Борьба концепций в процессе становления и развития науки о природе света

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ им. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЯ В МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ НА ТЕМУ Борьба концепций в процессе становления и развития науки о природе света Выполнила студентка Руководитель Ацюковский Владимир Акимович Москва 1998 г. СОДЕРЖАНИЕ 1. Античные взгляды на природу свет 2. Взгляд на свет в период раннего средневековья 3. Опыты по измерению скорости света 4. Открытия Ньютона о природе цветов 5. Работы Гюйгенса. Волновая теория света 6. Развитие взглядов на волновую теорию света. Работы Френеля 7. Электромагнитная теория света. Работы Фарадея и Максвелла 8. Давление света 9. Поляризация 10. Квантовая теория света 11. Фотоны 12. Заключение 13. Список использованной литературы 1. АНТИЧНЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА ПРИРОДУ СВЕТА. Оптикой увлекались еще философы классического периода, которые больше интересовались физиологическими, а не физическими проблемами. Они задавались вопросами каким образом мы видим, каково соотношение между ощущением и видимым предметом Дискуссия была, по-видимому, долгая и страстная, но дошедшие до нас документы весьма немногочисленны и толкования их сомнительны.

Здесь будут упомянуты теории, развитые в классический период и вновь появлявшиеся в ходе позднейшей истории.

По-видимому, именно пифагорейцы впервые выдвинули гипотезу об особом флюиде, который испускается глазами и ощупывает как бы щупальцами предметы, давая их ощущение. Атомисты же были сторонниками испускания предметами призраков или образов, которые, попадая в глаза приносят душе ощущение формы и цвета теория эта связывается с именем Платона.

Согласно Платону, от предметов исходит специальный флюид, который встречается с мягким светом дня, ровно и сильно бьющим из наших глаз. Если оба флюида подобны друг другу, то, встречаясь, они крепко связываются и глаз получает ощущение видимого.

Если же свет очей встречается с несхожим флюидом, он гаснет и не дает глазам никаких ощущений. Наиболее ранним из известных нам документов, касающихся работ, является трактат по оптике Евклида, великого геометра, расцвет творчества которого относится к 300 г. до н.э. Трактат состоит из двух частей Оптики и Катоптрики.

Как следует из первого положения, или постулата Испускаемые глазами лучи распространяются по прямому пути. Евклид следует теории зрения Платона. От второго постулата до нас дошло понятие конуса зрения и точки наблюдения Фигура, образуемая лучами зрения, представляет собой конус, вершина которого находится в глазу, а основанием служит граница предмета. На этих и других десяти постулатах по другим свидетельствам двенадцати Евклид основывает геометрическое рассмотрение оптики. В Оптике он исследует геометрические проблемы, связанные с постулатом о прямолинейном распространении света образование тени, изображения, получающиеся с помощью малых отверстий, кажущиеся размеры предметов и их расстояние от глаза.

В Катоптрике рассмотрены явления, связанные с постулатом о прямолинейном распространении света образование тени, изображения, получающиеся с помощью малых отверстий, кажущиеся размеры предметов и их расстояние от глаза. В Катоптрике рассмотрены явления, связанные с отражением от плоских и сферических зеркал.

Из постулатов Катоптрики замечателен второй постулат Все, что видно, видно по прямой. Это основной принцип физиологической оптики. Однако непонятно, как его можно было согласовать с третьим постулатом, дающим точный закон отражения света, известный грекам еще с древнейших времен. Если световой луч это то же самое, что свет очей, то как он может не отклоняться на зеркале в соответствии со вторым постулатом и менять свое направление в соответствии с третьим В истории физики противоречия часты, и ученые преодолевали их почти всегда так же, как и Евклид, т.е. обходили молчанием. 2.

Взгляд на свет в период раннего средневековья

Наиболее ярким в арабской физике был, несомненно, период Ибн Аль-Хатай... Кроме того, он был астрономом, математиком и комментатором Аристотеля ... Затем с помощью ряда хорошо поставленных опытов физико-физиологическог... Альхазен же с гениальной интуицией разложил этот глобальный процесс на... Таким образом, Альхазен устанавливает точное соответствие между точкам...

Опыты по измерению скорости света

. Но за Галилеем остается заслуга первой постановки этой проблемы в эксп... Два экспериментатора, вооруженные фонарями, становятся на некотором ра... Этот опыт не мог получиться из-за чрезвычайно большой скорости света. Одним из первых пытался измерить скорость света Галилей - он предлагае...

Открытия Ньютона о природе цветов

В 1669 г. Наконец, третья книга содержит краткое экспериментальное исследование ... Следуя многовековой традиции Ньютон насчитывает семь цветов красный, о... Некоторые из этих опытов стали классическими и приводятся в учебниках ... Что же в конце концов эти приступы свойственны свету, присущи ему с са...

Работы Гюйгенса. Волновая теория света

е. опыт с бипризмой, ставший с тех пор классическим методом демонстрации ... Рассматривая явление дифракции, Френель произвел такой расчет, и его р... Ведь из факта существования давления электромагнитных волн следовал оч... В некоторых веществах в частности, в уже упоминавшихся фильтрах одна и...

