Előadás a "fény természetéről alkotott nézetek kialakulása" témában. Előadás a „fény természetéről alkotott nézetek kialakulása” témában A 17. század végén szinte egyidejűleg született két egymást kölcsönösen kizáró fényelmélet.

2. dia

Az első ötletek a fényről

Az első elképzelések arról, hogy mi a fény, szintén az ókorból származnak. Az ókorban a fény természetéről alkotott elképzelések nagyon primitívek, fantasztikusak és nagyon változatosak voltak. A fény természetével kapcsolatos ősi nézetek sokfélesége ellenére azonban már akkoriban három fő megközelítés létezett a fény természetével kapcsolatos kérdés megoldására. Ez a három megközelítés később két versengő elméletben – a fény korpuszkuláris és hullámelméletében – formálódott. Az ókori filozófusok és tudósok túlnyomó többsége a fényt bizonyos sugaraknak tekintette, amelyek összekötik a világító testet és az emberi szemet. Ugyanakkor három fő nézet volt a fény természetéről. Szem->elem Tétel->szemmozgás

3. dia

Első elmélet

Az ókori tudósok egy része úgy vélte, hogy a sugarak az ember szeméből származnak, úgy tűnik, hogy érzik a kérdéses tárgyat. Ennek a nézőpontnak kezdetben sok követője volt. Olyan jelentős tudósok és filozófusok, mint Eukleidész, Ptolemaiosz és sokan mások ragaszkodtak ehhez. Később azonban, már a középkorban, a fény természetének ez az elképzelése értelmét veszti. Egyre kevesebb tudós követi ezeket a nézeteket. És a 17. század elejére. ez a nézőpont már elfeledettnek tekinthető. Eukleidész Ptolemaiosz

4. dia

Második elmélet

Más filozófusok ezzel szemben úgy vélték, hogy a sugarakat egy világító test bocsátja ki, és az emberi szemhez érve a világító tárgy lenyomatát viseli. Ezt az álláspontot képviselték Démokritosz, Epikurosz és Lucretius atomisták. A fény természetére vonatkozó e nézőpont később, a 17. században a fény korpuszkuláris elméletében öltött testet, amely szerint a fény egy világítótest által kibocsátott részecskék áramlása. Demokritosz Epikurosz Lucretius

5. dia

Harmadik elmélet

A harmadik álláspontot a fény természetéről Arisztotelész fogalmazta meg. A fényt nem úgy tekintette, mint valaminek a világító tárgyból a szembe kiáramlását, és természetesen nem a szemből kiáramló és a tárgyat megérző néhány sugárzásnak, hanem a térben (környezetben) terjedő cselekvésnek vagy mozgásnak. Kevesen osztották Arisztotelész véleményét annak idején. De később, a 17. században ismét kifejlődött nézőpontja, és megalapozta a fény hullámelméletét. Arisztotelész

6. dia

Középkorú

Az optikával kapcsolatos legérdekesebb munka, amely a középkorból érkezett hozzánk, Algazen arab tudós munkája. Tanulmányozta a fény tükrökről való visszaverődését, a lencsékben a fénytörés és a fényáteresztés jelenségét. A tudós ragaszkodott Démokritosz elméletéhez, és elsőként fejezte ki azt az elképzelést, hogy a fénynek véges terjedési sebessége van. Ez a hipotézis jelentős lépés volt a fény természetének megértésében. Algazen

7. dia

17. század

Számos kísérleti tény alapján a 17. század közepén két hipotézis merült fel a fényjelenségek természetéről: Newton korpuszkuláris elmélete, amely azt feltételezte, hogy a fény részecskék áramlása, amelyeket a világítótestek nagy sebességgel löknek ki. Huygens hullámelmélete, amely azt állította, hogy a fény egy speciális világító közeg (éter) hosszirányú oszcillációs mozgását képviseli, amelyet egy világítótest részecskéinek rezgései gerjesztenek.

