Краткая история оптики

 


Учение древних мыслителей ограничивалось только гениальными догадками и умозаключениями, так как оно не имело необходимой базы для проведения научных исследований. Однако в результате развития противоречивых, а порой и просто ошибочных теорий древнегреческие мыслители уже тогда, в античную эпоху, стали употреблять понятие «свет» для выражения объективного, не зависящего от человека явления, которое, действуя на глаз, вызывает субъективное зрительное ощущение.


В настоящее время под понятием «свет» подразумевают видимое излучение, связанное с движением коротких электромагнитных волн в диапазоне Я = 380...780 нм, а в широком смысле слова — оптическое излучение, включающее кроме видимого излучения невидимые человеческим глазом: ультрафиолетовое, инфракрасное, рентгеновское излучения и др.


Исторический очерк. При рассмотрении исторических этапов развития оптики остановимся на открытиях, оказавших существенное влияние на формирование оптической науки и главным образом на развитие физической, или волновой, оптики.


Аристотель пришел к выводу, что окраска наблюдаемых предметов зависит от свойств среды, через которую проходят лучи света на пути от предметов к глазу. Например, солнце в ясную погоду кажется белым, а сквозь туман — красным. Учитывая это обстоятельство, он создал теорию цветов, суть которой состоит в том, что появление того или иного цвета является результатом смешивания белого цвета в различных пропорциях с темнотой. Так объяснялись тогда цвета радуги.


Про преломления света знал уже Аристотелю. Знаменитый астроном Птоломей (120 г. н. э.) открыл, что звёзды на небе изменяется вследствие преломления света атмосферой, и попытался выразить закон преломления количественно, измерив углы падения и преломления. Однако он пришел к неверному заключению, считая, что угол преломления пропорционален углу падения. Ошибка ученого объясняется тем, что Птоломей выполнял измерения только в диапазоне небольших углов. Позднее (около 1038) арабский оптик Альгазен нашёл, постоянство углов падения и преломления, но правильно выразить закон преломления не смог. Альгазен изучал также свойства глаза, отражение света в вогнутых зеркалах и другие вопросы. В теории о природе света он придерживался правильных взглядов, полагая, что лучи вызывают зрительные ощущения.


Закон преломления открыл голландец Снеллиус (около 1620), а его современную формулировку дал французский математик и философ Ренэ Декарт (1596—1650) (закон Снеллиуса—Декарта).


Оптика в средние века. В период средневековья (X—XVI вв.) наблюдается упадок во всех областях науки, в том числе и в оптике. Господствующие классы опирались на церковь и инквизицию, которые враждебно относились к материалистическому пониманию мира. Представители церкви считали, что истины церковного учения, они оказывали сопротивление новым прогрессивным теориям и взглядам в науке. В этот период оптическая наука развивалась только в направлении изучения геометрических законов и элементов, т. е. законов отражения и преломления лучей, их прохождения через линзы. Исследования же природы света почти полностью отсутствовали.


Роджер Бэкон открыл принцип действия простой линзы, нашёл ее фокус и обнаружил наличие аберраций. Бэкон изучил устройство и работу глаза; для людей со слабым зрением предложил пользоваться линзами, помещая их на рассматриваемые предметы. В XIII веке были изобретены очки. В период между XIV веком и первой половиной XVII века усиливается борьба прогрессивных материалистических идей с церковной схоластикой, происходит общий подъем науки, в том числе и оптики.


Франциск Мавролик (1494—1575) объяснил действие очков и вогнутых линз, сделал заключение о причинах аметропии глаза, т. е. его близорукости и дальнозоркости. Итальянец Порта (1538— 1615) нашёл прототип будущего фотоаппарата. Несколько вскоре изобрели микроскоп и зрительная труба, которые в середине XVII века уже нашли широкое применение.


Знаменитый итальянский учёный Галилей (1564—1642) усовершенствовал зрительную трубу, применив отрицательный окуляр, довел ее увеличение до 30 х и использовал для исследований небесной сферы. Он сделал в астрономии ряд выдающихся открытий. Знаменитый учёный Кеплер создал фундаментальные труды оптике; тщательно изучил явление преломления света. Однако наряду с утверждением законов геометрической оптики и созданием первых оптических приборов.


Крупный вклад в развитие физической оптики сделал итальянский физик Франческо Гримальди (1618-1663), обнаружив, что лучи света при прохождении через узкие отверстия и при огибании препятствий отклоняются от прямолинейного распространения. По существу, Гримальди в опыте с двумя отверстиями открыл явление дифракции, обнаружил интерференцию и высказал предположение о том, что свет совершает движение волнами. Однако Гримальди не разработал какой-либо теории, раскрывающей природу световых явлений. Следует отметить, что уже в этот период появилась тенденция объяснять природу света с двух позиций. Геометрические представления о распространении лучей приводили людей к тому, что имеет корпускулярную природу, а экспериментальные исследования подтверждали волновую природу света.


Таким образом, ученые средних веков очень близко подошли к объяснению природы света как двойственной.



Пользуйтесь Поиском по сайту. Найдётся Всё по истории.
Добавить комментарий
Прокомментировать
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
три+2=?