Optika u 17. stoljecu

1. Optika u 17. stoljecu Jelena Katic MATEMATIKA I FIZIKA Povijest fizike 2007/08

2. Dovr�enje razvoja geometrijske optike 17. st. � geometrijska se optika pocela razvijati usporedo s mehanikom Nizozemski su majstori naocala napravili prvi dalekozor 1609. god. Galilei konstruirao dalekozor, konstrukciju objavio je 1610. u radu Zvjezdani glasnik, ali nije dao teoriju. U radu O zrakama vida Rabljanin Dominis poku�ava dati teoriju Galileijevog dalekozora (zakon loma svjetlosti je jo� nepoznat -> teorija nije zadovoljavajuca).

3. Galileijev dalekozor

4. Johanes Kepler Rad Dodatak Vitellu (1604.): Izlo�eni rezultati vezani uz lom svjetlosti. Dana teorija tamne komore. Izlo�ena teorija videnja (ispravak Alhazenove pogre�ke): Ocna lece daje na mre�nici obrnutu sliku, ispravno objasnio kratkovidnost i dalekovidnost, sposobnost oka da vidi daleke i bliske predmete objasnio je izmjenama zakrivljenosti ocne lece.

5. Rad Dioptrika: Raspravlja o totalnoj refleksiji pri prijelazu svjetlosti iz opticki gu�ceg u opticki rjede sredstvo. Razmatra put svjetlosnih zraka u lecama i sustavima leca. Uvodi pojmove: opticka os i �ari�na daljina za plankonveksne i bikonveksne lece. Predla�e novi dalekozor (ne konstruira ga). Johanes Kepler

6. Keplerov je dalekozor prvi konstruirao astronom Christoph Scheiner oko 1613. god. Niccolo Zucchi predla�e refleksijski teleskop 1616. god., no njegov rad je objelodanjen tek 1652. god. 1621. god nizozemski fizicar Willebrord van Snell daje zakon loma svjetlosti, ali ga ne objelodanjuje

7. Rene Descartes Prvi objelodanio i dokazao zakon loma svjetlosti u svojoj Dioptrici 1637. god. DOKAZ LOMA SVJETLOSTI: Promatrao je promjenu brzine cestice pri prijelazu iz jednog u drugo sredstvo. Zakljucak: svjetlost se br�e �iri u opticki gu�cem sredstvu.

8. Rene Descartes Nije spominjao pokuse ni mjerenja. Dao je upute za izradu optickih leca i zrcala Proucavao je lom svjetlosti unutar kapljice vode (teorija duge).

9. Pierre Fermat Kritizirao Decartesov izvod zakona loma: �Decartes nikada nije dokazao svoje nacelo...� Kritizirao Decartesov zakljucak da se svjetlost br�e �iri u gu�cem sredstvu. 1622. god. formulirao je nacelo najmanjeg vremena: Kada svjetlost polazi iz tocke A u nekom sredstvu i sti�e u tocku B u drugom, ona ide putem za koji joj je potrebno najmanje vremena. Zakljucio je da su brzine svjetlosti obrnuto proporcionalne optickim gustocama sredstva (svjetlost se �iri br�e u opticki rjedem sredstvu).

10. Bonaventura Cavalieri Galileijev sljedbenik, talijanski matematicar Prona�ao formulu za izracunavanje �ari�ne daljine bikonveksne i bikonkavne lece Formula je ispravna samo za poseban slucaj lece od stakla (indeks loma n = 1,5)

11. Edmond Halley 1693. god. na�ao opcu formulu za izracunavanje �ari�ne daljine bikonveksne i bikonkavne lece.

12. Pitanje brzine svjetlosti Je li brzina svjetlosti konacna ili beskonacna? Pitanje koje se postavljalo vec u staroj Grckoj: Aristotel smatrao da je brzina svjetlosti velika, ali konacna. Heron je tvrdio da je brzina svjetlosti toliko velika da se ne mo�e izmjeriti. Isto mi�ljenje zastupao Alhazen u srednjem vijeku. 17. st. Decartes smatrao da je brzina svjetlosti u razlicitim sredstvima razlicita (zakon loma) -> brzinu svjetlosti smatrao je konacnom.

