Трактат о свете -Treatise on Light
 | |
| Автор | Христиан Гюйгенс |
|---|---|
| Язык | французкий язык |
| Жанр | Оптика |
| Опубликовано | 1690 |
Трактат о Свете : в котором объяснил причины того , что происходит в отражении и преломлении ( французский : Traité - де - ла Люмьер : Où шрифта expliquées Les вызывает де се дш Luy прибывают Dans La Рефлексия & Dans La Преломление ) книга написана голландцами эрудит Христиана Гюйгенса , который был опубликован на французском языке в 1690в книге описывается концепцию Гюйгенса природы света , что делает возможным объяснить законы геометрической оптики , как показано на Декарта " Dioptrique , который Гюйгенсцелью замены.
В отличие от конкурирующей корпускулярной теории Ньютона , представленной в « Оптике» , Гюйгенс понимал свет как нерегулярную серию ударных волн, которая распространяется с очень большой, но конечной скоростью через эфир, подобно звуковым волнам . Более того, он предположил, что каждая точка волнового фронта сама по себе является источником вторичной сферической волны, принцип, известный сегодня как принцип Гюйгенса-Френеля . Книга считается новаторской работой теоретической и математической физики и первым механистическим описанием ненаблюдаемого физического явления.
Обзор
Идеи Гюйгенса о свете возникли в его неопубликованной работе о свойствах линз и их конфигурациях под названием Dioptrica , начатой в 1652 году. В 1672 году проблема странного преломления исландского кристалла создала загадку относительно физики преломления, которую хотел Гюйгенс. решать. В конце концов Гюйгенс смог решить эту проблему с помощью эллиптических волн в 1677 году и подтвердил свою теорию экспериментами только после критических реакций в 1679 году.
Его объяснение было основано на трех гипотезах: (1) внутри кристалла есть две среды, в которых проходят световые волны, (2) одна среда ведет себя как обычный эфир и несет нормально преломленный луч, и (3) скорость волн в другая среда зависит от направления, так что волны не расширяются в сферической форме, а скорее как эллипсоиды вращения; эта вторая среда несет аномально преломленный луч. Изучая симметрию кристалла, Гюйгенс смог определить направление оси эллипсоидов, а по преломляющим свойствам аномального луча он установил пропорцию между осями. Он рассчитал преломление лучей на плоских участках кристалла, отличных от естественных сторон кристалла, и в конечном итоге подтвердил все свои результаты экспериментально.
Гюйгенс намеревался опубликовать свои результаты в рамках Dioptrica , но в последнюю минуту решил отделить свою теорию от остальной работы, обозначив переход от геометрической оптики к физической оптике .
Среда размножения
В первой главе Гюйгенс описывает свет как возмущение, которое движется в материальной среде неизвестной природы, которую он называет эфирной и которая отличается от той, которая распространяет звук. Эта эфирная материя состоит из упругих частиц материи, которые сталкиваются в соответствии с законами, которые он открыл в 1669 году. В третьей главе « О преломлении» он ставит под сомнение способ распространения света в жидкостях и прозрачных твердых телах. В первом случае нет проблем с представлением о том, что частицы в жидкости могут перемещаться и передавать световые помехи.
Однако распространение света в твердых телах, таких как стекло или полупрозрачные минералы, не так легко объяснить. Он считает, что структура твердой материи является атомарной: «эта твердость не такая, как нам кажется, вероятно, что эти тела состоят из частиц, которые размещены только рядом друг с другом [...] из-за их редкости [их низкая плотность] возникает из-за легкости, с которой вещество вихрей магнита проходит через них, или из-за того, что вызывает гравитацию [...] Таким образом, остается, что это, как было сказано, скопления частиц, которые касаются друг друга без образования сплошного твердого тела ». Следовательно, световые волны могут перемещаться от одной частицы к другой без их смещения.
Второй способ рассмотрения проблемы проникновения света в твердые тела или жидкости состоит в том, чтобы принять во внимание, что не частицы прозрачной среды пропускают свет, а частицы эфирного вещества, которые проникают в пустоты твердого или жидкого вещества. или даже вакуум, поскольку свет проходит через вакуум, созданный в верхней части барометра Торричелли : «Редкость прозрачных тел, поэтому, как мы сказали, легко представить, что волны могут продолжаться в эфирной материи, которая заполняет промежутки между частицами ». Наконец, Гюйгенс рассматривает третий тип распространения, который был бы комбинацией первых двух.
Скорость света
Гюйгенс принимает временную концепцию Пьера де Ферма . Он считает, что «сотрясение», производящее световые волны, обязательно движется с конечной скоростью, даже если она очень велика. Этот момент очень важен, потому что его демонстрация основана на эквивалентности времени прохождения по разным путям.
Он сообщает, что датский астроном Оле Кристенсен Рёмер сказал ему, что скорость света как минимум в 100000 раз выше скорости звука, а возможно, и в шесть раз выше. В последнем случае скорость, найденная Рёмером (214 000 км / с ), была того же порядка величины, что и скорость света, признанная сегодня.
Наследие
Трактат Гюйгенса о свете дает качественное объяснение распространения сферических и плоских волн и выводит из них законы отражения и преломления. Хотя полнота анализа Гюйгенса впечатляет, он не смог понять эффект, который мы теперь распознаем как поляризацию , который возникает, если преломленный луч направляется через второй кристалл, ориентация которого меняется. Он также не затронул ряд проблем, таких как хроматическая аберрация и цвет , оба из которых были объяснены Ньютоном, хотя он испытал их при создании своих телескопов.
Идеи Гюйгенса будут приняты и развиты независимо Огюстэном-Жаном Френелем в его Mémoire sur la Diffraction de la Lumière (1818), чтобы объяснить интерференцию и дифракцию света, ведущие к принципу Гюйгенса-Френеля .
Смотрите также
использованная литература
внешние ссылки
- К. Гюйгенс, Traité de la Lumière , Лейден: Питер ван дер Аа, 1690; archive.org/details/bub_gb_kVxsaYdZaaoC
- К. Гюйгенс (перевод Сильвануса П. Томпсона), « Трактат о свете» , Лондон: Macmillan, 1912; archive.org/details/treatiseonlight031310mbp (и исправления )
- К. Гюйгенс (перевод Сильвануса П. Томпсона, 1912), Трактат о свете , Проект Гутенберг, 2005, gutenberg.org/ebooks/14725 (и Errata )
 |
Эта статья о книге по физике незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |