Опитите на Нютон за разлагането на светлината в спектър. Цветните експерименти на Нютон

Доцент доктор. Академик MIA

LLC ICC "Системи и технологии"

Главен научен сътрудник

Анотация:

В статията, въз основа на анализа на оптичните експерименти на Нютон и нови експерименти, се разкрива неточността на изводите на Нютон относно цветовите компоненти на светлинния поток и се обосновава, че светлината се състои от три материални носителя, чието индивидуално и съвместно влияние върху зрителния апарат на животинския организъм предизвиква съответни асоциации в мозъка, показвайки природата на цветовото разнообразие.

Статията, базирана на анализа на оптичните експерименти на Нютон и нови експерименти, разкри неточността на прозренията на Нютон относно цветовите компоненти на светлината и доказа, че светлината се състои от три физически среди, индивидуалното и съвместно въздействие върху зрителния апарат на животинския организъм нарича подходящо Асоциация на мозъка, която показва цветовото разнообразие на природата.

Ключови думи:

Нютон; призма; дисперсия; носители на цветни компоненти.

Нютон; призма; дисперсия; носители на цветни компоненти.

UDC 535.1, 535.6

Експериментите на Нютон (1642-1727) върху дисперсията на светлината са докладвани от него през 1672 г. на Кралското общество в Лондон. И от този момент резултатите от експериментите бяха критикувани от известни учени. Интензивността на отношенията между Нютон и неговите противници по това време е почти същата като тази между Бруно и членовете на италианската научна общност, които го изпращат на кладата. Но днес, с оглед на очевидността на резултатите от тези експерименти, някои от които лесно се проверяват при условията на провеждане на експерименти, описани от Нютон, заключенията на великия физик се признават съвременна наукакато знание, придобито чрез опит. За да разберем неточностите, отбелязани в експериментите на Нютон, ние показваме на фиг. 1 неговата диаграма на експерименти с две призми.

Фигура 1 ([Фигура 118 от "Оптиката" на Нютон (публикувана 1721 г.). "Обяснение. Нека S представлява Слънцето, F дупката в прозореца, ABC първата призма, DH втората призма, Y кръговото изображение на Слънцето образуван директно от лъч светлина, когато призмите са отстранени, PT е удължено изображение на Слънцето, образувано от същия лъч при преминаване само през първата призма, когато втората призма е отстранена, pt е изображението, получено чрез кръст -пречупване на двете призми заедно"]

Както знаете, Нютон нарече получения модел на цветни ленти дисперсия. В дисперсията, която получи, той идентифицира цветовете ЧЕРВЕНО, ОРАНЖЕВО, ЖЪЛТО, ЗЕЛЕНО, СИНЬО, СИНЬО, ВИОЛЕТОВО. Той нарече тези цветове монохроматични цветове и вярваше, че „Всички цветове са безразлични към границите на сянката и следователно разликата между цветовете един от друг не възниква от различните граници на сянката, в резултат на което светлината би се променила по различни начини, както са мислили философите досега.

След като прекара светлинния поток, разложен от първата призма през втората призма, Нютон вярва, че за всички цветови компоненти, които идентифицира, се наблюдава модел - тези цветни компоненти имат различни индекси на пречупване.

При обстоятелствата, отбелязани от Нютон, които изглежда се проявяват в експериментите, споменати по-горе, повторени от някого, би било необходимо да се съгласим с неговите заключения:

Светлинният поток се състои от седем монохроматични компонента, включително червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго, виолетово;

Всеки от изброените компоненти има свой индекс на пречупване.

В същото време отбелязваме, че Нютон отбелязва с особена категоричност, че е извършил дисперсията, която е получил, върху много тесен отвор (вероятно не по-голям от диаметъра на карфица).

Данните от експериментите на Нютон с призма са интерпретирани от физиците до средата на 19 век като доказателство за корпускулярната хипотеза за светлинния поток. През 20 век учените преразгледаха отношението си към тези експерименти във връзка с експериментите на Френел, Йънг и хипотезата на Максуел за електромагнитната природа на светлинния поток. Но, както отбелязва Айнщайн, „...историята на търсенето на теорията за светлината в никакъв случай не е приключила. Присъдата от 19 век не е последната и окончателна. За съвременните физици целият проблем с избора между корпускули и вълни съществува отново, сега в много по-дълбока и по-сложна форма. Нека приемем поражението на корпускулярната теория на светлината, докато не открием, че природата на победата на вълновата теория е проблематична."