8. dia

A korpuszkuláris elmélet alapelvei

A fény apró anyagrészecskékből áll, amelyeket egy világító test, például egy égő gyertya, egyenes vonalban, vagy sugarak bocsátanak ki. Ha ezek a sejttestekből álló sugarak a szemünkbe esnek, akkor látjuk a forrásukat. A fénytestek különböző méretűek. A legnagyobb részecskék a szembe jutva vörös színű érzetet keltenek, a legkisebbek pedig ibolyaszínűek. A fehér szín az összes szín keveréke: piros, narancs, sárga, zöld, kék, indigó, ibolya. A fény visszaverődése a felületről a részecskék falról való visszaverődése miatt következik be, az abszolút rugalmas hatás törvénye szerint.

9. dia

A fénytörés jelenségét az magyarázza, hogy a sejttesteket a közeg részecskéi vonzzák. Minél sűrűbb a közeg, annál kisebb a törésszög a beesési szög. A fényszóródás jelenségét, amelyet Newton fedezett fel 1666-ban, a következőképpen magyarázta. „Fehér fényben már minden szín jelen van. Minden szín a bolygóközi téren és az atmoszférán keresztül együtt sugároz, és fehér fény hatását kelt. A fehér fény, különböző testek keveréke, megtörik, amikor áthalad egy prizmán.” Newton felvázolta a kettős fénytörés magyarázatának módjait, feltételezve, hogy a fénysugaraknak „különböző oldalaik” vannak – ez egy speciális tulajdonság, amely miatt eltérően törhetők, amikor áthaladnak kettős törő testen.

10. dia

Newton korpuszkuláris elmélete kielégítően magyarázott számos akkoriban ismert optikai jelenséget. Szerzője óriási tekintélynek örvendett a tudományos világban, és Newton elmélete hamarosan sok támogatóra tett szert minden országban. A legnagyobb tudósok, akik ragaszkodnak ehhez az elmélethez: Arago, Poisson, Biot, Gay-Lussac. A korpuszkuláris elmélet alapján nehéz volt megmagyarázni, hogy a térben metsző fénysugarak miért nem hatnak egymásra. Végül is a fényrészecskéknek ütközniük és szét kell szóródniuk (a hullámok áthaladnak egymáson anélkül, hogy kölcsönösen befolyásolnák) Newton Arago Gay-Lussac

11. dia

A hullámelmélet alapelvei

A fény rugalmas periodikus impulzusok terjedése az éterben. Ezek az impulzusok hosszirányúak és hasonlóak a levegőben lévő hangimpulzusokhoz. Az éter egy hipotetikus közeg, amely kitölti az égi teret és a testrészecskék közötti hézagokat. Súlytalan, nem engedelmeskedik az egyetemes gravitáció törvényének, és nagy a rugalmassága. Az éterrezgések terjedésének elve olyan, hogy minden pontja, amelyhez a gerjesztés elér, a másodlagos hullámok középpontja. Ezek a hullámok gyengék, és a hatás csak ott figyelhető meg, ahol a burokfelületük, a hullámfront áthalad (Huygens-elv). Minél távolabb van a hullámfront a forrástól, annál laposabb lesz. A közvetlenül a forrásból érkező fényhullámok a látás érzését okozzák. Huygens elméletének nagyon fontos pontja volt az a feltételezés, hogy a fény terjedési sebessége véges.

12. dia

Hullámelmélet

Az elmélet segítségével a geometriai optika számos jelenségét megmagyarázzák: – a fényvisszaverődés jelensége és törvényszerűségei; – a fénytörés jelensége és törvényei; – a teljes belső reflexió jelensége; – a kettős fénytörés jelensége; – a fénysugarak függetlenségének elve. Huygens elmélete a következő kifejezést adta a közeg törésmutatójára: A képletből egyértelmű, hogy a fénysebességnek fordítottan kell függnie a közeg abszolút indexétől. Ez a következtetés az ellenkezője volt a Newton elméletéből fakadó következtetésnek.

