Newton – Huygens

1. Newton – Huygens Ranné teórie svetla

2. Optika 17. storočia • antická a stredoveká geometrická optika • brusiči skla a optici – výroba ďalekohľadov, mikroskopov, hranolov • vedecký experiment • niektorí bádatelia: • Galilei, Kepler – zdokonalenie ďalekohľadu • Snellius, Descartes – zákon lomu, vysvetlenie dúhy • Fermat, Leibniz – princíp najmenšieho času • Römer, Cassini – konečná rýchlosť svetla • Grimaldi, Bartholinus – ohyb svetla, dvojlom v islandskom vápenci

3. Dve teórie svetla Newtonova časticová 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: • časticová teória svetla • sférická a chromatická aberácia • zrkadlový ďalekohľad • disperzia svetla na hranole • teória farieb • neskôr kompromisná teória – existencia éteru

5. Disperzia bieleho svetla na hranole Lúč bieleho svetla • Biele svetlo je zložené zo svetiel rôznych farieb dúhy. • Svetlo danej farby sa už nedá rozložiť ďalším lomom. • Farby sú prvotné vlastnosti svetla. • Farby telies majú pôvod v schopnosti odrážať určitý druh svetla. Sklenený hranol Tienidlo

6. Newtonova teória farieb • nerovnaká veľkosť častíc svetla • najmenšie – fialové • najväčšie – červené • po dopade na sklo rozkmitajú éter • odraz, prechod závisí od zhustenia – zriedenia éteru a od hrúbky vrstvy • vysvetlenie farieb tenkýchvrstiev – Newtonove krúžky Vlnenie éteru Tenká vrstva Dopadajúci svetelný lúč h

7. Rozvoj korpuskulárnej teórie svetla Pierre Simon Marquis de Laplace (1749 – 1827) Jean Baptiste Biot (1774 – 1862)

8. Vysvetlenie zákona lomu svetla Častica svetla Zakrivenie trajektórie Pohyb po priamke Oblasť pôsobenia príťažlivých síl

9. Huygensova undulačná teória Christian Huygens (1629 – 1695) • holandský matematik a fyzik • vynikol v 3 oblastiach – optike, mechanike a matematike • prínosy v optike: • zdokonalenie šošovkového ďalekohľadu • 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 vĺn • každý bod vlnoplochy v čase t je zdrojom sekundárnych guľových vĺn s rovnakou rýchlosťou c – koherentné zdroje • vlnoplocha v čase t + Δt je daná ako obalová plocha týchto sekundárnych vĺn v čase t + Δt Elementárne sekundárne vlny Vlny v čase t + Δt Vlna v časet

11. Vysvetlenie zákona lomu svetla z Huygensovho princípu vyplýva Dopadajúca vlna Dráhové rozdiely zákon lomu a C1 > 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 dĺžka svetla λ ≈ veľkosť otvoru d • svetelné vlnenie sa šíri aj za rohom otvoru – jav difrakcie • sekundárne vlny sa po okrajoch zoslabujú, v strede zosilňujú Vlnová dĺžka λ Rovinné vlny Veľkosť otvoru d

14. Youngov dvojštrbinový experiment svetlé a tmavé prúžky na tienidle Interferencia svetelných vĺn Zdroj svetla Bodový zdroj Dva koherentné zdroje Tienidlo

16. Newtonova teória teória farieb vysvetlenie polarizácie vysvetlenie dvojlomu interferencia difrakcia nesúlad s pokusom (index lomu látky < 1) Huygensova teória vysvetlenie difrakcie a interferencie vlnové dĺžky farieb spektra (Young) súlad s experimentom polarizácia (pozdĺžne vlnenie) zlyhanie pri fotoefekte Úspechy a slabiny teórií svetla

17. Ďakujem Vám za pozornosť