Резултатите от новите експерименти с призма създават непреодолими пречки за тяхното обяснение от гледна точка на вълновата хипотеза на светлинния поток, но са доста лесно обясними от гледна точка на корпускулярната хипотеза.

В новите експерименти вместо кръгъл отвор е използван вертикален процеп съгласно фиг.2.

Ориз. 2. Нова схемаексперименти

Ширината на празнината може да се променя с помощта на подвижни непрозрачни клапи "a" и "b" с черен (тъмен) цвят. Крилата се поставят вертикално върху стъклото на прозореца. Наблюдавайки тази празнина през деня през една част (лява или дясна, показана с пунктирани и плътни стрелки) на хоризонтална призма, ще наблюдаваме любопитен феномен.

Това явление се състои в това, че във вътрешните ръбове на клапите, образуващи празнината, се образува двойка цветни ивици. Една двойка се състои от вертикални ивици от червено и жълто. Другата двойка включва ивици от тюркоаз и лилаво. Освен това, с увеличаване на разстоянието между призмата и процепа, ширината на цветните ивици се увеличава и границите между жълтите и тюркоазените ивици се доближават. Границите на жълтите и тюркоазените ивици могат да бъдат сближени чрез завъртане на призмата около вертикалната ос. Когато клапите са достатъчно отдалечени една от друга, ясно се наблюдава ивица от бял светлинен поток между жълтите и тюркоазените ивици (фиг. 3 вляво).

При преместване на клапите "a" и "b" границите между жълтите и тюркоазените ивици се приближават една до друга, което води до намаляване на ширината на бялата ивица до нула при определена ширина на прореза. По-нататъшното стесняване на празнината води до пресичане (припокриване) на жълтите и тюркоазените ивици. В този случай зоната на пресичане на жълтите и тюркоазените ивици е оцветена в зелено (фиг. 3, типове II и IV).

Фиг.3. Наблюдаваната картина според експерименталната схема на фиг.2

Когато промените ъгъла на гледане (от плътна стрелка на пунктирана стрелка), двойките цветни ленти сменят местата си. Но в същото време все още има зелена ивица в средната част на пресечната точка на жълтите и тюркоазените ивици.

От показаните на фиг. 3 експериментални резултата показват, че моделът на дисперсия съдържа лента със зелен цвят, която не е монохромна. Появата му се определя от пресичането на жълти и тюркоазени ивици. Тези. Зеленият цвят в светлинния поток не е едноцветен. Въвеждайки понятието „носител на цвят“ в светлинния поток, резултатът от експеримента ни позволява да твърдим, че появата на зелено изображение в човешкия мозък е следствие от едновременното въздействие върху чувствителните елементи на очите на носителите на жълти и тюркоазени цветове.

Но ако два носителя участват в образуването на зелен цвят, тогава той е двуцветен. Това трябва да повлияе на резултатите от експериментите с две призми P1 и P2 (фиг. 4). И се получи точно както се очакваше.

Фиг.4. Резултати от експерименти с две призми

Трябва да се отбележи, че на фиг. 4, когато изгледът през второто крило на втората призма се промени, цветовете на зоните в краищата на червените, зелените и лилавите ивици сменят местата си.

От тези експерименти следва:

Цветът на зелената ивица не е едноцветен. Зеленият цвят е следствие от образуването в мозъка на едновременното въздействие върху чувствителните елементи на очите на носители на жълти и тюркоазени цветове;

Цветът на червената ивица не е едноцветен. Червеният цвят е следствие от едновременното излагане на чувствителните елементи на очите на носителите на жълти и лилави цветове (на фиг. 4 - долната лента на дисперсионния модел);

Цветът на лилавата ивица не е едноцветен. Виолетовият цвят е следствие от едновременното въздействие върху чувствителните елементи на очите на носители на люляк и тюркоазени цветове (на фиг. 4 - горната лента на дисперсионния модел);

Цветът на жълтата ивица, подобно на цвета на тюркоазената ивица, е едноцветен.

Ивиците от червен, зелен и виолетов цвят от първата призма, когато преминат през втората призма, намаляват по дължина с линейното количество на съответните два цвята, образувани в краищата на тези ленти.

1. Хипотезата на Нютон за цветовите компоненти на светлинния поток, според която слънчевата светлина се състои от седем монохроматични цвята (червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго, виолетово) не отговаря на действителността.

