• Prisiminkime, kokius tris šilumos perdavimo tipus tyrėme šiais metais.

• konvekcija;

• šilumos laidumas,

• radiacija.

• Šviesa yra spinduliuotė, bet tik ta dalis, kurią suvokia akis.

Šviesos šaltiniai

– Tu ją seki – ji iš tavęs, tu iš jos – ji už tavęs?

• Šešėlis yra erdvės sritis, kuri negauna šviesos iš šaltinio.

Penumbra

• Penumbra- erdvės sritis, į kurią iš dalies patenka šviesa iš šaltinio.

Užtemimas paaiškinamas tiesinio šviesos sklidimo dėsniu

Mėnulio užtemimas

• Įdomu tai, kad jūros kirminas gelbsti gyvybes.

• Kai krabas įkanda, kirmino nugarėlė ryškiai šviečia. Jo link veržiasi krabas, sužalotas kirminas pasislepia, o po kurio laiko vietoje trūkstamos dalies išauga naujas.

• Brazilijoje ir Urugvajuje aptinkamos rausvai rudos ugniažolės su ryškiai žalių lempučių eilėmis išilgai kūno ir ryškiai raudonos „lemputės“ ant galvos.

• Pasitaiko atvejų, kai šios natūralios lempos, džiunglių gyventojai, gelbėdavo žmonių gyvybes: Ispanijos ir Amerikos karo metu gydytojai sužeistuosius operuodavo į butelį supiltų ugniagesių šviesa.

• XVIII amžiuje britai išsilaipino Kubos pakrantėje, o naktį miške išvydo šviesų pasaulį. Jie manė, kad salos gyventojų per daug, ir pasitraukė, bet iš tikrųjų tai buvo ugniagesiai.

• Kryptis į šiaurę šiauriniame pusrutulyje nustatoma stovint vidurdienį nugara į Saulę. Žmogaus metamas šešėlis, kaip strėlė, bus nukreiptas į šiaurę. Pietiniame pusrutulyje šešėlis bus nukreiptas į pietus.

Hamburgo alchemikas Brandas visą gyvenimą ieškojo paslapties, kaip gauti „filosofinį akmenį“, kuris viską paverstų auksu. Vieną dieną jis supylė šlapimą į indą ir pradėjo jį kaitinti. Kai skystis išgaravo, apačioje liko juodos nuosėdos. Brandas nusprendė jį pakaitinti ant ugnies. Ant indo sienelių pradėjo kauptis į baltą vašką panaši medžiaga. Jis spindėjo! Alchemikas manė, kad įgyvendino savo svajonę. Tiesą sakant, jis gavo anksčiau nežinomas cheminis elementas – fosforas (nešantis šviesą).

Kas yra šviesa? Senovės Graikijos filosofai nežinojo atsakymo. Net Archimedas nepaaiškino, nors žinojo apie atspindžio dėsnį ir sėkmingai jį taikė. Iki XVI amžiaus daugelis filosofų manė, kad regėjimas yra kažkas, sklindantis iš akies ir tarsi iš jutimo objektų.

Tačiau buvo ir kitų teorijų, pagal kurias šviesa yra materijos srautas, sklindantis iš matomo objekto. Iš šių hipotezių Demokrito požiūris yra artimiausias šiuolaikinėms idėjoms. Jis tikėjo, kad šviesa yra dalelių, turinčių tam tikras fizines savybes, srautas. Jis rašė: „Saldumas egzistuoja kaip susitarimas, kartumas kaip susitarimas, spalva kaip susitarimas, iš tikrųjų yra tik atomai ir tuštuma“.

Huygens Christian () Olandų fizikas Newton Isaac () Galiausiai paaiškėjo, kad dvi teorijos paaiškina šviesos prigimtį vienu metu. Be to, abi teorijos yra fiziškai pagrįstos ir patvirtintos eksperimentais.

1690: „Traktatas apie šviesą“. Šviesa yra elektromagnetinė banga, kuri gali lenktis aplink kliūtis: „Optika“. Šviesa yra dalelių srautas.

