Newton

1
Newton Huygens
Ranné teórie svetla
2
Optika 17. storocia

• antická a stredoveká geometrická optika
• brusici skla a optici výroba dalekohladov,
  mikroskopov, hranolov
• vedecký experiment
• niektorí bádatelia
• Galilei, Kepler zdokonalenie dalekohladu
• Snellius, Descartes zákon lomu, vysvetlenie
  dúhy
• Fermat, Leibniz princíp najmenšieho casu
• Römer, Cassini konecná rýchlost svetla
• Grimaldi, Bartholinus ohyb svetla, dvojlom v
  islandskom vápenci

3
Dve teórie svetla
Newtonova casticová teória svetla
Huygensova vlnová teória svetla
4
Newtonova korpuskulárna teória

• Isaac Newton (1643 1727)
• anglický matematik a fyzik
• zaoberal sa matematikou, mechanikou, optikou
• prínosy v optike
• casticová teória svetla
• sférická a chromatická aberácia
• zrkadlový dalekohlad
• disperzia svetla na hranole
• teória farieb
• neskôr kompromisná teória existencia éteru

5
Disperzia bieleho svetla na hranole
Lúc bieleho svetla

• Biele svetlo je zložené zo svetiel rôznych
  farieb dúhy.
• Svetlo danej farby sa už nedá rozložit dalším
  lomom.
• Farby sú prvotné vlastnosti svetla.
• Farby telies majú pôvod v schopnosti odrážat
  urcitý druh svetla.

Sklenený hranol
Tienidlo
6
Newtonova teória farieb

• nerovnaká velkost castíc svetla
• najmenšie fialové
• najväcšie cervené
• po dopade na sklo rozkmitajú éter
• odraz, prechod závisí od zhustenia zriedenia
  éteru a od hrúbky vrstvy
• vysvetlenie farieb tenkých vrstiev Newtonove
  krúžky

Vlnenie éteru
Tenká vrstva
Dopadajúci svetelný lúc
h
7
Rozvoj korpuskulárnej teórie svetla
Pierre Simon Marquis de Laplace (1749 1827)
Jean Baptiste Biot (1774 1862)
8
Vysvetlenie zákona lomu svetla
Castica svetla
Zakrivenie trajektórie
Pohyb po priamke
Oblast pôsobenia prítažlivých síl
9
Huygensova undulacná teória

• Christian Huygens (1629 1695)
• holandský matematik a fyzik
• vynikol v 3 oblastiach optike, mechanike a
  matematike
• prínosy v optike
• zdokonalenie šošovkového dalekohladu
• vlnová teória svetla fyzika éteru
• Huygensov princíp
• vysvetlenie odrazu, lomu svetla
• dvojlom v islandskom vápenci
• objav polarizácie svetla
• jeho úvahy uznané až v 19. stor.

10
Huygensov princíp šírenie svetelných vln

• každý bod vlnoplochy v case t je zdrojom
  sekundárnych gulových vln s rovnakou rýchlostou c
  koherentné zdroje
• vlnoplocha v case t ?t je daná ako obalová
  plocha týchto sekundárnych vln v case t ?t

Elementárne sekundárne vlny
Vlny v case t ?t
Vlna v case t
11
Vysvetlenie zákona lomu svetla
z Huygensovho princípu vyplýva
Dopadajúca vlna
Dráhové rozdiely
zákon lomu a C1 gt C2
Elementárne vlnoplochy
Lomená vlna
12
Rozvoj vlnovej teórie svetla
Thomas Young (1773 1829)
Augustin Jean Fresnel (1788 1827)
13
Difrakcia svetla na štrbine

• vlnová dlžka svetla ? velkost otvoru d
• svetelné vlnenie sa šíri aj za rohom otvoru
  jav difrakcie
• sekundárne vlny sa po okrajoch zoslabujú, v
  strede zosilnujú

Vlnová dlžka ?
Rovinné vlny
Velkost otvoru d
14
Youngov dvojštrbinový experiment
svetlé a tmavé prúžky na tienidle
Interferencia svetelných vln
Zdroj svetla
Bodový zdroj
Dva koherentné zdroje
Tienidlo
15
(No Transcript)
16
Úspechy a slabiny teórií svetla

• Newtonova teória
• teória farieb
• vysvetlenie polarizácie
• vysvetlenie dvojlomu
• interferencia
• difrakcia
• nesúlad s pokusom
• (index lomu látky lt 1)

• Huygensova teória
• vysvetlenie difrakcie a interferencie
• vlnové dlžky farieb spektra (Young)
• súlad s experimentom
• polarizácia (pozdlžne vlnenie)
• zlyhanie pri fotoefekte

17
Dakujem Vám za pozornost