2. Индивидуални (моно) носители на червен, зелен и виолетов цвят не съществуват в природата. Тези цветове са резултат от излагането на чувствителната система на очите на поне два носителя.

3. В природата има три носителя - тюркоазен носител, жълт носител и люляков носител. Разнообразието от цветови нюанси се определя от комбинацията от съответните количества носители на тюркоазен, лилав и жълт цвят (Бог обича живота).

4. Ограничаването на броя на носителите на светлинния поток до 3 ни позволява да твърдим, че белият цвят на светлинния поток се определя от едновременното излагане на окото на равни части от носители на тюркоазен, люляков и жълт цвят.

Библиография:

Отзиви:

22.06.2017 г., 15:44 ч. Сухарев Иля Георгиевич
Преглед: Рецензия на статията ЕКСПЕРИМЕНТИ НА НЮТОН С ПРИЗМА: СЪЩНОСТ И ПОСЛЕДСТВИЯ (автор д-р Олег Владимирович Тарханов, академик MIA, LLC ICC "Системи и технологии", главен изследовател). Основното следствие от експериментите на Нютон е заключението, че Бяла светлинаСлънцето съдържа спектър от вълни с различни честоти. За експеримента беше използвано свойството на зависимостта на ъгъла на пречупване от честотата на вълна, преминаваща през границата между две среди с различна плътност. Чрез преминаване на светлина през призма, където се получава двойно пречупване, цветовете могат да се видят на екрана. Той, като признат автор на този експеримент, идентифицира 7 основни цвята. Между другото, ако беше далтонист, щяха да са по-малко. Но това е напълно маловажно за смисъла на експеримента, наречен дисперсия, тоест разлагането на светлинен лъч от вълни на честотни компоненти. Подобен експеримент може да се проведе например в микровълновия диапазон с диелектрична радиопрозрачна призма и значението му ще остане същото, без да се различават цветови гами. Преживяванията на автора на статията могат да бъдат разделени на две теми. Първото условно може да се нарече наблюдение на калидоскопични ефекти, а второто – свойството на зрението да възприема смесените цветове като цвят, различен от оригиналните. Първият опит има много положителен ефект както при деца, така и при възрастни, а вторият опит се използва професионално от художници и производители на системи за конвергенция на кинескопи. Тоест, говорим за известни ефекти. Не препоръчвам тази публикация.

5.07.2017, 17:24
Преглед: Ако повечето от отговорите на автора на рецензии и рецензии са адаптирани към формата на статията под формата на дискусия и дискусия или в друга форма, тогава рецензентът изразява положителна реакция към статията и я препоръчва за публикуване. С уважение към автора!

Потребителски коментари:

Игор Сокалски,
Кандидат на физико-математическите науки
“Химия и живот” № 12, 2006 г

В предишните пет статии от поредицата „Вселената: материя, време, пространство“, използвайки аналогията на театъра, говорихме за това как работи нашият свят. Времето и пространството формират сцената, на която най-сложните и заплетени сюжетни линииглавни и второстепенни герои, както и невидими актьори. Остава да поговорим за теб и аз – за публиката. Не стигнахме навреме за началото на представлението, което започна преди 14 милиарда години и се появи в залата съвсем наскоро в космически мащаби - минали са само няколко хиляди години. Но ние успяхме да разберем много за театралното действие, въпреки че много повече остава да открием. Не всички представители на човешката раса посвещават живота си на познаване на законите на природата. Само малка част, учени. Как правят това са последните две статии от поредицата. Първо, нека поговорим за най-красивите физически експерименти от миналото.
(Продължение. За началото вж. бр. 7, бр. 9-, 2006 г.)

Плюйте в очите всеки, който казва, че можете да прегърнете необятността.
Козма Прутков

Земята е сфера с радиус около 6400 км. Ядрото на атома на хелия се състои от два протона и два неутрона. Силата на гравитационното привличане между две тела е правопропорционална на произведението на техните маси и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях. В нашата Галактика има приблизително 100 милиарда звезди. Температурата на повърхността на Слънцето е около 6 хиляди градуса. Тези прости физически факти се добавят към десетки хиляди други, много различни - също толкова лесни за разбиране, или не твърде прости, или напълно сложни - образувайки физическа картина на света.

Човек, който започва да се запознава с физиката, неминуемо има поне два сериозни въпроса.

Трябва ли да запомните всичко, за да разберете?

Въпрос първи: наистина ли е необходимо да се учат и запомнят всички натрупани до момента физически факти, за да се разбере устройството на Вселената и законите, по които тя съществува?! Разбира се, че не. Това е невъзможно. Има твърде много факти. Неизмеримо повече, отколкото може да се побере не само в човешкия мозък, но дори и на магнитния диск на най-модерния суперкомпютър. Само количеството информация за размера, температурата, спектралния клас и местоположението на всички звезди в нашата Галактика е 2-3 терабайта. Ако добавим тук други характеристики на звездите, тогава този обем ще се увеличи с няколко десетки или дори стотици пъти. Количеството данни ще се увеличи милиони пъти повече, ако вземем предвид звездите в други галактики. А също и информация за планети, газово-прахови мъглявини. А също и информация за елементарните частици, техните свойства и разпространение в обема на Вселената. И също... И също... И също...

Абсолютно невъзможно е да запомните или дори просто да запишете такъв брой числа някъде. За щастие това не е необходимо. Неизразимо хармоничната красота на нашия свят се крие във факта, че безкрайно разнообразие от факти следва от много малък брой основни принципи. Чрез разбирането на тези принципи човек може не само да разбере, но и да предвиди огромно разнообразие от физически факти. Например системата от уравнения на електродинамиката, предложена преди 150 години от Джеймс Максуел, включва само четири уравнения, заемащи най-много 1/10 от страницата на учебника. Но от тези уравнения е възможно да се изведе целият привидно огромен набор от явления, свързани с електромагнетизма.

по принцип, съвременна физикаточно целта е да се изгради единна теория, която да включва само няколко уравнения (в идеалния случай едно), които описват всички известни и правилно предсказват нови физически факти.

Откъде знаем?

Въпрос втори: откъде знаем и защо сме сигурни, че всичко това наистина е така? Че Земята има сферична форма. Че в ядрото на хелия има два протона и два неутрона. Че силата на привличане между две тела е право пропорционална на техните маси и обратно пропорционална на квадрата на разстоянията. Че уравненията на Максуел правилно описват електромагнитните явления. Знаем това от физически експерименти. Имало едно време, много отдавна, хората постепенно преминали от простото съзерцаване на природните явления към изучаването им с помощта на съзнателно поставени експерименти, резултатите от които се изразяват в числа. Около 16-17 век се формира принципът на физическото познание на природата, който все още е в служба на науката и който може да бъде схематично илюстриран така:

Феномен → Хипотеза → Прогноза → Експеримент → Теория.

За да обясня всяка природен феноменфизиците формулират хипотеза, която би могла да обясни това явление. Въз основа на хипотезата се прави прогноза, която най-общо казано е определено число. Последното се проверява експериментално чрез извършване на измервания. Ако числото, получено в резултат на експеримента, съвпада с прогнозираното, хипотезата получава ранг физическа теория. В противен случай всичко се връща към втория етап: формулиране нова хипотеза, прави се нова прогноза и се провежда нов експеримент.

Експериментът е ключът към разбирането на Вселената

Въпреки привидната простота на схемата, процесът, описан с пет думи и четири стрелки, всъщност понякога отнема хилядолетия. Добър примерслужи като модел на света, чиято еволюция вече проследихме в една от предишните статии. В началото на нашата ера се установява геоцентричният модел на Птолемей, според който Земята се намира в центъра на света, а Слънцето, Луната и планетите се въртят около нея. Този модел, който е общоприет от хиляда и петстотин години, обаче среща все по-сериозни трудности. Наблюдаваните позиции в небето на Слънцето, Луната и планетите не съответстват на прогнозите на геоцентричния модел и подобно противоречие става все по-непреодолимо с нарастването на точността на наблюденията. Това принуждава Николай Коперник да предложи хелиоцентричен модел в средата на 16 век, според който в центъра е Слънцето, а не Земята. Хелиоцентричната хипотеза получи блестящо потвърждение благодарение на безпрецедентната точност (за онова време) на наблюденията на Тихо Брахе, резултатите от които съвпаднаха с прогнозите хелиоцентричен модел. Последното става общоприето, като по този начин получава статут на теория.