Kodėl aiškus spindulys raibuliuoja naktį? Kokia plona liepsna plinta į dangaus skliautą? Kaip žaibas, be grėsmingų debesų, veržiasi iš Žemės į zenitą? Kaip gali būti, kad viduržiemį sušalę garai pagimdo ugnį? M. Lomonosovas Apie ką rašo Lomonosovas? Gamtoje yra daug įdomesnių su šviesa susijusių reiškinių.

Kas yra šviesa? Kokia yra šviesos prigimtis? Kodėl balta šviesa skyla į spalvas? Kiek spalvų yra iš tikrųjų, septynios ar milijonai? Tokie klausimai kėlė žmonių smalsumą beveik per visą žmonijos istoriją – nuo ​​pirmųjų mąstytojų iki XX a. Tačiau norint atsakyti į šiuos ir kitus klausimus, reikia suprasti šviesos prigimtį, kuri, kaip paaiškėjo, yra labai sudėtinga. Šios pamokos metu susipažinsite su pagrindinėmis mokslo sampratomis apie šviesos prigimtį ir sužinosite konkrečios mokslinės teorijos šalininkų argumentus.

Optika

Šviesos prigimtis. Šviesos greitis

Optika – fizikos šaka, tirianti šviesos reiškinius ir jiems nustatytus dėsnius, taip pat šviesos sąveiką su medžiaga, šviesos prigimtį.

Informacija apie pasaulį žmogui ateina per regėjimą. Šviesos pagalba gauname didžiąją dalį informacijos apie mus supantį pasaulį.

Pirmoji informacija apie šviesą pasirodė prieš 2,5 tūkst.

Pitagoras buvo vienas pirmųjų mokslininkų, pateikusių mokslinę hipotezę apie šviesos prigimtį (žr. 1 pav.). Jis pirmasis ne tik spėjo, bet ir įrodė, kad šviesa sklinda tiesia linija. Jis, o vėliau ir kiti geometrai iki Euklido, naudojo šviesos atspindžio ir lūžio reiškinius, kad sukurtų geometrijos pagrindus. Ne veltui viena iš optikos šakų vadinama geometrine optika.

Ryžiai. 1. Pitagoras

Pitagoras: „Šviesa yra dalelių srautas, skleidžiantis daiktus, prasiskverbiantis į žmogaus akį ir atnešantis informaciją apie tai, kas mus supa“.

XVII amžiuje šios teorijos šalininku tapo Izaokas Niutonas (žr. 2 pav.). Daugelį šviesos reiškinių jis paaiškino remdamasis tuo, kad šviesa yra ypatingų dalelių srautas.

Ryžiai. 2. Izaokas Niutonas

„Corpuscula“ kilęs iš lot. corpusculum – dalelė. Todėl Niutono teorija imta vadinti korpuskuline šviesos teorija.

1. Tiesus šviesos sklidimas.

2. Atspindžio dėsnis.

3. Šešėlio susidarymo iš daikto dėsnis.

Tuo pačiu metu atsirado ir kita teorija – šviesos bangų teorija.

Šios teorijos šalininkas buvo Christiaan Huygens (žr. 3 pav.). Jis bandė paaiškinti tuos pačius reiškinius kaip ir Niutonas, tik iš pozicijos, kad šviesa yra banga.

Ryžiai. 3. Christiaan Huygens

Huygensas sukūrė šviesos bangų teoriją pagal analogiją su bangų procesais vandenyje ir ore, todėl manė, kad šviesos bangos taip pat turėtų sklisti tam tikroje elastingoje terpėje, kurią jis pavadino šviesos eteriu. Ši idėja buvo bangų optikos pagrindas iki XX amžiaus pradžios.

Tais laikais jau buvo pastebėta, kad šviesa sklinda ne tik tiesia linija.

1. Šviesa gali lenktis aplink kliūtis – difrakcija (žr. 4 pav.).