13. dia

Sokan kételkedtek Huygens hullámelméletében, de a fény természetével kapcsolatos hullámnézetek néhány támogatója között volt M. Lomonoszov és L. Euler. E tudósok kutatásával Huygens elmélete a hullámok elméleteként kezdett formát ölteni, nem csak az éterben terjedő időszakos rezgések elméleteként. Nehéz volt megmagyarázni a fény egyenes vonalú terjedését, ami éles árnyékok kialakulásához vezetett a tárgyak mögött (a korpuszkuláris elmélet szerint a fény egyenes vonalú mozgása a tehetetlenségi törvény következménye, a diffrakció jelensége (a fény körbehajlása). akadályok) és az interferencia (a fény erősödése vagy gyengülése, amikor a fénysugarak egymásra vannak helyezve) csak hullámelméleti szempontból magyarázhatók. Huygens Lomonoszov Euler

14. dia

XI-XX században

A 19. század második felében Maxwell kimutatta, hogy a fény az elektromágneses hullámok speciális esete. Maxwell munkája lefektette a fény elektromágneses elméletének alapjait. Miután Hertz kísérletileg felfedezte az elektromágneses hullámokat, nem volt kétséges, hogy amikor a fény terjed, hullámként viselkedik. Most már nem léteznek. A 20. század elején azonban a fény természetéről alkotott elképzelések gyökeresen megváltoztak. Váratlanul kiderült, hogy az elutasított korpuszkuláris elmélet még mindig kapcsolatban áll a valósággal. Kiderült, hogy amikor fényt bocsátanak ki és elnyelnek, úgy viselkedik, mint egy részecskék áramlása. Maxwell Hertz

15. dia

Felfedezték a fény nem folytonos (kvantum) tulajdonságait. Szokatlan helyzet állt elő: az interferencia és a diffrakció jelenségei továbbra is azzal magyarázhatók, hogy a fényt hullámnak, a sugárzás és az abszorpció jelenségeit pedig úgy, hogy a fényt részecskeáramnak tekintjük. Ezért a tudósok megegyeztek a fény tulajdonságainak hullám-részecske kettősségében (kettősségében). Napjainkban a fényelmélet tovább fejlődik.

Az összes dia megtekintése

1 csúszda

Téma: A fény természetéről alkotott nézetek kialakulása. Fény sebessége. (Fizika. 11. osztály) Elkészítette: a 6. számú városi oktatási intézmény fizika tanára, Kirov, Kaluga Régió V.E. Kochergina. 2010

2 csúszda

A 17. század végén a fény két, egymást látszólag kizáró elmélete szinte egyszerre született meg. Két lehetséges módra támaszkodtak a cselekvés forrástól a vevő felé történő továbbítására. I. Newton javasolta a fény korpuszkuláris elméletét, mely szerint a fény egy forrásból minden irányban érkező részecskék áramlása (anyagátvitel). H. Huygens kidolgozott egy hullámelméletet, amelyben a fényt speciális közegben - éterben - terjedő hullámoknak tekintették, amelyek minden teret kitöltenek és minden testbe behatolnak (a közeg állapotának változásai).

3 csúszda

Newton Huygens 1. Nehéz megmagyarázni, hogy a térben metsző fénysugarak miért nem hatnak egymásra (a részecskéknek ütközniük kell és szét kell szóródniuk). 1. A hullámok szabadon haladnak át egymáson, kölcsönös befolyás nélkül. 2. A fény egyenes vonalú terjedése a tehetetlenségi törvény következménye. 2. Nem magyarázza meg. 3. Nem magyarázza meg. 3. A diffrakció és az interferencia könnyen megmagyarázható. 4. Kibocsátva és elnyelve a fény részecskefolyamként viselkedik. 4. A fény az elektromágneses hullámok speciális esete

4 csúszda

Mi a fény? A modern fizika felfogása szerint a fény egyszerre rendelkezik a folytonos elektromágneses hullámok és a diszkrét részecskék tulajdonságaival, amelyeket fotonoknak vagy fénykvantumoknak neveznek. A fény tulajdonságainak kettősségét korpuszkuláris-hullám dualizmusnak nevezzük.

5 csúszda

Két nagy összecsapás a tudományban. A fény természetével kapcsolatos elképzelések fejlődési szakaszai. 2,5 ezer évvel ezelőtt. Pythagoras. XVII. század Isaac Newton Christian Huygens XIX. James Maxwell. XX század A megbékélés elmélete. Hullám-részecske kettősség.

6 csúszda

Milyen módszereket használtak a fénysebesség mérésére? Az ábra annak a kísérletnek a diagramját mutatja, amellyel Galileo a fénysebesség mérését javasolta. A lámpás redőny kinyitásával meg kellett határozni, hogy a tükörről visszaverődő fény mennyi idő alatt tér vissza.

7 csúszda

Ez volt az első ismert kísérlet a fénysebesség kísérleti meghatározására, amelyet Galileo Galilei tett. A jel késését azonban a nagy fénysebesség miatt nem lehetett észlelni. A fénysebesség első kísérleti meghatározását Olaf Roemer dán csillagász végezte 1675-ben.

8 csúszda

C Roemer tapasztalata Io 42,5 óra alatt tesz meg egy fordulatot a Jupiter körül. Ahogy a Föld távolodik a Jupitertől, az Io minden további napfogyatkozása a vártnál később következik be. A fogyatkozás kezdetének teljes késése, amikor a Föld a Jupitertől a Föld keringési átmérőjével a vártnál később távolodott el, 22 perc volt. Föld pályája Föld pályája Io műhold pályája Jupiter S2 pályája

9. dia

A Föld pályájának átmérőjét elosztva a késleltetési idővel a fénysebesség értékét kaptuk: s = 3*1011m / 1320s s=2,27*108m/s A kapott eredmény nagy hibával járt.

10 csúszda

A fénysebesség első laboratóriumi mérését Armand Fizeau francia fizikus végezte 1849-ben. Kísérletében az S forrásból származó fény áthaladt a K szaggatón (egy forgó kerék fogain), és a Z tükörről visszaverődően ismét visszatért a fogaskerékhez.

11 csúszda

12 csúszda

A Fizeau telepítési paraméterei a következők. A fényforrás és a tükör Fizeau apjának Párizs melletti házában, a tükör pedig a Montmartre-ban volt. A tükrök közötti távolság ℓ ~ 8,66 km volt, a keréknek 720 foga volt. Egy ereszkedő súly által hajtott óraszerkezet hatására forgott. Egy fordulatszámláló és egy kronométer segítségével Fizeau felfedezte, hogy az első áramszünet v = 12,6 rps keréksebességnél következik be. A fény haladási ideje t=2ℓ/s, ezért c = 3,14 10 8 m/s

13. dia

A csillagászati ​​megfigyelésekből kapott értéknél nagyobb, de ahhoz közeli érték. A jelentős mérési hiba ellenére Fizeau kísérlete nagy jelentőséggel bírt - bebizonyosodott a fénysebesség „földi” módszerekkel történő meghatározásának lehetősége. s = 3,14 10 8 m/s

14. dia

A. Michelson amerikai fizikus tökéletes módszert dolgozott ki a fénysebesség forgó tükrök segítségével történő mérésére.

15 csúszda

A prezentáció leírása külön diánként:

1 csúszda

Dia leírása:

2 csúszda

Dia leírása:

A fényforrásból (egy villanykörtéből) a fény minden irányba terjed, és a környező tárgyakra esik, amitől azok felmelegednek. Amikor a fény bejut a szembe, vizuális érzetet kelt – látjuk. forrás vevő Amikor a fény terjed, a hatás a forrásról a vevőre száll át.

