რა არის სინათლე? რა არის სინათლის ბუნება? რატომ იყოფა თეთრი შუქი ფერებად? რამდენი ფერია, შვიდი თუ მილიონი? ასეთი კითხვები აღძრავდა ადამიანის ცნობისმოყვარეობას თითქმის მთელი მისი ისტორიის განმავლობაში, პირველი მოაზროვნეებიდან მე-20 საუკუნემდე. მაგრამ ამ და სხვა კითხვებზე პასუხის გასაცემად, თქვენ უნდა გესმოდეთ სინათლის ბუნება, რომელიც, როგორც აღმოჩნდა, ძალიან რთულია. ამ გაკვეთილზე გაეცნობით სინათლის ბუნების ძირითად სამეცნიერო ცნებებს, შეისწავლით კონკრეტული სამეცნიერო თეორიის მომხრეების არგუმენტებს.

ოპტიკა

სამყაროს ბუნება. სინათლის სიჩქარე

ოპტიკა არის ფიზიკის დარგი, რომელიც სწავლობს სინათლის ფენომენებს და მათთვის დადგენილ კანონებს, ასევე სინათლის ურთიერთქმედებას მატერიასთან, სინათლის ბუნებას.

სამყაროს შესახებ ინფორმაცია ადამიანამდე მოდის ხედვით. სინათლის დახმარებით ჩვენ ვიღებთ ყველაზე მეტ ინფორმაციას ჩვენს გარშემო არსებულ სამყაროზე.

სინათლის შესახებ პირველი ინფორმაცია 2,5 ათასი წლის წინ გამოჩნდა.

პითაგორა იყო ერთ-ერთი პირველი მეცნიერი, რომელმაც წარმოადგინა მეცნიერული ჰიპოთეზა სინათლის ბუნებასთან დაკავშირებით (იხ. სურ. 1). ის იყო პირველი, ვინც არამარტო გამოიცნო, არამედ დაამტკიცა, რომ სინათლე ვრცელდება სწორი ხაზით. მან და შემდეგ სხვა გეომეტრებმა, ევკლიდემდე, გამოიყენეს არეკვლისა და გარდატეხის სინათლის ფენომენები გეომეტრიის საფუძვლების ასაგებად. გასაკვირი არ არის, რომ ოპტიკის ერთ-ერთ განყოფილებას გეომეტრიული ოპტიკა ეწოდება.

ბრინჯი. 1. პითაგორა

პითაგორა: "სინათლე არის ნაწილაკების ნაკადი, რომელიც ასხივებს ობიექტებს, აღწევს ადამიანის თვალში, მათ მოაქვს ინფორმაცია იმის შესახებ, რაც ჩვენს გარშემოა."

მე-17 საუკუნეში ისააკ ნიუტონი ამ თეორიის მომხრე გახდა (იხ. სურ. 2). მან ახსნა მრავალი სინათლის ფენომენი იმის საფუძველზე, რომ სინათლე არის სპეციალური ნაწილაკების ნაკადი.

ბრინჯი. 2. ისააკ ნიუტონი

„კორპუსკული“ ლათ. corpusculum - ნაწილაკი. ამიტომ, ნიუტონის თეორიას დაერქვა სინათლის კორპუსკულარული თეორია.

1. სინათლის სწორხაზოვანი გავრცელება.

2. ასახვის კანონი.

3. ობიექტისგან ჩრდილის წარმოქმნის კანონი.

ამავე დროს გაჩნდა კიდევ ერთი თეორია - სინათლის ტალღური თეორია.

კრისტიან ჰაიგენსი იყო ამ თეორიის მომხრე (იხ. სურ. 3). ის ცდილობდა აეხსნა იგივე ფენომენები, როგორც ნიუტონი, მხოლოდ იმ პოზიციიდან, რომ სინათლე არის ტალღა.

ბრინჯი. 3. კრისტიან ჰაიგენსი

ჰიუგენსმა ააგო სინათლის ტალღური თეორია წყალსა და ჰაერში ტალღური პროცესების ანალოგიით და ამიტომ თვლიდა, რომ სინათლის ტალღები ასევე უნდა გავრცელდეს რაიმე სახის ელასტიურ გარემოში, რომელსაც მან უწოდა სინათლის ეთერი. ეს იდეა ემსახურებოდა ტალღის ოპტიკის საფუძველს მე-20 საუკუნის დასაწყისამდე.

იმ დღეებში უკვე შენიშნა, რომ სინათლე მხოლოდ სწორ ხაზზე არ ვრცელდება.

1. სინათლეს შეუძლია დაბრკოლების ირგვლივ მოხვევა - დიფრაქცია (იხ. სურ. 4).

ბრინჯი. 4. დიფრაქცია

2. ტალღებს შეიძლება დაემატოს - ჩარევა (იხ. სურ. 5).

ბრინჯი. 5. ჩარევა

ეს ფენომენი დამახასიათებელია მხოლოდ ტალღებისთვის, ამიტომ ჰიუგენსს სჯეროდა, რომ სინათლე ტალღაა.

კორპუსკულური თეორია ვერ ახსნიდა როგორ გადის ერთი სხივი მეორეში. თუ სინათლეს განვიხილავთ, როგორც ნაწილაკების ნაკადს, მაშინ ურთიერთქმედება უნდა დაფიქსირდეს, მაგრამ ეს არ იყო დაფიქსირებული და ეს მეტყველებდა იმის სასარგებლოდ, რომ სინათლე არის ტალღა.

მაქსველის თეორია შეიქმნა მე-19 საუკუნის შუა ხანებში. მან დაამტკიცა, რომ ელექტრომაგნიტური ველი წამში 300 000 კმ სიჩქარით ვრცელდება.

ექსპერიმენტების შედეგად დადგინდა, რომ სინათლეც ასეთი სიჩქარით ვრცელდება.

სინათლე ელექტრომაგნიტური ტალღის განსაკუთრებული შემთხვევაა.

მე-17 საუკუნე - დანიელმა მეცნიერმა რემერმა ჩაატარა ექსპერიმენტი, რომელშიც აღმოჩნდა, რომ სინათლის გავრცელების სიჩქარე წამში დაახლოებით 300 ათასი კმ-ია.

1848 წელი – იპოლიტ ფიზეომ დაამტკიცა, რომ სინათლის სიჩქარე წამში 300 ათასი კმ-ია.

ამ ყველაფერმა დაადასტურა ის ფაქტი, რომ სინათლე ელექტრომაგნიტური ტალღაა.

XIX საუკუნეში ჰაინრიხ ჰერცმა (იხ. სურ. 6) შეისწავლა ელექტრომაგნიტური ტალღების თვისებები და აჩვენა, რომ სინათლე შეიძლება იყოს ნაწილაკი. ჰერცმა აღმოაჩინა ფოტოელექტრული ეფექტი.

ბრინჯი. 6. ჰაინრიხ ჰერცი

ჰაინრიხ ჰერცმა შეისწავლა ელექტრომაგნიტური ტალღები, თავდაპირველად სჯეროდა, რომ ისინი არ არსებობდნენ და გამოიჩინა ნამდვილი გამბედაობა, პირველმა აღიარა მათი რეალობა, როგორც ბუნებრივი ობიექტი.

ფოტოელექტრული ეფექტი: ელექტრონები გამოიდევნება უარყოფითად დამუხტული ლითონის ფირფიტიდან სინათლის გავლენით.

ეს შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ სინათლე არის ნაწილაკების ნაკადი.

მე-20 საუკუნეში მათ მიიღეს საბოლოო გადაწყვეტილება სინათლის ტალღა-ნაწილაკების ორმაგობის კონცეფციის შემოღებით.

სინათლე გავრცელებისას იქცევა როგორც ტალღა (ტალღის თვისებები), ხოლო გამოსხივებისა და შთანთქმის დროს - როგორც ნაწილაკი (ნაწილაკების ყველა თვისებით). ანუ სინათლეს აქვს ორმაგი ბუნება.

აქედან გამომდინარე, ყველა ფენომენი განიხილება ამ ორი თეორიის პოზიციიდან.

1. ფიზიკა. მე-11 კლასი: სახელმძღვანელო ზოგადი განათლებისთვის. დაწესებულებები და სკოლები ღრმასთან ერთად ფიზიკის შესწავლა: პროფილის დონე / A.T. გლაზუნოვი, ო.ფ. ყაბარდინი, ა.ნ. მალინინი და სხვები.რედ. ᲐᲐ. პინსკი, ო.ფ. ყაბარდო. როს. აკად. მეცნიერებები, როს. აკად. განათლება. – მ.: განმანათლებლობა, 2009 წ.
2. კასიანოვი V.A. ფიზიკა. მე-11 კლასი: პროკ. ზოგადი განათლებისთვის ინსტიტუტები. – M.: Bustard, 2005 წ.
3. მიაკიშევი გ.ია. ფიზიკა: პროკ. 11 უჯრედისთვის. ზოგადი განათლება ინსტიტუტები. – მ.: განმანათლებლობა, 2010 წ.

1. პეტერბურგის სკოლა ().
2. Realphys.com().
3. სს "ენერგია" ().

რიმკევიჩი A.P. ფიზიკა. დავალების წიგნი. 10-11 უჯრედი - M .: Bustard, 2010. - No. 1019, 1021

1. სინათლის გავრცელებასთან დაკავშირებული რა ფაქტები გამოიყენეს სინათლის ბუნების კორპუსკულური თეორიის მომხრეებმა?
2. დაადასტურა თუ არა ფოტოელექტრული ეფექტი სინათლის ბუნების ტალღურ ან კორპუსკულურ კონცეფციას?
3. რა ჰქვია სინათლის ორმაგი ბუნების კონცეფციას?
4. როდის უნდა ჩაითვალოს სინათლე ნაწილაკების ნაკადად?

• გავიხსენოთ, რა სამი ტიპის სითბოს გადაცემა შევისწავლეთ წელს.

• კონვექცია;

• თბოგამტარობა,

• რადიაცია.

• სინათლე არის გამოსხივება, მაგრამ მხოლოდ ის ნაწილი, რომელსაც თვალი აღიქვამს.

სინათლის წყაროები

- მიყვები - შენგანაა, შენ მისგან - შენს უკან დგას?

• ჩრდილი არის სივრცის რეგიონი, რომელიც არ ექვემდებარება სინათლის წყაროს.

პენუმბრა

• პენუმბრა- სივრცის არე, რომელშიც ნაწილობრივ შემოდის წყაროს სინათლე.

დაბნელება აიხსნება სინათლის სწორხაზოვანი გავრცელების კანონით

მთვარის დაბნელება

• საინტერესოა, რომ ზღვის ჭია სიცოცხლეს იხსნის.

• როდესაც კიბორჩხალა მასში კბენს, ჭიის ზურგი მკვეთრად იფეთქებს. კიბორჩხალა მისკენ მირბის, დაზიანებული მატლი იმალება და ცოტა ხნის შემდეგ დაკარგული ნაწილის ადგილას ახალი იზრდება.

• ბრაზილიასა და ურუგვაიში არის მოწითალო-ყავისფერი ციცინათელები სხეულის გასწვრივ კაშკაშა მწვანე შუქებით და თავზე კაშკაშა წითელი „ბოლქვით“.

• არის შემთხვევები, როდესაც ამ ბუნებრივმა ნათურებმა - ჯუნგლების მცხოვრებლებმა - გადაარჩინეს ადამიანების სიცოცხლე: ესპანეთ-ამერიკის ომის დროს ექიმები დაჭრილებს ოპერაციებს ახორციელებდნენ ბოთლში ჩასხმული ციცინათელების შუქით.