Ryžiai. 4. Difrakcija

2. Bangos gali sumuotis – trukdžiai (žr. 5 pav.).

Ryžiai. 5. Trikdžiai

Šie reiškiniai būdingi tik bangoms, todėl Huygensas tikėjo, kad šviesa yra banga.

Korpuskulinė teorija negalėjo paaiškinti, kaip vienas spindulys praeina per kitą. Jei šviesą laikytume dalelių srautu, tai turėtų būti stebima sąveika, tačiau ji nebuvo pastebėta, ir tai pasisakė už tai, kad šviesa yra banga.

XIX amžiaus viduryje buvo sukurta Maksvelo teorija. Jis įrodė, kad elektromagnetinis laukas sklinda 300 tūkstančių km per sekundę greičiu.

Atlikus eksperimentus buvo nustatyta, kad tokiu greičiu sklinda ir šviesa.

Šviesa yra ypatingas elektromagnetinės bangos atvejis.

XVII a – Danų mokslininkas Roemeris atliko eksperimentą, kurio metu paaiškėjo, kad šviesos sklidimo greitis yra maždaug 300 tūkstančių km per sekundę.

1848 – Hippolyte Fizeau įrodė, kad šviesos greitis yra 300 tūkstančių km per sekundę.

Visa tai patvirtino faktą, kad šviesa yra elektromagnetinė banga.

XIX amžiuje Heinrichas Hercas (žr. 6 pav.) tyrė elektromagnetinių bangų savybes ir parodė, kad šviesa gali būti dalelė. Hertzas atrado fotoelektrinio efekto reiškinį.

Ryžiai. 6. Heinrichas Hercas

Heinrichas Hertzas tyrinėjo elektromagnetines bangas, iš pradžių manydamas, kad jos neegzistuoja, ir parodė tikrą drąsą, pirmasis atpažinęs jų tikrovę kaip natūralų objektą.

Fotoelektrinis efektas: veikiami šviesos elektronai išmušami iš neigiamą krūvį turinčios metalinės plokštės.

Tai galima padaryti tik tuo atveju, jei šviesa yra dalelių srautas.

XX amžiuje jie priėjo prie galutinio sprendimo, įvesdami šviesos bangos ir dalelių dvilypumo koncepciją.

Kai šviesa sklinda, ji elgiasi kaip banga (bangų savybės), o išspinduliuota ir sugerta – kaip dalelė (su visomis dalelių savybėmis). Tai yra, šviesa turi dvejopą prigimtį.

Todėl visi reiškiniai nagrinėjami šių dviejų teorijų požiūriu.

1. Fizika. 11 klasė: Bendrojo ugdymo vadovėlis. įstaigos ir mokyklos su gyliu studijuoja fiziką: profilio lygis / A.T. Glazunovas, O.F. Kabardinas, A.N. Malinin ir kt. A.A. Pinskis, O.F. Kabardina. Ross. akad. Mokslai, Ross. akad. išsilavinimas. – M.: Švietimas, 2009.
2. Kasjanovas V.A. Fizika. 11 klasė: Edukacinis. bendrajam lavinimui institucijose. – M.: Bustard, 2005 m.
3. Myakishev G.Ya. Fizika: vadovėlis. 11 klasei bendrojo išsilavinimo institucijose. – M.: Švietimas, 2010 m.

1. Sankt Peterburgo mokykla ().
2. Realphys.com ().
3. UAB „Energija“ ().

Rymkevičius A.P. Fizika. Problemų knyga. 10–11 klasės – M.: Bustard, 2010. – Nr.1019, 1021

1. Kokiais faktais, susijusiais su šviesos sklidimu, naudojosi korpuskulinės šviesos prigimties teorijos šalininkai?
2. Ar fotoelektrinis efektas patvirtino banginę ar korpuskulinę šviesos prigimties sampratą?
3. Kaip vadinama dvigubos šviesos prigimties samprata?
4. Kokiais atvejais šviesa turėtų būti laikoma dalelių srautu?