evoluţia ConCepţiilor despre natura luminii Primele concepţii despre natura luminii au apărut în Antichitate. În secolul VI î.Hr., Pitagora și discipolii săi considerau că din ochii omului pornește o emanaţie invizibilă care „pipăie” obiectul cercetat, astfel acesta fiind văzut. Democrit (sec. IV î.Hr.) însă considera că senzaţia vizuală este determinată de acţiunea atomilor emiși de corpurile luminoase care nimeresc pe retina ochiului. Aristotel, în sec. IV î.Hr., susţinea că lumina reprezintă niște raze, numite „raze vizuale”, care ies din ochi. Abia spre sfârșitul sec. al XVII-lea s-au conturat două concepţii refe ri toare la natura luminii, determinate, în mare măsură, de realizările în studiul legilor mecanicii: corpuscu lară, elaborată de către Newton, și ondulatorie, formulată de către fizicianul olandez C. Huygens (1629–1695). Concepţia corpusculară are la bază proprietatea de propagare rectilinie a luminii în mediile omogene, stabilită experimental. Potrivit acesteia, lumina reprezintă un flux de particule (corpusculi de
lumină), emise sau reflectate de corpuri care se propagă de-a lungul unor linii drepte cu o viteză enormă conform legilor mecanicii clasice. Se presupunea că există corpusculi de lumină de dimensiuni și mase diferite. Cei mai mari erau atribuiţi luminii de culoare roșu-închis, iar cei mai mici – luminii de culoare violetă. Lumina solară era considerată de către Newton un amestec de corpusculi diferiţi. La interfaţa dintre două medii diverse corpusculii se refractau cu atât mai mult, cu cât masa și dimensiunile lor erau mai mici. Teoria despre natura ondulatorie a luminii a fost emisă de fizicianul olandez Huygens, contemporanul lui Newton, potrivit căruia, lumina reprezintă un proces ondulatoriu, ce se desfășoară într-un me diu ipotetic elastic, numit eter, care umple tot spaţiul și pătrunde în interiorul tuturor corpurilor. Deși Huygens trata lumina drept o undă luminoasă, nu a observat carac terul de periodicitate a acesteia și nu a ţinut seama de lungimea de undă, considerând că lumina se propagă rectiliniu chiar și la trecerea prin orificii foarte mici, adică nu a luat în seamă fenomenul de difracţie.
Verificaţi-vă cunoştinţele 1. Care sunt tipurile de comunicaţii radio? Ce reprezintă radiotelegrafia? 2. În ce constă procesul de modulare a semnalelor şi care este deosebirea dintre modulările AM şi FM? 3. Ce se numeşte demodulare şi cum se realizează acest proces?
4. Ce se numeşte radiolocaţie şi ce reprezintă radarul? 5. Cum se determină distanţa până la un obiect cu ajutorul radarului? 6. Unde sunt folosite radarele? Ce reprezintă radio astronomia?
53
Succesele remarcabile obţinute în mecanică au de terminat conţinutul mecanicist al celor două concepţii asupra naturii luminii. Deși ambele teorii erau contra dictorii, niciuna dintre ele nu o excludea pe cealaltă și, doar datorită autorităţii enorme a lui Newton în lumea știinţifică, s-a dat prioritate teoriei corpusculare, care a persistat pe parcursul secolului XVIII. La începutul secolului al XIX-lea s-a intensificat disputa referitoare la concepţiile corpusculară și ondu latorie. Cercetările efectuate de Th. Young (1773–1829) și A. Fresnel (1788–1827) au exclus definitiv concepţia corpusculară, punând bazele opticii ondulatorii. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, ilustrul fizician englez James Clerk Maxwell a demonstrat teoretic existenţa undelor electromagnetice și a formu lat o concluzie foarte importantă: Lumina are natură electromagnetică, adică se propagă în spaţiu sub forma de unde electromagnetice.
Conform teoriei electromagnetice, undele de lumină sunt unde electromagnetice cu lungimi de undă (frecvenţe) cuprinse într-un domeniu foarte îngust – de la 7,8·10–7 m (4·1014 Hz) pentru lumina roșie până la 3,9·10–7 m (7,7·1014 Hz) pentru lumina violetă –, numit do meniu vizibil. Într-o accepţie mai vastă optica studiază și radiaţiile electro magnetice cu lungimi de undă (frecvenţe) învecinate domeniului vizibil. Radiaţiile cuprinse aproxima tiv între 7,8·10–7 m (4·1014 Hz) și 10–3 m (3·1011 Hz) constituie domeniul infraroşu, iar între 3,9·10–7 m (7,7·1014 Hz) și 6·10–10 m (5·1017 Hz) – domeniul ultraviolet. Teoria electromagnetică a luminii, elaborată de Maxwell, a fost confirmată experimental de fizicianul german H. Hertz în anii 1887–1888, care a demonstrat existenţa undelor electromagnetice. De asemenea, au fost confirmate și alte concluzii, ce rezultă din teoria lui Maxwell. De exemplu, fizicianul rus Piotr Lebedev în anul 1899 a demonstrat expe rimental existenţa presiunii exercitate de lumină asupra corpurilor pe care cade.