3 csúszda

Dia leírása:

A hatások átvitelének két módja: az anyag átadása a forrásból a vevőbe; a közeg testek közötti állapotának megváltoztatásával (anyagátvitel nélkül).

4 csúszda

Dia leírása:

Fényelméletek: Newton korpuszkuláris fényelmélete: a fény egy forrásból minden irányban érkező részecskék áramlása (anyagátvitel) 2. Huygens fényhullámelmélete: a fény egy speciális hipotetikus közegben - éterben - terjedő hullámok, amelyek kitöltik az összes teret és minden telefonba behatoló 3. Maxwell elektromágneses fényelmélete: a fény az elektromágneses hullámok speciális esete. Ahogy a fény halad, hullámként viselkedik. 4. A fény kvantumelmélete: kibocsátva és elnyelve a fény részecskefolyamként viselkedik.

5 csúszda

Dia leírása:

A FÉNY TERMÉSZETE Az optika a fizika egyik ága, amely a fényjelenségeket vizsgálja. Mi a fény? A tudósok nézetei a fény természetéről az idők során változtak. A 18. század óta a fizikában harc folyik a hullámelmélet és a korpuszkuláris elmélet hívei között. A híres tudós, I. Newton úgy vélte: a fény testek (részecskék) folyama, amelyet egy világító test lövell ki, és amelyek egyenes vonalban terjednek a térben. Ezt a feltevést megerősítette a fény egyenes vonalú terjedésének törvénye. R. Hooke angol tudós ezt olvasta: a fény mechanikai hullámok. Ezt az elméletet H. Huygens, T. Jung, O. Fresnel és mások munkái is megerősítették A modern felfogás szerint a fénynek kettős természete van (hullám-részecske kettőssége): - a fénynek hullámtulajdonságai vannak, és elektromágneses hullám. de ugyanakkor részecskék – fotonok – áramlása is. A fénytartománytól függően bizonyos tulajdonságok nagyobb mértékben jelennek meg.

6 csúszda

Dia leírása:

7 csúszda

Dia leírása:

8 csúszda

Dia leírása:

9. dia

Dia leírása:

Amikor a fény terjed, a hullám tulajdonságai vannak túlsúlyban, amikor a fény kölcsönhatásba lép az anyaggal, a hullám-test dualizmus a fizika által vizsgált két fő anyagforma – az anyag és a mező – közötti kapcsolat megnyilvánulása.

10 csúszda

Dia leírása:

11 csúszda

Dia leírása:

A geometriai optika az optika egyik ága, amely a fényenergia átlátszó közegben való terjedésének törvényeit vizsgálja a fénysugár fogalma alapján. A fénysebesség kísérleti meghatározása: első kísérletek a fénysebesség meghatározására. csillagászati ​​módszer a fénysebesség mérésére (O. Roemer, 1676) laboratóriumi módszer a fénysebesség mérésére (I. Fizeau, 1849) a fénysebesség meghatározása Michelson által. a fénysebesség meghatározása Essen és Froome által. a fénysebesség modern mérési módszerekkel kapott értéke.

12 csúszda

Dia leírása:

Ole Christensen Rømer Születési idő: 1644. szeptember 25. Halálozás dátuma: 1710. szeptember 19. (65 éves) Ország: Dánia Tudományos terület: csillagászat Alma mater: Koppenhágai Egyetem

13. dia

Dia leírása:

Csillagászati ​​módszer a fénysebesség mérésére 1676 – a fénysebességet először O. Roemer dán tudós mérte meg. Roemer megfigyelte a Naprendszer legnagyobb bolygója, a Jupiter műholdjainak fogyatkozását. A Jupiternek a Földdel ellentétben 67 nyitott műholdja van. Legközelebbi műholdja, az Io lett Roemer megfigyelésének tárgya. Látta, hogy a műhold elhalad a bolygó előtt, majd belevetette magát az árnyékába, és eltűnt a látómezőből. Aztán újra megjelent, mint egy villogó lámpa. A két járvány között eltelt idő 42 óra 28 percnek bizonyult. Így ez a „hold” egy hatalmas égi óra volt, amely rendszeres időközönként küldte jeleit a Földre.