13. Odredivanje brzine svjetlosti Galileo Galilei 1607. poku�ao izmjeriti brzinu svjetlosti pomocu dva motritelja s fenjerima. Uvijek je dobio drugaciji rezultat Mjerenje je ponovljeno u Akademiji pokusa u Firenzi 1667. Opet razliciti rezultati Zaljucili su da je brzina svjetlosti vrlo velika. Ole Roemer (Danski astronom i fizicar) dobio je da je brzina svjetlosti 214000 km/h

14. Poceci fizikalne optike Pocetak 17.st. � jo� vrijedi peritateticki stav o nastanku obojene svjetlosti Boje nastaju kombinacijom svjetla i tame Kepler tvrdi da boje nastaju zbog razlicite prirodne sklonosti tvari Dominis tvrdi da u najtanjem dijelu staklene prizme izlazi crvena svjetlost zato �to prikupi najmanje tame Slicno tvrdi Newtonov ucitelj Barow u Predavanjma iz optike koje je Newton prije tiskanja pregledao i nije imao primjedbi.

15. Johannes Marci 1648. opisao pojavu spektra koji daje staklena prizma Razlicite boje su dijelovi svjetlosti s razlicitim lomom Pokazao je da se pojedini monokromatski dio svjetlosti novim lomom ne mo�e dalje razlo�iti Njegov rad ostao je nepoznat

16. Francesco Grimaldi Francuski isusovac U radu Fizika i matematika svjetlosti, boja i duge opisao je pokuse koje je izveo 1665. otkrio ogib (difrakciju svjetlosti) Pretpostavljao je da je svjetlost valne prirode

17. Christian Huygens 1678. dovr�ena rasprava o svjetlosti � prvi znanstveni rad o valnoj prirodi svjetloti Formulirao nacelo rasprostiranja svjetlosti � Huygensovo nacelo Na osnovi tog nacela izveo zakone odbijanja i loma svjetlosti. Prvi primjetio polarizaciju svjetlosti, no to nije dalje istra�ivao. Svjetlost -> valna pojava (teorija neprihvacena do pocetka 19.st.)

18. Robert Hooke Clan kraljevskog dru�tva u londonu zadu�en za izvodenje pokusa U knjizi Mikrografija, izdanoj 1665. raspravlja o bojama tankih listica, uocava da boja listica ovisi o njegovoj debljini, ali ne nalazi vezu izmedu debljine listica i boja. Opisao interferenciju i ogib, ali nije ih uspio objasniti. Osporavao Newtona

19. Nicolas Malebranche 1699. objelodanjuje svoj model boja Usporeduje svjetlost sa zvukom Zakljucuje da do razlicitih boja svjelosti dolazi zbog razlicitih frekvencija

20. Isaac Newton Prvi njegov znanstveni rad je iz optike Pomocu staklene prizme motri glasovitu pojavu boja Polo�io osnove spektroskopije Mijenjao je prizme i izveo mnogo pokusa

21. Isaac Newton

22. Newtonov teleskop

23. Isaac Newton Djelo Optica � boje ne nastaju mije�anjem svjetla i tame i ne uzrokuje ih prizma Bijela je svjetlost sastavljena od boja, a svaka se boja lomi pod razlicitim kutom -> bijela svjetlost se rasipa na spektar boja. Nacinio je prvi interferencijski spektroskop, danas poznat kao Newtonovi kolobari Boje koje nastaju na tankim listicima, odredene su debljinom listica Hooke ga optu�uje za plagijat Za osnovne je boje ocno odredio valne duljine, samo se za crveni dio spektra njegova mjerenja razlikuju od dana�njih Zastupa obje koncepcije svjetlosti (korpuskularnu i valnu), ali valnu nije prihvatio Za sve �to je ucinio nije dao jedinstvenu teoriju

24. Teorije o prirodi svjetlosti Dva modela: Aristotelov � svjetlost se �iri u eteru poput valova na vodi Demokritov � od izvora svjetlosti �ire se cestice Huygens � valna teorija svjetlosti Descartes � spominje oba modela, no koristi samo cesticni Newton � prihvaca cesticni model (valni nije bez vrijednosti) -> za �irenje vala potrebno je sredstvo, a Newton je protiv ispunjavanja nebeskog podrucja sredstvom.

25. Newton iz korpuskularne teorije svjetlosti izvodi zakon loma Pretpostavljao je da se cestice pri prijelazu iz rjedeg u gu�ce sredstvo ubrzavaju (privlaci ih gu�ce sredstvo) -> Brzina svjetlosti je manja u (opticki) rjedem sredstvu, a veca u gu�cem (Descartes)

26. Cesticna i valna teorija Jednako obja�njavaju pravocrtno rasprostiranje svjetlosti i zakon odbijanja svjetlosti Vode do suprotnih rezultata za brzinu svjetlosti u zraku i nekom opticki gu�cem sredstvu Cesticna teorija -> brzina svjetlosti u vakuumu je maksimalna Danas obje koncepcije imaju svoje mjesto