Оптиканы оқыту әдістемесі
Жоспары: 1. Кіріспе. Оптика пәні. 2. Гюгенс-Френель принципі. 3. Жарық шамалары. 4. Жарықтың жұқа пленкаларда интерференциялануы. 5. Ньютон сақиналары. 6. Геометриялық оптика.
Оптика – физика ғылымының жеке салаларының бірі. Оптика пәні жарық пен рентген сәулелерінің табиғаты мен қасиеттерін және олардың затқа ететін әсерін қарастырады. XVII аяқ кезінде жарықтың табиғаты жайында екі түрлі ғылыми түсінік болады. Олардың біреуі – жарықтың корпускулалық теориясы, екіншісі – жарықтың толқындық теориясы
1. Жарықтың корпускулалық теориясы
Жарықтың корпускулалық теориясын алғаш ағылшын ғалымы И. Ньютон (1672ж.) түсіндірді. Бұл теория бойынша жарық дегеніміз – жарқыраулық денелерден үшып шыққан жарық бөлшектерінің (корпускулаларының) ағыны. Ньютонша, жарық бөлшектері инерция заңына сәйкес, түзу сызық бойымен қозғалады, сондықтан жарық біртекті ортада түзудің бойымен таралады. Яғни, бір ортадағы жарық жылдамдығы (1) екінші ортадағы жарық жылдамдығынан (2-ден) кем болады. Корпускулалық теория бойынша жарықтың сыну көрсеткіші (n) жарықтың екінші ортадағы жылдамдығының бірінші ортадағы жылдамдығының қатынасына тең, яғни n = 1/ 2, 1 >2. Бірақ Ньютонның тұсында бұл қорытынды тәжірибе жүзінде тексерілген жоқ. Ол кезде жарықтың планета аралығындағы таралу жылдамдығы (300000 км/с) белгілі болып, ал жарықтың судағы таралу жылдамдығы (225000 км/с) 1850 жылы табылды.
2. Жарықтың толқындық теориясы.
Гюйгенс (1678 ж.) бірқатар дыбыс құбылыстары мен жарық құбылыстарын салыстыра отырып, жарықтың толқындық теориясын ұсынды. Гюйгенстің пікірінше жарық та, дыбысқа ұқсас сфералық беттер және толқындар түрінде таралады. Жарықтың табиғаты жайындағы осы пікірді орыстың ғалымы М.В. Ломоносов та жақтады. Гюйгенс осы принципке сүйеніп, жарықтың шағылу және сыну заңдарын, сондай-ақ жарықтың қосарланып сынуын да түсіндірді. Толқындық теория бойынша жарықтың сыну себебі жарық бір ортадан екінші ортаға өткенде оның жылдамдығы өзгереді. Мысалы: тығыз емес ортадан (ауадан) тығыздау ортаға (суға) өткенде жарық жылдамдығы кемиді, сонда тығыздау ортаның сыну көрсеткіші (n) n = 1/ 2, 1 > 2 . Бұл тұжырымның дұрыстығы тәжірибе жүзінде дәлелденген. Бірақ бұл теория осы күйінде жарықтың түзу сызық бойымен таралу заңын түсіндіре алмады. Сөйтіп, XVIII ғасыр жарықтың корпускулалық және толқындық теорияларының арасындағы тартыс тоқталмады. XIX ғасырдың бас кезінен бастап қана толқындық теория үстем бола бастады.
- Ағылшын физигі Т. Юнг (1801 ж.) жарықтың интерференция құбылысы жайлы жаңа идеялар айтты.Ол бұл құбылысты жарықтың толқындарының бір-бірімен қосылуының нәтижесі деп ұғынды, ол жұқа пластиналардың бетніде байқалатын әр түсті дөңгелекшелердің, яғни Ньютон сақиналарының пайда болуын осы тұрғыдан қарастырып түсіндірді. Ол бірінші рет интерференция әдісін қолданып, көрінетін жарық сәулелері толқындарының ұзындығын өлшеді
Томас Юнг
(1773-1829)
Гюйгенс принципі
Достарыңызбен бөлісу: |