Този пример, както и диаграмата, която разгледахме, показват ключовата роля на експеримента в процеса научно познаниеоколния свят. Само чрез експеримент може да се провери физически модел. Изключително важно е резултатите от експеримента, както и прогнозите на физическия модел, да не са качествени, а количествени. Тоест те представляват набор от най-обикновени числа. Следователно сравнението на изчислените и измерените резултати е напълно недвусмислена процедура. Само благодарение на това физическият експеримент може да се превърне в ключ, който отваря пътя към разбирането на Вселената.

Десет най-красиви

През хилядолетната история на науката са проведени десетки и стотици хиляди физически експерименти. Не е лесно да изберете няколко от „най-добрите“, за които да говорите. Какъв трябва да бъде критерият за избор?

Преди четири години във вестник " Ню Йорк Таймс» беше публикувана статия от Робърт Крийс и Stoney Book. В него са описани резултатите от проучване, проведено сред физици. Всеки респондент трябваше да назове десетте най-красиви физически експеримента в историята на физиката. Според нас критерият за красота по нищо не отстъпва на другите критерии. Затова ще говорим за експериментите, които бяха включени в челната десетка според резултатите от проучването на Kreese и Book.

1. Опитът на Ератостен от Кирена

Един от най-старите известни физически експерименти, в резултат на който е измерен радиусът на Земята, е извършен през 3 век пр. н. е. от библиотекаря на известната Александрийска библиотека Ератостен от Кирена. Експерименталният дизайн е прост. По обяд, в деня на лятното слънцестоене, в град Сиена (сега Асуан) Слънцето беше в зенита си и обектите не хвърляха сенки. В същия ден и по същото време в град Александрия, разположен на 800 километра от Сиена, Слънцето се отклони от зенита с приблизително 7°. Това е около 1/50 пълен кръг(360°), което означава, че обиколката на Земята е 40 000 километра, а радиусът е 6300 километра. Изглежда почти невероятно, че такова измерване прост методРадиусът на Земята се оказа само 5% по-малко от стойността, получена от най-точния съвременни методи.

2. Експериментирайте Галилео Галилей

През 17 век доминиращата гледна точка е Аристотел, който учи, че скоростта, с която пада едно тяло, зависи от неговата маса. Колкото по-тежко е тялото, толкова по-бързо пада. Наблюдения, които всеки от нас може да направи в Ежедневието, изглежда потвърждава това. Опитайте се да пуснете лека клечка за зъби и тежък камък едновременно. Камъкът ще докосне земята по-бързо. Подобни наблюдения доведоха Аристотел до заключението за фундаменталното свойство на силата, с която Земята привлича други тела. Всъщност скоростта на падане се влияе не само от силата на гравитацията, но и от силата на съпротивлението на въздуха. Съотношението на тези сили за леки обекти и за тежки е различно, което води до наблюдавания ефект.

Италианецът Галилео Галилей се усъмнил в правилността на изводите на Аристотел и намерил начин да ги провери. За да направи това, той пусна гюле и много по-лек мускетен куршум от Наклонената кула в Пиза в същия момент. И двете тела имаха приблизително еднаква обтекаема форма, следователно както за сърцевината, така и за куршума силите на съпротивление на въздуха бяха незначителни в сравнение със силите на гравитацията. Галилей установява, че и двата обекта достигат земята в един и същи момент, тоест скоростта на падането им е еднаква.

Резултатите, получени от Галилей, са следствие от закона универсална гравитацияи законът, според който ускорението, изпитвано от тялото, е право пропорционално на силата, действаща върху него, и обратно пропорционално на масата.

3. Друго Експеримент ГалилейГалилея

Галилео измерва разстоянието, което топките, търкалящи се по наклонена дъска, покриват за равни периоди от време, измерено от автора на експеримента с помощта на воден часовник.

Ученият установил, че ако времето се удвои, топките ще се търкалят четири пъти по-нататък. Тази квадратична зависимост означава, че топките се движат ускорено под въздействието на гравитацията, което противоречи на твърдението на Аристотел, което се приема за даденост в продължение на 2000 години, че телата, засегнати от сила, се движат с постоянна скорост, докато ако върху тялото не се приложи сила, тогава то е в покой. Резултатите от този експеримент на Галилей, както и резултатите от неговия експеримент с наклонената кула в Пиза, по-късно послужиха като основа за формулирането на законите класическа механика.

4. Експериментът на Хенри Кавендиш

След като Исак Нютон формулира закона за всемирното притегляне: силата на гравитацията Емежду две тела с маси МИ м, разделени една от друга на разстояние r, е равно Е = γ( mM/r 2), оставаше да се определи стойността на гравитационната константа γ. За целта беше необходимо да се измери силата на привличане между две тела с известни маси. Това не е толкова лесно да се направи, тъй като силата на привличане е много малка. Усещаме силата на гравитацията на Земята. Но е невъзможно да усетите привличането дори на много голяма планина наблизо, тъй като е много слаба.

Беше необходим много фин и чувствителен метод. Той е изобретен и използван през 1798 г. от сънародника на Нютон Хенри Кавендиш. Той използва торсионна везна - кобилица с две топки, окачени на много тънък шнур. Кавендиш измерва изместването на кобилицата (въртене), когато други топки с по-голяма маса се приближават до везните. За да се увеличи чувствителността, изместването се определя от светлинни петна, отразени от огледала, монтирани върху кобилиците. В резултат на този експеримент Кавендиш успя доста точно да определи стойността на гравитационната константа и за първи път да изчисли масата на Земята.

5. Опитът на Жан Бернар Фуко

Френският физик Жан Бернар Леон Фуко експериментално доказва въртенето на Земята около оста си през 1851 г. с помощта на 67-метрово махало, окачено на върха на купола на парижкия Пантеон. Равнината на люлеене на махалото остава непроменена по отношение на звездите. Наблюдател, който се намира на Земята и се върти с нея, вижда, че равнината на въртене бавно се завърта в посока, обратна на посоката на въртене на Земята.

6. Опитът на Исак Нютон

През 1672 г. Исак Нютон извършва прост експеримент, който е описан във всички училищни учебници. След като затвори капаците, той направи малка дупка в тях, през която премина слънчев лъч. На пътя на лъча беше поставена призма, а зад призмата беше поставен екран. На екрана Нютон наблюдава „дъга“: бял слънчев лъч, преминаващ през призма, се превръща в няколко цветни лъча - от виолетов до червен. Това явление се нарича светлинна дисперсия.

Сър Айзък не беше първият, който наблюдава това явление. Още в началото на нашата ера беше известно, че големите монокристали от естествен произход имат свойството да разлагат светлината на цветове. Първите изследвания на дисперсията на светлината при експерименти със стъклена триъгълна призма, още преди Нютон, са извършени от англичанина Хариот и чешкия натуралист Марци.

Преди Нютон обаче такива наблюдения не са били подлагани на сериозен анализ и изводите, направени на тяхна основа, не са били кръстосано проверявани с допълнителни експерименти. И Хариот, и Марци остават последователи на Аристотел, който твърди, че разликите в цвета се определят от разликите в количеството тъмнина, „смесена“ с бяла светлина. Виолетовият цвят, според Аристотел, възниква, когато тъмнината се добави към най-голямото количество светлина, а червеният - когато тъмнината се добави към най-малкото количество. Нютон провежда допълнителни експерименти с кръстосани призми, когато светлината преминава през една призма и след това преминава през друга. Въз основа на съвкупността от своите експерименти той заключава, че „никакъв цвят не възниква от бяло и черно, смесени заедно, с изключение на междинните тъмни; количеството светлина не променя външния вид на цвета. Той показа, че бялата светлина трябва да се разглежда като съединение. Основните цветове са от лилаво до червено.

Този експеримент на Нютон предоставя забележителен пример как различни хора, наблюдавайки едно и също явление, го тълкуват по различни начини и само онези, които поставят под съмнение своето тълкуване и извършват допълнителни експерименти, стигат до правилните заключения.

7. Опитът на Томас Йънг

До началото на 19 век преобладават идеите за корпускулярния характер на светлината. Смятало се, че светлината се състои от отделни частици - корпускули. Въпреки че явленията дифракция и интерференция на светлината са наблюдавани от Нютон ("пръстените на Нютон"), общоприетата гледна точка остава корпускулярна.

Гледайки вълните на повърхността на водата от два хвърлени камъка, можете да видите как, припокривайки се една друга, вълните могат да се намесват, тоест да се компенсират или взаимно да се подсилват. Въз основа на това, английски физики лекарят Томас Йънг провежда експерименти през 1801 г. с лъч светлина, който преминава през два отвора в непрозрачен екран, като по този начин образува два независими източника на светлина, аналогични на два камъка, хвърлени във водата. В резултат на това той наблюдава интерференчен модел, състоящ се от редуващи се тъмни и бели ивици, които не могат да се образуват, ако светлината се състои от корпускули. Тъмните ивици съответстват на зони, където светлинните вълни от двата процепа взаимно се компенсират. Светли ивици се появиха там, където светлинните вълни взаимно се подсилваха. Така беше доказана вълновата природа на светлината.