14. dia

Dia leírása:

1676-ban Roemer a Jupiter Io holdjának fogyatkozása alapján határozta meg a fénysebességet. A módszer lényege, hogy megmérjük a Jupiter műholdjának fogyatkozási idejét a Földről az 1. és 2. pozícióban. Az 1. és 2. pont közötti távolság egyenlő a Föld pályájának átmérőjével.

15 csúszda

Dia leírása:

Ismerve az Io megjelenésének késését és azt a távolságot, amely ezt okozza, meghatározhatja a sebességet úgy, hogy ezt a távolságot elosztja a késleltetési idővel. A sebesség rendkívül nagynak bizonyult, megközelítőleg 300 000 km/s. Ezért rendkívül nehéz megragadni a fény terjedésének idejét a Föld két távoli pontja között. Hiszen egy másodperc alatt a fény 7,5-szer nagyobb távolságot tesz meg, mint a földi egyenlítő. „Ha a Föld pályájának túloldalán maradhatnék, a műhold minden alkalommal a megbeszélt időpontban előbukkanna az árnyékból, és egy megfigyelő 22 perccel korábban látná az Io-t. A késés ebben az esetben abból adódik, hogy a fény 22 percet vesz igénybe, amíg az első megfigyelésem helyétől a jelenlegi helyzetemig eljut.” A Jupiter keringési ideje 11,86 év. 12 év - 3600 1 év - 3600:12=300 fél év - 150

16 csúszda

Dia leírása:

A FÉNYSEBESSÉG MÉRÉSE Csillagászati ​​módszer 1676-ban O. Roemer dán fizikus mért először fényt. Roemer megfigyelte a Jupiter Io holdjának fogyatkozását. Io - a Jupiter I műholdja - a műhold 4 órán át a Jupiter árnyékában volt. 28 perc. II – a műhold 22 percre jött ki az árnyékból. Később kétszer is végeztek méréseket: a Jupiter legkisebb távolságánál a Földtől és 6 hónap után, amikor a Föld és a Jupiter közötti távolság a legnagyobb lett. A fogyatkozás időtartamának ebből adódó különbségét az magyarázta, hogy a véges sebességgel terjedő fénynek további, a Föld pályájának átmérőjével megegyező távolságot kellett megtennie. A gyenge mérési pontosság miatt Roemer a fénysebességre csak nagyon közelítő értéket kapott, 215 000 km/s.

17. dia

Dia leírása:

Hippolyte Fizeau: 1819. szeptember 23. - 1896. szeptember 18. híres francia fizikus, a Párizsi Tudományos Akadémia tagja

18 csúszda

Dia leírása:

Laboratóriumi módszerek a fénysebesség mérésére I. Fizeau francia fizikus volt az első, aki 1849-ben mérte meg laboratóriumi módszerrel a fénysebességet. Fizeau kísérletében a forrásból származó fény egy lencsén áthaladva egy áttetsző lemezre esett 1 (2. ábra). A lemezről való visszaverődés után egy fókuszált keskeny nyaláb egy gyorsan forgó fogaskerék peremére irányult. A fogak között áthaladva a fény elérte a 2. tükröt, amely több kilométeres távolságra van a keréktől. A tükörről visszaverődő fénynek ismét át kellett haladnia a fogak között, mielőtt a szemlélő szemébe került. Amikor a kerék lassan forgott, látható volt a tükörről visszaverődő fény. A forgási sebesség növekedésével fokozatosan eltűnt. Míg a két fog között áthaladó fény a tükörbe és vissza ment, a keréknek volt ideje elfordulni, így a rés helyére egy fog került, és a fény megszűnt. A forgási sebesség további növelésével a fény ismét láthatóvá vált. Nyilvánvaló, hogy amíg a fény a tükörbe és vissza terjedt, a keréknek volt ideje annyira elfordulni, hogy az előző rés helyére új nyílás került. Ennek az időnek és a kerék és a tükör közötti távolság ismeretében meghatározhatja a fény sebességét. Fizeau kísérletében a távolság 8,6 km volt, és 313 000 km/s értéket kaptak a fénysebességre. 2. ábra