Verificaţi-vă cunoştinţele 1. Ce concepţii aveau grecii antici despre natura luminii? 2. Ce reprezintă lumina conform concepţiei lui Newton? 3. Cum este tratată lumina după concepţia ondulatorie a lui Huygens? 4. Ce concluzie a formulat Maxwell despre natura luminii?
5. Care sunt intervalele lungimilor de undă şi ale frecvenţelor în domeniile vizibil, infraroşu şi ultraviolet? 6. Ce experimente a
lumină), emise sau reflectate de corpuri care se propagă de-a lungul unor linii drepte cu o viteză enormă conform legilor mecanicii clasice. Se presupunea că există corpusculi de lumină de dimensiuni și mase diferite. Cei mai mari erau atribuiţi luminii de culoare roșu-închis, iar cei mai mici – luminii de culoare violetă. Lumina solară era considerată de către Newton un amestec de corpusculi diferiţi. La interfaţa dintre două medii diverse corpusculii se refractau cu atât mai mult, cu cât masa și dimensiunile lor erau mai mici. Teoria despre natura ondulatorie a luminii a fost emisă de fizicianul olandez Huygens, contemporanul lui Newton, potrivit căruia, lumina reprezintă un proces ondulatoriu, ce se desfășoară într-un me diu ipotetic elastic, numit eter, care umple tot spaţiul și pătrunde în interiorul tuturor corpurilor. Deși Huygens trata lumina drept o undă luminoasă, nu a observat carac terul de periodicitate a acesteia și nu a ţinut seama de lungimea de undă, considerând că lumina se propagă rectiliniu chiar și la trecerea prin orificii foarte mici, adică nu a luat în seamă fenomenul de difracţie.
Verificaţi-vă cunoştinţele 1. Care sunt tipurile de comunicaţii radio? Ce reprezintă radiotelegrafia? 2. În ce constă procesul de modulare a semnalelor şi care este deosebirea dintre modulările AM şi FM? 3. Ce se numeşte demodulare şi cum se realizează acest proces?
4. Ce se numeşte radiolocaţie şi ce reprezintă radarul? 5. Cum se determină distanţa până la un obiect cu ajutorul radarului? 6. Unde sunt folosite radarele? Ce reprezintă radio astronomia?
53
Succesele remarcabile obţinute în mecanică au de terminat conţinutul mecanicist al celor două concepţii asupra naturii luminii. Deși ambele teorii erau contra dictorii, niciuna dintre ele nu o excludea pe cealaltă și, doar datorită autorităţii enorme a lui Newton în lumea știinţifică, s-a dat prioritate teoriei corpusculare, care a persistat pe parcursul secolului XVIII. La începutul secolului al XIX-lea s-a intensificat disputa referitoare la concepţiile corpusculară și ondu latorie. Cercetările efectuate de Th. Young (1773–1829) și A. Fresnel (1788–1827) au exclus definitiv concepţia corpusculară, punând bazele opticii ondulatorii. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, ilustrul fizician englez James Clerk Maxwell a demonstrat teoretic existenţa undelor electromagnetice și a formu lat o concluzie foarte importantă: Lumina are natură electromagnetică, adică se propagă în spaţiu sub forma de unde electromagnetice.
Conform teoriei electromagnetice, undele de lumină sunt unde electromagnetice cu lungimi de undă (frecvenţe) cuprinse într-un domeniu foarte îngust – de la 7,8·10–7 m (4·1014 Hz) pentru lumina roșie până la 3,9·10–7 m (7,7·1014 Hz) pentru lumina violetă –, numit do meniu vizibil. Într-o accepţie mai vastă optica studiază și radiaţiile electro magnetice cu lungimi de undă (frecvenţe) învecinate domeniului vizibil. Radiaţiile cuprinse aproxima tiv între 7,8·10–7 m (4·1014 Hz) și 10–3 m (3·1011 Hz) constituie domeniul infraroşu, iar între 3,9·10–7 m (7,7·1014 Hz) și 6·10–10 m (5·1017 Hz) – domeniul ultraviolet. Teoria electromagnetică a luminii, elaborată de Maxwell, a fost confirmată experimental de fizicianul german H. Hertz în anii 1887–1888, care a demonstrat existenţa undelor electromagnetice. De asemenea, au fost confirmate și alte concluzii, ce rezultă din teoria lui Maxwell. De exemplu, fizicianul rus Piotr Lebedev în anul 1899 a demonstrat expe rimental existenţa presiunii exercitate de lumină asupra corpurilor pe care cade.
Verificaţi-vă cunoştinţele 1. Ce concepţii aveau grecii antici despre natura luminii? 2. Ce reprezintă lumina conform concepţiei lui Newton? 3. Cum este tratată lumina după concepţia ondulatorie a lui Huygens? 4. Ce concluzie a formulat Maxwell despre natura luminii?
5. Care sunt intervalele lungimilor de undă şi ale frecvenţelor în domeniile vizibil, infraroşu şi ultraviolet? 6. Ce experimente a
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu