Информация, оборудование, промышленность

Оптика, Интерференция, Поляризация, волновая теория Френеля

Оптика. Интерференция

Томас Юнг (1773-1829). Врач по профессии, человек разносторонних интересов, занимавшийся даже египтологией. Пришел к идее наложения световых потоков (интерференции). В основе этого открытия, возможно, лежали звуковые аналогии - биения (Юнг занимался исследованием человеческого голоса). Он обращается к наследию Ньютона - волны на воде. Получил дифракционную картину, оперируя с двумя отверстиями, освещенными Солнцем. Из этих опытов он определяет и длины световых волн: красных (0,7 мкм) и фиолетовых (0,42 мкм). Объяснил до мельчайших деталей цвета тонких пленок (на современном нам уровне)

Интересное по этой теме

Поляризация

Двойное лучепреломление на исландском шпате было открыто еще голландским физиком Христианом Гюйгенсом (1629-1695), автором волновой теории света (“Трактат о свете”, 1690 г.). На основе корпускулярной теории Ньютона Малюс (1775-1812) называет свет поляризованным, если его молекулы, “корпускулы” имеют определенную ориентацию. “Естественный” свет состоит из корпускул, ориентированых во всех направлениях. Это явление исследовали также Био и Араго во Франции и Брюстер в Англии. Доменик Франсуа Араго (1786-1853) установил поляризацию света от лунного серпа, комет, радуги, еще раз подтвердив тем самым, что все это - отраженный солнечный свет. Дэвид Брюстер установил, что отраженный луч полностью поляризован, а преломленный - имеет максимальную поляризацию в том случае, когда отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны (закон Брюстера).

Волновая теория Френеля

Век корпускулярной теории света длился недолго. Молодой дорожный инженер Огюстен Френель(1788-1827), оказавшийся не у дел, посвятил себя изучению дифракции, имея лишь примитивное оборудование. Во время проведения его опытов теория располагала тремя принципами: 1)элементарных волн, 2)огибающей и 3)интерференции. Френель решил объединить их.

Его работы критиковались Лапласом, Пуассоном и Био за математическую нестрогость. Однако, после перерыва в занятиях оптикой он все же решил представить их на конкурс Парижской академии наук в 1818 году.

Пуассон указал на противоречия расчетов Френеля со здравым смыслом: в центре геометрической тени непрозрачного диска при определенных его размерах, по представлениям Френеля, должно наблюдаться светлое пятно. Когда Френель экспериментально подтвердил, что “здравый смысл” ошибается, комиссия, в которую входили Пуассон, Лаплас, Араго, Био и Гей-Люссак присудила ему премию. Используя вместе с Араго интерференцию поляризованного света, Френель пришел к выводу о поперечных колебаниях эфира (аналогий в акустике не было). Отсюда следовало, что тонкая материя эфир должна быть и абсолютно упругой, ибо только в упругих телах наблюдали поперечные (механические) колебания. Араго отказался подписать совместную статью с таким выводом.

Скорость распространения света в среде зависит от длины волны, а при данной длине волны тем меньше, чем более преломляющей является среда. Из корпускулярной же теории следовало как раз обратное. В период с 1815 по 1823 годы благодаря Френелю было воздвигнуто здание волновой оптики. Его помогали строить молодые физики: Джордж Эйри, Джон Гершель, Франц Нейман.

Разместить статью