 с. На каком минимальном расстоянии s должно было бы находиться зеркало, чтобы отраженный им луч не засветил фотопленку? Принять условие: лампа посылает свет в тот же момент, как открывается затвор фотоаппарата.

Вопросы: Как в древности объясняли способность видеть? Представителем какой теории света был Исаак Ньютон? Какую теорию света представлял Дж. Максвелл? Какую теорию света подтверждали опыты Т. Юнга и О. Френеля?