Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649), страница 4
Текст из файла (страница 4)
чепце нескольких столетий в такой обшнрной области, как оптика, пезозлюжно придерживаться история, изабилававлнсй ошибочными идеямн и отступлениями. Паюаму и ягой вводной главе мы считаем целесообразным отметить основные этапы в эаолюцнн представлений о природе света з). Философы древности, размышлявшие о природе света, знали о зажигательных стеклах, о прямолинейном распространении света, о преломлении и отражении.
Первые снсшматичсские описания оптических явлений, описания, о которых ыы имеем некоторое представление, принадлежат греческим философам я математикам (Емпедоклу (490 — 430 гг. ло н. э.), Евнлиду (300 г. до н. э.)). Из основателей новой философии следует отметить Рене Декарта (1596— 1650 гг.), который сфармулнроаал взгляды на природу саша на основе метафизических представлений [8!. Декарт считал, что свет — зто сжатие, распространяющееся в идеально упругой среде (эфире), которая заполняет все пространство, а различие цвепж оа абьяснял в!гашагш~ьглыци движениями частиц этой среды с различными слоростимн.
Однако только пекле того, как Галилео Галилей (1564 — !642 гг.), развивая механику, продемонстрировал мощь своего иксперамептального метода, антика папучила прочную основу. Зэков огра»кения был изнггтен еше грекам; закон же преломления света был пкспернлгещгалопгл )л:тяпоплсп и !621 г. Веллсбродом Сисл.чиусо« **) (1591— !626 гг ). В 1667 г, Пьер Ферма ([ух)1 - !665 гг.) выдвинул свай знаменитый «принцип нзнмсяьшега времени» и"") п слелуюшей форме: «Природа всегда следую наикратчайшему путя». В соответствии с этим принципом снег распроглрапяется по пути, требующему наименьшего времени; отсюда, а также *) Лип боксе похгюго озпзкочлеиия с историей оптики см. !1 — 6!. Попробиый историчесипй обзор оптических пссзсхоззоий ищлоп, ио изгзоящего зремеии гм.
з кинге Узттекерз !71. Псрзый точ этап кииги послумии осиозиым исто гииком при иаоисзиии пащоящего историчо лого ззейеооя. '"] Си«ллиус умер з 1626 г, ие опубииковвв своего открытия. Закон препомлеиия бых впервые ыгисзи з гдиозтриие» декарта без ссылки из Сиеллиусз, хотя, как считают, Декарт был знаком с его рукописью из эту тему, "') В письме к Каро дс ля 0)амбру.
Оий опубликовано в [И. Гб нстпгнчвснов авкквниа из предположения о различиях а «сопротивлениях» разных сред вьпекаег закон првномлепия саста. Принцип Ферма имеет огромное философское значение и а свое время породил множество споров, так как его истолкование не сво. бодно от телеологнческнх положений, чуждых естественным наукам. Впервые явление интерференции, з именно вснннкааненне разнопветной окраски тонких пленок (в настоя>цее время такая картина назынаетчя «кольпаыи Ньютона»), было независимо обнаружено Робертом Бойлшл (1627— 1691 гг.) 1101 н 1>абгртом Гукая (1635 †!703 гг.) 1!В.
Гук установил также наличие света в области геометрической тени, т. с. «днфракцик» света, однако это явление была замечена ранее Фрапш>скон Ма р на Грюшл > да (1618 — 1663 гг.) 1!21. Гук был первыч исследователем, который считал, что свет «состоит» пз быстрых колебаний, распространяющихся мгновсяно или с очень болшпзй «карота к> на любые расстояния, и что каждое колебание в однородной среде порождает сферу, радиус >«отарой постоянно растет со яре «епем *). С помои>ыо таких представлений Гук пытался объяснить явление прелоыления и дать интерпретацию цвета. Однако природа цвета бы~>а выяснена лишь н 1666 г., когда Исаак Нъктгон Н642 — 1?27 гг.) обнаружил ПЗ), что бнчый цвет с помощью призмы мажно разложить на Отдельиые цнетоаые комю>ненты н что дхя каждого чистого цвета характерна сван степень преломления.
Трудност>«, возникавшие в волновой теории при попытках объяснить прямолинейное рагпрос>ранение снега и явление поляризации (открытос Гюйгенсом П41), казались Ньютону настолько серьезнычн, что побхдилн его ра«вить корпускуляриую теорию (нли теорию истечения), согласно которой свет распространяется от излучающего тела и виде мельчайших частиц. Ко нременн опубликования теории цвета Ньютона сщс не было известно, распра траняется ля свет мгновенно илн нег. Коне«на>гь скоро тн света бычз обвару>кена в 1675 г. Олафом Ремернм (!644 — 1?!О гг.) при наблюдениях зз затмениями спутников Ютитсра (!51.
