Образовака🌡️ Физика9 классЭлектромагнитное поле

Электромагнитная природа света

4.3

Средняя оценка: 4.3

Всего получено оценок: 466.

Световые лучи не похожи на электрическое поле вокруг наэлектризованных предметов или магнитное поле вокруг магнита. Однако, на самом деле, в этих явлениях немало общего. Поговорим кратко об электромагнитной природе света.

Свет и волновые явления

И.Ньютон открыл явление дисперсии света, и установил, что белый свет представляет собой смесь различных оттенков. Еще одним важным открытием в этой области было обнаружение так называемых «колец Ньютона» – появление темных радужных колец вокруг точки соприкосновения зеркала и линзы.

Кроме того, многие исследователи изучали радужные узоры, образующиеся на тонких пленках – в каплях масла на воде или в воздушных пузырях. Однако, объяснить эти явления удалось только лишь в начале XIXв Т. Юнгу. Гениальная догадка этого физика состоит в том, что свет имеет волновой характер. И для него должны выполняться все явления, присущие волнам. В частности, радужная картина – это результат интерференции (результата сложения двух волн, приходящих в разных фазах).

Сам термин «интерференция» был введен Юнгом. Также для света должна наблюдаться дифракция – огибание препятствий. Это явление также было обнаружено. Наконец, Юнг установил, что различие в цветах объясняется разницей длин световых волн, и эти длины также были измерены. Оказалось, что длина световых волн колеблется от ×10^{-7}м$ для фиолетового до ×10^{-7}м$ для красного цветов.

Электромагнитная теория света

К середине XIXв были открыты электромагнитные волны и разработана теория электромагнетизма Дж. Максвелла. Из этой теории следовало, что электромагнитные волны являются поперечными, и распространяются не мгновенно, а с конечной, хотя и очень большой скоростью. Как раз к этому времени стало накапливаться все больше фактов, что свет также является поперечной волной (хотя, сам Т. Юнг считал свет волной продольной). Кроме того, обнаружилось, что электромагнитные волны проявляют все волновые свойства точно так же, как световые, и имеют ту же скорость. Наконец, к концу XIXв было установлено, что световые волны возбуждаются заряженными частицами (переходами электронов на разные энергетические уровни внутри атомов вещества) точно так же, как и другие электромагнитные волны. Была полностью установлена электромагнитная природа света, и создана теория, описывающая световые явления.

Свет, как и любая электромагнитная волна представляет собой распространяющуюся в пространстве структуру электрических и магнитных вихревых полей, поддерживающих друг друга. Живые ткани очень слабо реагируют на магнитное поле. Как показали специальные опыты, ощущение освещенности на сетчатке вызывает только электрическая составляющая световых волн.

Рис. 3. Восприятие света и цвета глазом.

Что мы узнали?

Свет проявляет ряд волновых признаков, что позволило доказать его волновую природу, а ряд совпадений с поведением электромагнитных волн позволил описать все световые явления в рамках электромагнитной теории Максвелла к середине XIX в.