Refracția luminii - istoria conceptului fizic

Reflecția și refracția luminii se referă la număr fenomene fizice, deschisă ca rezultat al observațiilor directe, fără a efectua experimente de laborator. Sa vorbit mai întâi în Grecia antică, dar majoritatea fizicienilor tind să creadă că acest fapt a fost cunoscut înainte. Doar primul om de știință care a încercat să dea o explicație logică unui număr de fapte experimentale a fost Cleomed, care a trăit în secolul I d.Hr. pe teritoriul Greciei actuale. Înaintea lui, Euclid a descris acest fenomen prin observarea unui inel situată pe partea de jos a vasului, care se află la un anumit unghi nu a fost vizibil pentru observator, dar dacă începe turnarea de apă într-un ulcior, apoi, după ceva timp, fără schimbare unghiul de vizualizare observatorul putea vedea decorul așezat pe fund. Dar, deoarece Euclid nu a oferit o explicație detaliată a acestei experiențe, primul om de știință, care a studiat în detaliu refracția, este considerat a fi Cleomed.

Subiectul studiului său a fost de refracție în apă - se observă faptul că, dacă un băț lung muiată în apă, astfel încât o anumită parte a rămas la suprafață, există o refractie vizuală la interfața de aer și apă. Dar, de fapt, stick-ul rămâne intact, deci motivul pentru acest efect optic în înșelăciune vizuală?

Examinând acest fenomen mai îndeaproape Cleomedes remarcat faptul că în cazul în care fasciculul de lumină pătrunde dintr-un mediu mai puțin dens pentru o mai dens, în timp ce direcție oblică (adică, având un unghi în raport cu limitele celor două medii), mediul având o densitate ridicată, este atent la velatura direcție.

Prin această refracție a explicat posibilitatea de a vedea Soarele ceva timp după apusul soarelui.

Cleomed a dat doar caracteristica cea mai generală și a descris refracția luminii numai sub forma unor experimente primitive, care totuși oferă o idee destul de completă a legilor generale ale cursului acestui proces. Mai târziu, un alt savant grec, care a trăit un secol mai târziu Cleomedes, a continuat cercetarea științifică, începută de predecesorul său, și aproape a ajuns aproape de unraveling legile fizicii, care refractă fasciculul de lumină.

După efectuarea unui număr suficient de mare de experimente, Claudius Ptolemeu a reușit să stabilească unghiul aproximativ la care are loc refracția luminii în acest sau acel mediu. Astfel, pentru refracția care are loc atunci când o rază de lumină trece din adâncurile apei în sticlă, unghiul de refracție este de 0,88 din unghiul de incidență. Pentru alte medii, această valoare variază - pentru aer și apă este de 0,76, iar pentru aer și sticlă 0,67.

Dar stabilirea completă a legilor, conform căreia refracția luminii se desfășoară, a durat mai multe secole. Mai mult de o generație de oameni de știință a fost implicată în îmbunătățirea cunoștințelor existente, iar redactarea finală a formulei de refracție a luminii este atribuită lui Rene Descartes, faimosul fizician naturalist francez.

În versiunea originală a omului de știință olandez V. Snellius, formula de calcul a unghiului de incidență arăta astfel:

n = sin (a) / sin (b).

Cu alte cuvinte, indicele de refracție Faza luminoasă pentru două medii definite are un caracter constant și neschimbător și este egală cu raportul sinusului dintre unghiul de incidență și sinusul unghiului de refracție.

În cele din urmă, a fost finalizat procesul de investigare și descriere a refracției fasciculului luminii de la un mediu la altul, după cum sa menționat deja, Rene Descartes. El a dat o comparație care caracterizează în mod surprinzător în mod esențial esența procesului de refracție a luminii, comparându-l cu o minge zburătoare în aer. Dacă este în timpul zborului său întâlnește un țesut, destul de ușor și subțire, atât de ușor să-l rupă și să continue să se miște, el doar pierde o parte din viteza sa inițială, și de a schimba ușor unghiul de zbor.