Волновая теория сне>а, среди первых последователей которой, как мы нпделп, находился Гук, была существенно улучшена и расширена Христиа. нсш Гюйгенсом (1629 — !695 гг.) !141. Он выдвинул принцип, нк>нан>«>ей по>днес его именем, согласно которому как«дую точку «эфира», до которой дош1>о свстонос возмущение, можно рассматривать как центр нового возыущеиия, рвспрасг)жнян>щегася в виде сферической волны, эти вторичные волны коыбинируются таким образом, что их огиб>ающчя определяет но>новой фронт в дюбой последуюп>ий момент времени. С помощью этого пршшипа !'юй енсу удалось вывести законы прелочления и отражения света. Он также объяснил двойное лучепреломлепие в исландском шпаге (огкрыгос в 1669 г. Эразма>« Бартолян)сом (!625 — 1698 гг.)), предшиожив, что при праха>к!енин снега через крис>алл вж«ни>сает, кроме первичной сферической, вторичная эллин.
свидальная волна. В процессе споего исследования !'юйгепс обнаружил чрез. вычаипо важное явление, а именно явление поляризации: он показал, что каждый >ы двух лучей, нознпкаюдах после прохождения света череэ кристич> исландского и>пата, можно погасить, пропуская ега через второй такой же кристаля и вращая последний относительно направленая луча. Одпаю> обьяснить поляризацию удалось только Н> ютону; ан предположил, что лучи имеют «стороны», и именно прн>канне под«>бной «поперсчног>н» снега каза'>ось счу непреодошмым нозраженвсм против волновой теории, по катьку уч*нын н то время были известны только продольные волны (из изучения распространения звука).
Отрицание волновая теории такам автор>пегом, как Ньнсшон, привело к полному ее забвению н течение почти столетия. Однако иногда появчились ") В ранних волновых теориях Гукв и пвагенсв ресснатриввансь единичные «инвульсю, в не вслновне цуги с овредевевнынн дхнввмв волн, Гу истогичкскок взхдкиив ее случайныс защитники '.), например недикий математик Леонард Эйлер (1707 — 1783 гг.) П61.
Только в начале Х1Х века были сделаны важнейшие открытия, приведшие к полному рнзнанию волновой теории !(ервым шагом в этом направленни послужило обьяснение интерфереиш1и, вл1двииугсе в 1801 г. Томасои 1Онгом (1773 .1829 гг.), а также цветов тонких пленок П7!. Однако, посколыгу идеи Юнга блсби развиты в основном лишь качественно, они не получили об. щего признания. Примерно в это же время Этьен Луи Мал|ос (1775 — 1812 гг.) П81 обваружил паэарвзацню света при гггражеиии.
Вероятно, в одни из вечеров 1808 г. ои наблюдал черщ кристалл исландского шпата отражение Солнца в оконном стекле и обнаружил, что при вращении кристалла вокруг линии зрения щиосительные иптенсиввости двух взображснпй, возникающих благодаря диойпому лучепреломзению, изчеиинлси. Однако Малкзс не пытался найти обьяспепие этого явления, считая, цо-видичому, что существовавшие тогда теории не в состоянии дать его. Тем временем в работах Пьера Симона де Лапласа (1749 — 1827 гг.) н Жана- Батиста Био (!774 — !862 гг.) развивалась далее корпускулярвая теория. Ве сторонника предложили считать объяснение явления дифрзкцин достойным премии, учрежденной на 1818 г.
Парижской Академией наук, надеясь, что исследования в этой области полностью подтвердят корпускулярную теорию. Однако их надежды не оправдались — несмотря на сильГГое сопротивление, премия была присуждена Августину Жаку Френелю (1788 — 1827 гг.), исследование которого (191 основывалось на волновой теории и явилось перньщ из серди работ, пачиостью развенчавшнх в течение нескольких лет корпускулярп) ю теорию Суп!ность его исследования состояла в синтезе идеи Гюйгенса о построении волнового фронта как огибающей сферических волн и принципа интерференции Юнга. Этого, как показал Френель, оказалось достаточно для объяснения ие только «прялголинейности» распространения света, но и небольших отклонение от апрямолппейностик, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