Tantárgy:

• A fény természetével kapcsolatos nézetek kialakulása. Fény sebessége.

• (Fizika. 11. osztály)

• Elkészítette: fizikatanár

• Önkormányzati oktatási intézmény "6. Sz. Középiskola"

• Kirov, Kaluga régió

• Kochergina V.E.

• 2010

A 17. század végén szinte egyidejűleg született két egymást kizáró fényelmélet.

• Két lehetséges módra támaszkodtak a cselekvés forrástól a vevő felé történő továbbítására.

• I. Newton javasolta a fény korpuszkuláris elméletét, mely szerint a fény egy forrásból minden irányban érkező részecskék áramlása (anyagátvitel).

• H. Huygens kidolgozott egy hullámelméletet, amelyben a fényt speciális közegben - éterben - terjedő hullámoknak tekintették, amelyek minden teret kitöltenek és minden testbe behatolnak (a közeg állapotának változásai).

Newton Huygens

Mi a fény?

• A modern fizika felfogása szerint a fény egyszerre rendelkezik a folytonos elektromágneses hullámok és a diszkrét részecskék tulajdonságaival, amelyeket fotonoknak vagy fénykvantumoknak neveznek.

• A fény tulajdonságainak kettősségét korpuszkuláris-hullám dualizmusnak nevezzük.

Két nagy összecsapás a tudományban. A fény természetével kapcsolatos elképzelések fejlődési szakaszai.

Ez volt az első ismert kísérlet a fénysebesség kísérleti meghatározására, amelyet Galileo Galilei tett. A jel késését azonban a nagy fénysebesség miatt nem lehetett észlelni.

• A fénysebesség első kísérleti meghatározását Olaf Roemer dán csillagász végezte 1675-ben.

• A Föld pályájának átmérőjét elosztva a késleltetési idővel, megkaptuk a fénysebességet:

• s = 3*1011m / 1320s

• s=2,27*108m/s

• A kapott eredmény nagy hibával járt.

A fénysebesség első laboratóriumi mérését Armand Fizeau francia fizikus végezte 1849-ben.

• Kísérletében az S forrásból származó fény áthaladt a K szaggatón (egy forgó kerék fogai), és a Z tükörről visszaverődően ismét visszatért a fogaskerékhez.

Fizeau módszer:

A Fizeau telepítési paraméterei a következők. A fényforrás és a tükör Fizeau atya Párizs melletti házában volt, a tükör pedig - Montmartre-ban. A tükrök közötti távolság volt ℓ ~ 8,66 km, a kerék megvolt 720 fogak Egy leszálló súly által hajtott óraszerkezet hatására forgott. Egy fordulatszámláló és egy kronométer segítségével Fizeau felfedezte, hogy az első áramszünet v = 12,6 rps keréksebességnél következik be. Könnyű utazási idő t=2 ℓ/c, ezért ad Val vel = 3,14 10 8 m/s

A jelentős mérési hiba ellenére Fizeau kísérlete nagy jelentőséggel bírt - bebizonyosodott a fénysebesség „földi” módszerekkel történő meghatározásának lehetősége.