Квантовая теория света

Абсолютно черное тело обладает также наибольшей по сравнению со всеми ... ФОТОНЫ Именно Эйнштейн впервые высказал мысль о том, что световое излу... На съезде физиков в 1909 г. Становится понятным еще одно явление, необъяснимое на основе волновой ... итальянским физиком Фано, а годом позднее он получил экспериментальное...

Заключение

Заключение. Ранее неизменно считали, что как свет, так и весь остальной спектр излучения представляют собой электромагнитные волны.

Однако оказывается, что электромагнитное излучение с равным успехом можно трактовать в терминах фотонов, то есть дискретных неделимых частиц и в ряде случаев излучение выступает только в такой форме. На примере одного и того же луча света можно без труда последовательно продемонстрировать оба указанных проявления. Но тогда с необходимостью возникает довольно острый вопрос не является ли одна из теорий волновая или корпускулярная ложной Существует ли компромисс между этими двумя теориями Может быть, одна из них устарела, тогда как другая является более современной Если принимать факты, как они есть, то нам следует говорить о дуализме света.

К сожалению, это общеупотребительное выражение ничего не проясняет, и как тут не вспомнить саркастическое замечание Мефистофеля Словечко громкое всегда из затрудненья нас выводит первопричина указанной дилеммы уходит корнями далеко вглубь она лежит не в самом физическом объекте, но в традиционном способе нашего мышления.

В процессе жизни у нас складывается прочная система представлений, например о свойствах твердых тел и жидкостей, о характере волнового движения и т.п. Короче говоря, все наше мышление, формируясь под влиянием внешней среды, постепенно складывается в картину мира, называемую классической. И человеку нелегко отойти от этой картины. Как говорил Песталоцци, наблюдение это фундамент познания, и потому по сей день наглядность является одним из ведущих принципов педагогики и лучшим способом познания законов физики.

Однако оказывается, что представления, развитые на основе чувственного восприятия мира, неприменимы в области микрофизики, ибо теперь предстоит иметь дело с объектами и процессами, которые принципиально невозможно ни увидеть, ни ощутить. Сведения о них мы получаем лишь косвенно, с помощью специальной аппаратуры. С некоторыми из наших приборов они взаимодействуют так, как будто они волны, с другими подобно частицам.

Это, однако, не означает, что указанные объекты являются волнами или частицами. Вообще объектам, не имеющим наглядных моделей, не следует приписывать каких-либо свойств на несоответствующем им языке наглядности, которая не принадлежит к числу необходимых характерных свойств объектов. Все эти мысли постоянно встречаются в работах ведущих физиков и философов. Их можно резюмировать примерно следующими словами в настоящее время новые теории возникают уже не только на основе систематизации наглядных наблюдений.

Современные математические понятия, философские выводы, аналогии и т.п. могут давать начало плодотворным гипотезам. Теоретические выводы из этих гипотез допускают проверку экспериментом. Поскольку с помощью измерительного прибора человек воздействует на объект, взаимосвязь теории и объекта ее изучения описывается с помощью гипотез, моделей и аналогий. И здесь сразу обнаруживается, как сложны структуры объектов и взаимоотношения между ними. Сколь привлекательной ни казалась бы нам привычная наглядность предметов в окружающей нас природе, теперь нам придется отказаться от нее. Понятия и представления, вынесенные нами из мира, воспринимаемого чувствами, оказываются недостаточными, и их можно употреблять лишь с соответствующими оговорками.

Это может разочаровать нас, так как именно свету мы во многом обязаны нашим физическим знанием. Но, положа руку на сердце, кому удавалось увидеть луч света со стороны Речь идет не о пыльной комнате, в которой путь луча обозначен рассеянием света на бесчисленных крошечных пылинках, а об абсолютном вакууме Там мы не в состоянии увидеть ни малейшего следа света. Только тогда, когда луч падает на сетчатку глаза, мы воспринимаем его действие.

При этом происходит чисто квантомеханический процесс, а именно прямое взаимодействие обладающего энергией фотона со сложной молекулой зрительного пигмента. Это процесс можно сравнить с процессом, происходящим в фотоэлементе.

Итак, в конечном итоге мы приходим к следующему свет является реальным физическим объектом, который не сводится ни к волне, ни к частице в обычном смысле. Эти понятия дают лишь приближенный способ описания объектов с более общими свойствами, которые для удобства называют квантами. Все физики сходятся сейчас на том, что волны и частицы представляют собой лишь две формы, в которых проявляется одна и та же физическая сущность. 14.

Список использованной литературы

Список использованной литературы 1. Данин Д. Неизбежность странного мира, М изд-во молодая гвардия, 1996 2. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики в3 томах, М изд-во Наука, 1971 1975. 3. Орир Дж Популярная физика, М изд-во Мир, 1969 4. Линдер Г Картины современной физики, М, изд-во Мир, 1977 5. Льоцци Марио История физики, М изд-во Мир, 1970.