• მე-18 საუკუნეში ბრიტანელები დაეშვნენ კუბის სანაპიროზე და ღამით მათ ტყეში განათების სამყარო დაინახეს. მათ ეგონათ, რომ ძალიან ბევრი კუნძულელი იყო და უკან დაიხიეს, მაგრამ სინამდვილეში ისინი ციცინათელები იყვნენ.

• ჩრდილოეთის ნახევარსფეროში ჩრდილოეთის მიმართულება განისაზღვრება შუადღისას მზისკენ ზურგით დგომით. კაცის მიერ ჩამოგდებული ჩრდილი ისარივით ჩრდილოეთისკენ იქნება მიმართული. სამხრეთ ნახევარსფეროში ჩრდილი სამხრეთისკენ იქნება მიმართული.

ჰამბურგელი ალქიმიკოსი ბრენდი მთელი ცხოვრება ეძებდა „ფილოსოფიური ქვის“ მოპოვების საიდუმლოს, რომელიც ყველაფერს ოქროდ აქცევდა. ერთხელ მან შარდი ჩაასხა ჭურჭელში და დაიწყო მისი გაცხელება. როდესაც სითხე აორთქლდა, ბოლოში შავი ნალექი დარჩა. ბრენდმა გადაწყვიტა ცეცხლზე აენთო. ჭურჭლის კედლებზე დაიწყო ცვილის მსგავსი თეთრი ნივთიერების დაგროვება. ანათებდა! ალქიმიკოსს ეგონა, რომ ოცნება აისრულა. სინამდვილეში მან მიიღო აქამდე უცნობი ქიმიური ელემენტი - ფოსფორი (შუქის მატარებელი).

რა არის სინათლე? ძველი საბერძნეთის ფილოსოფოსებმა არ იცოდნენ პასუხი. არქიმედესაც კი არ მისცა განმარტება, თუმცა მან იცოდა ასახვის კანონის შესახებ და წარმატებით იყენებდა მას. მე-16 საუკუნემდე ბევრ ფილოსოფოსს სჯეროდა, რომ ხედვა არის ის, რაც თვალიდან მოდის და, როგორც იქნა, გრძნობს საგნებს.

მაგრამ იყო სხვა თეორიები, რომელთა მიხედვითაც სინათლე არის მატერიის ნაკადი, რომელიც გამოდის ხილული ობიექტიდან. ამ ჰიპოთეზებს შორის დემოკრიტეს თვალსაზრისი ყველაზე ახლოსაა თანამედროვე იდეებთან. მას სჯეროდა, რომ სინათლე არის გარკვეული ფიზიკური თვისებების მქონე ნაწილაკების ნაკადი. ის წერდა: "სიტკბო არსებობს როგორც კონვენცია, სიმწარე როგორც კონვენცია, ფერი როგორც კონვენცია, სინამდვილეში არსებობს მხოლოდ ატომები და სიცარიელე".

ჰაიგენს კრისტიანი () ჰოლანდიელი ფიზიკოსი ნიუტონ ისაკი () და ბოლოს, აღმოჩნდა, რომ ორი თეორია ერთდროულად ხსნის სინათლის ბუნებას. უფრო მეტიც, ორივე თეორია ფიზიკურად დასაბუთებულია და დასტურდება ექსპერიმენტებით.

1690: ტრაქტატი სინათლის შესახებ. სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღა, რომელსაც შეუძლია წელიწადის დაბრკოლებების გარშემო მოხრილი: "ოპტიკა". სინათლე არის ნაწილაკების ნაკადი.

რას ვიბრირებს წმინდა ღამის სხივი? რა წვრილი ალი ურტყამს სამყაროს? როგორ მიისწრაფვის ელვა მუქარის ღრუბლების გარეშე დედამიწიდან ზენიტისკენ? როგორ შეიძლება, რომ შუა ზამთარში გაყინულმა ორთქლმა ცეცხლი გააჩინოს? მ.ლომონოსოვი რაზე წერს ლომონოსოვი? ბუნებაში კიდევ ბევრი საინტერესო მოვლენაა დაკავშირებული სინათლესთან.

Დაბრუნების