• A. Michelson amerikai fizikus tökéletes módszert dolgozott ki a fénysebesség forgó tükrök segítségével történő mérésére.

Michelson módszer:

A közvetlen mérési módszerekkel összhangban a vákuumban mért fénysebesség egyenlőnek számít

• Val vel =299792458+1,2 m/s

A fénysebesség végességét direkt és indirekt módszerekkel kísérletileg igazoljuk.

• Jelenleg a lézeres technológia segítségével a fénysebességet a rádiósugárzás hullámhosszának és frekvenciájának független mérésével határozzák meg, és a képlet segítségével számítják ki. :

– Hány sebességű a fény?

• Változásra még nincs jel Val vel idővel nem, de a fizika nem utasíthatja el feltétel nélkül ezt a lehetőséget. Nos, csak várnunk kell

• jelentések a fénysebesség új méréseiről. Ezek a mérések sokkal több új információval szolgálhatnak a sokszínűségében kimeríthetetlen természet megértéséhez.

2. dia

3. dia

Másképp látunk napközben

4. dia

5. dia

Természetes

Fényforrások Mesterséges

6. dia

Az emberi szem érzékeli

fény 400 nm és 800 nm között

7. dia

Nézetek a fény természetéről az ókorban

A pitagoreusok voltak az elsők, akik hipotézisek voltak egy speciális folyadékról, amelyet a szem bocsát ki, és „megtapintja” a tárgyakat, mintha csápokkal lennének, érzékelést adva nekik.

8. dia

Nézetek a fény természetéről a XVII-XIX.

Newton ragaszkodott a korpuszkuláris elmélethez, amely szerint a fény egy forrásból minden irányban érkező részecskék áramlása. Huygens azzal érvelt, hogy a fény hullámok, amelyek egy speciális, hipotetikus közegben terjednek - éterben, kitöltik a teret és behatolnak minden testbe.

9. dia

Modern elképzelések a fény természetéről

A fény kvantumelmélete a XX. század elején jelent meg. 1900-ban fogalmazták meg és 1905-ben igazolták. A fény kvantumelméletének alapítói Planck és Einstein. Ezen elmélet szerint a fénysugárzást az anyagrészecskék nem folyamatosan, hanem diszkréten bocsátják ki és abszorbeálják, azaz külön részekben - fénykvantumokban.

10. dia

KÜLÖNLEGES-HULLÁMÚ DUALIZMUS

Így a fénynek részecskehullám tulajdonságai vannak. A kvantum- és hullámtulajdonságok nem zárják ki egymást, hanem kiegészítik egymást. A hullámtulajdonságok tisztábban jelennek meg alacsony frekvenciákon, és kevésbé tisztán magas frekvenciákon. A részecske-hullám dualizmus az anyag két létezési formájának – az anyagnak és a mezőnek – megnyilvánulása.

11. dia

Fénysugarak

A fénysugár egy vonal, amely az energia terjedésének irányát jelzi egy fénysugárban.

12. dia

N W Römer tapasztalatai Föld körüli pályán A Jupiter műhold Földi pályája Jupiter pályája I II S1 S2

13. dia

Ha elosztjuk a Föld pályájának átmérőjét a késleltetési idővel, megkapjuk a fénysebességet:

s = 3 1011 m: 1320 s ≈ 2,27 108 m/s

14. dia

A Fizeau telepítési paraméterei a következők. A fényforrás és a T1 tükör Fizeau atya Párizs melletti házában, a T2 tükör pedig Montmartre-ban volt. A tükrök közötti távolság ℓ ~ 8,66 km volt, a keréknek 720 foga volt. Egy ereszkedő súly által hajtott óraszerkezet hatására forgott. Egy fordulatszámláló és egy kronométer segítségével Fizeau felfedezte, hogy az első áramszünet v = 12,6 rps keréksebességnél következik be. A fény haladási ideje t=2ℓ/s, ezért c = 3,14 10 8 m/s