Ranné teórie svetla Newton – Huygens

Optika 17. storočia antická a stredoveká geometrická optika brusiči skla a optici – výroba ďalekohľadov, mikroskopov, hranolov vedecký experiment niektorí bádatelia: Galilei, Kepler – zdokonalenie ďalekohľadu Snellius, Descartes – zákon lomu, vysvetlenie dúhy Fermat, Leibniz – princíp najmenšieho času Römer, Cassini – konečná rýchlosť svetla Grimaldi, Bartholinus – ohyb svetla, dvojlom v islandskom vápenci

Dve teórie svetla Newtonova časticová teória svetla Huygensova vlnová teória svetla

Newtonova korpuskulárna teória Isaac Newton (1643 – 1727) anglický matematik a fyzik zaoberal sa matematikou, mechanikou, optikou prínosy v optike: časticová teória svetla sférická a chromatická aberácia zrkadlový ďalekohľad disperzia svetla na hranole teória farieb neskôr kompromisná teória – existencia éteru

Disperzia bieleho svetla na hranole Lúč bieleho svetla Biele svetlo je zložené zo svetiel rôznych farieb dúhy. Svetlo danej farby sa už nedá rozložiť ďalším lomom. Farby sú prvotné vlastnosti svetla. Farby telies majú pôvod v schopnosti odrážať určitý druh svetla. Sklenený hranol Tienidlo

Dopadajúci svetelný lúč Newtonova teória farieb nerovnaká veľkosť častíc svetla najmenšie – fialové najväčšie – červené po dopade na sklo rozkmitajú éter odraz, prechod závisí od zhustenia – zriedenia éteru a od hrúbky vrstvy vysvetlenie farieb tenkých vrstiev – Newtonove krúžky Vlnenie éteru Tenká vrstva Dopadajúci svetelný lúč h

Rozvoj korpuskulárnej teórie svetla Jean Baptiste Biot (1774 – 1862) Pierre Simon Marquis de Laplace (1749 – 1827)

Vysvetlenie zákona lomu svetla Častica svetla Zakrivenie trajektórie Pohyb po priamke Oblasť pôsobenia príťažlivých síl

Huygensova undulačná teória Christian Huygens (1629 – 1695) holandský matematik a fyzik vynikol v 3 oblastiach – optike, mechanike a matematike prínosy v optike: zdokonalenie šošovkového ďalekohľadu vlnová teória svetla – fyzika éteru Huygensov princíp vysvetlenie odrazu, lomu svetla dvojlom v islandskom vápenci objav polarizácie svetla jeho úvahy uznané až v 19. stor.

Huygensov princíp – šírenie svetelných vĺn Elementárne sekundárne vlny každý bod vlnoplochy v čase t je zdrojom sekundárnych guľových vĺn s rovnakou rýchlosťou c – koherentné zdroje vlnoplocha v čase t + Δt je daná ako obalová plocha týchto sekundárnych vĺn v čase t + Δt Elementárne sekundárne vlny Vlny v čase t + Δt Vlna v čase t

Vysvetlenie zákona lomu svetla Elementárne vlnoplochy Huygensovho princípu vyplýva Dopadajúca vlna Dráhové rozdiely zákon lomu a C1 > C2 Elementárne vlnoplochy Lomená vlna

Rozvoj vlnovej teórie svetla Thomas Young (1773 – 1829) Augustin Jean Fresnel (1788 – 1827)

Difrakcia svetla na štrbine vlnová dĺžka svetla λ ≈ veľkosť otvoru d svetelné vlnenie sa šíri aj za rohom otvoru – jav difrakcie sekundárne vlny sa po okrajoch zoslabujú, v strede zosilňujú Vlnová dĺžka λ Rovinné vlny Veľkosť otvoru d

Youngov dvojštrbinový experiment svetlé a tmavé prúžky na tienidle Interferencia svetelných vĺn Zdroj svetla Bodový zdroj Dva koherentné zdroje Tienidlo

Úspechy a slabiny teórií svetla Newtonova teória teória farieb vysvetlenie polarizácie vysvetlenie dvojlomu interferencia difrakcia nesúlad s pokusom (index lomu látky < 1) Huygensova teória vysvetlenie difrakcie a interferencie vlnové dĺžky farieb spektra (Young) súlad s experimentom polarizácia (pozdĺžne vlnenie) zlyhanie pri fotoefekte

Ďakujem Vám za pozornosť