Волновые свойства света

Сущность электромагнитной теории Дж. Максвелла

В 60-х гг. 19 в. Дж. Максвелл, развивая представления М. Фарадея об электромагнитном поле, создал теорию электромагнитного поля – первую завершенную теорию поля. Она описывает только электрическое и магнитное поля и успешно объясняет многие электромагнитные явления.

Из уравнений Максвелла следует, что источниками электрического поля могут быть электрические заряды и изменяющиеся во времени магнитные поля, а магнитные поля могут возбуждаться движущимися электрическими зарядами (электрическими токами) и переменными электрическими полями. Причем, в природе существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных.

Следовательно, переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле – с порождаемым им магнитным, то есть электрическое и магнитное поля неразрывно взаимосвязаны и образую единое электромагнитное поле.

Лекция: «Корпускулярно-волновые свойства света»

В 17 в. существовало две гипотезы о природе света:

1) И. Ньютон предлагал корпускулярную гипотезу: свет – это поток световых частиц (корпускул), летящих от светящегося тела по прямолинейным траекториям.

2) Гюйгенс выдвинул волновую гипотезу: свет – это упругая волна, распространяющаяся в мировом эфире.

До начала 20 в. эти две гипотезы попеременно подтверждались различными опытами, пока не утвердилась концепция корпускулярно-волнового дуализма: свет имеет двойственную природу, сочетая в себе как волновые свойства, так и свойства, присущие частицам (частицы света – фотоны). В одних явлениях (интерференция, дифракция) свет ведет себя как волна, а в других (фотоэффект) – как поток частиц.

Все окружающее нас пространство пронизано электромагнитным излучением. Шкала электромагнитных волн:

Световые волны занимают небольшой интервал шкалы – от 380 до 770 нм.

Волновые свойства света

Принцип интерференции света впервые сформулировал в 1801 г. Томас Юнг: при взаимном наложении двух волн происходит усиление или ослабление колебаний.

Дифракция света – это отклонение света от прямолинейного распространения (1818 г. О. Френель).

Волновую природу света подтверждает поляризация, состоящая в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распространения световой волны).

Дисперсиясвета: узкий параллельный пучок белого света при прохождении через стеклянную призму разлагается на пучки света разного цвета, соответствующие разной длине волны.