8. Експериментът на Клаус Йонсон

Германският физик Клаус Йонсон провежда експеримент през 1961 г., подобен на експеримента на Томас Йънг за интерференцията на светлината. Разликата беше, че вместо лъчи светлина Йонсон използваше лъчи от електрони. Той получи модел на интерференция, подобен на наблюдавания от Йънг за светлинните вълни. Това потвърди правилността на разпоредбите квантова механиказа смесената корпускулярно-вълнова природа на елементарните частици.

9. Експериментът на Робърт Миликан

Идеята, че електрически зарядна всяко тяло е дискретно (т.е. състои се от по-голям или по-малък набор от елементарни заряди, които вече не подлежат на фрагментация), възниква през началото на XIXвек и е подкрепен от такива известни физици като Майкъл Фарадей и Херман Хелмхолц. Терминът "електрон" беше въведен в теорията, обозначаващ определена частица - носител на елементарен електрически заряд. Този термин обаче беше чисто формален по това време, тъй като нито самата частица, нито свързаният с нея елементарен електрически заряд бяха открити експериментално. През 1895 г. Вилхелм Конрад Рьонтген, по време на експерименти с газоразрядна тръба, открива, че нейният анод, под въздействието на лъчи, летящи от катода, е способен да излъчва свои собствени рентгенови лъчи или Рентгенови лъчи. През същата година френският физик Жан Батист Перин експериментално доказва, че катодните лъчи са поток от отрицателно заредени частици. Но въпреки колосалния експериментален материал, електронът остава хипотетична частица, тъй като няма нито един експеримент, в който да участват отделни електрони.

Американският физик Робърт Миликан разработи метод, който се превърна в класически пример за елегантен физичен експеримент. Миликан успява да изолира няколко заредени капчици вода в пространството между плочите на кондензатор. Осветяващ рентгенови лъчи, беше възможно леко да се йонизира въздухът между плочите и да се промени зарядът на капките. Когато полето между плочите беше включено, капката бавно се движеше нагоре под въздействието на електрическо привличане. Когато полето беше изключено, то се спусна под въздействието на гравитацията. Чрез включване и изключване на полето беше възможно да се изследва всяка от капчиците, суспендирани между плочите за 45 секунди, след което те се изпариха. До 1909 г. е възможно да се определи, че зарядът на всяка капка винаги е цяло число, кратно на основната стойност д(електронен заряд). Това беше убедително доказателство, че електроните са частици с еднакъв заряд и маса. Чрез замяна на капчици вода с капчици масло, Миликан успява да увеличи продължителността на наблюденията до 4,5 часа и през 1913 г., елиминирайки възможните източници на грешка един след друг, той публикува първата измерена стойност на заряда на електрона: д= (4,774 ± 0,009) × 10 -10 електростатични единици.

10. Опитът на Ернст Ръдърфорд

В началото на 20 век става ясно, че атомите се състоят от отрицателно заредени електрони и някакъв вид положителен заряд, поради което атомът остава като цяло неутрален. Имаше обаче твърде много предположения за това как изглежда тази „положително-отрицателна“ система, докато явно липсваха експериментални данни, които биха позволили да се направи избор в полза на един или друг модел. Повечето физици приеха модела на Джоузеф Джон Томсън: атомът като равномерно заредена положителна топка с диаметър около 10 -8 cm с отрицателни електрони, плаващи вътре.

През 1909 г. Ернст Ръдърфорд (подпомогнат от Ханс Гайгер и Ернст Марсден) провежда експеримент, за да разбере действителната структура на атома. В този експеримент тежки положително заредени α частици, движещи се със скорост 20 km/s, преминават през тънко златно фолио и се разпръскват върху златни атоми, отклонявайки се от първоначалната посока на движение. За да определят степента на отклонение, Гайгер и Марсдън трябваше да използват микроскоп, за да наблюдават светкавиците на сцинтилаторната плоча, които се появяват там, където α частицата удари плочата. В продължение на две години са преброени около милион изригвания и е доказано, че приблизително една частица от 8000 в резултат на разсейване променя посоката си на движение с повече от 90° (т.е. връща се назад). Това не би могло да се случи в „свободния“ атом на Томсън. Резултатите ясно подкрепят така наречения планетарен модел на атома - масивно малко ядро ​​с размери около 10 -13 cm и електрони, въртящи се около това ядро ​​на разстояние от около 10 -8 cm.

Съвременните физически експерименти са много по-сложни от експериментите от миналото. В някои устройствата са разположени на площ от десетки хиляди квадратни километри, в други запълват обем от порядъка на кубичен километър. Трето... Но да изчакаме следващия брой. Съвременните физични експерименти са тема на следващата (и последна) статия от поредицата.

Още през 60-те години. XVII век Нютон се интересува от оптика и прави откритие, което, както изглеждаше на пръв поглед, говори в полза на корпускулярната теория на светлината. Това откритие беше феноменът на дисперсията на светлината и простите цветове.

Разлагането на бялата светлина чрез призма в спектър е известно от много дълго време. Никой обаче не успя да разбере това явление преди Нютон. Учените, занимаващи се с оптика, се интересуваха от въпроса за природата на цвета. Най-разпространеното вярване беше, че бялата светлина е проста. Цветните лъчи се получават в резултат на определени изменения в него. Имаше различни теории по този въпрос.

Изучавайки явлението разлагане на бялата светлина в спектър, Нютон стига до извода, че бялата светлина е сложна светлина. Това е сбор от прости цветни лъчи.

Нютон работеше с проста настройка. В капака на прозореца на затъмнената стая беше направена малка дупка. През този отвор преминаваше тесен лъч слънчева светлина. На пътя на светлинния лъч беше поставена призма, а зад призмата беше поставен екран. Нютон наблюдава спектъра на екрана, т.е. удължено изображение на кръгла дупка, сякаш съставена от много цветни кръгове. В този случай най-голямо отклонение имаха виолетовите лъчи - единият край на спектъра - и най-малко отклонение - червените - другият край на спектъра.

Но този експеримент все още не беше убедително доказателство за сложността на бялата светлина и съществуването на прости лъчи. Беше добре известно и от това можеше да се заключи, че при преминаване през призма бялата светлина не се разлага на прости лъчи, а се променя, както мнозина смятаха преди Нютон.

За да потвърди заключението, че бялата светлина се състои от прости цветни лъчи и се разлага на тях при преминаване през призма, Нютон провежда друг експеримент. В екрана беше направен и малък отвор, на който се наблюдаваше спектърът. Вече не беше бяла светлина, която преминаваше през дупката, а светлина, която имаше определен цвят, казвайки модерен език, монохроматичен лъч светлина. На пътя на този лъч Нютон постави нова призма, а зад нея нов екран. Какво ще се види на този екран? Ще раздели ли едноцветен лъч светлина в нов спектър или не? Опитът показва, че този светлинен лъч се отклонява от призмата като едно цяло, под определен ъгъл. В този случай светлината не променя цвета си. Завъртайки първата призма, Нютон пропуска цветни лъчи от различни части на спектъра през отвора на екрана. Във всички случаи те не се разлагат от втората призма, а само се отклоняват под определен ъгъл, различен за лъчите с различни цветове.

След това Нютон стига до извода, че бялата светлина се разлага на цветни лъчи, които са прости и не могат да бъдат разложени с призма. За всеки цвят индексът на пречупване има своя специфична стойност. Цветът на тези лъчи и тяхната пречупваемост не могат да бъдат променени „нито чрез пречупване, нито чрез отражение от естествени тела, или по друга причина“, пише Нютон. Това откритие направи голямо впечатление. През 18 век Френският поет Дюард пише: „Но какво е това? Фината същност на тези лъчи не може да се промени от природата! Никое изкуство не може да го унищожи, а червеният или синият лъч има свой собствен цвят, който побеждава всички усилия.".

Основите на спектралния анализ могат да бъдат характеризирани по следния начин:

„Светлината на всеки източник може да бъде разложена на редица елементи, които поотделно създават впечатление за цветове. Тези елементи не могат да бъдат рязко разграничени, те постепенно преминават един в друг. По най-простия начин светлината може да се разложи с помощта на стъклена призма. Чрез този метод Нютон провежда серия от експерименти, които го довеждат до основата на физическата оптика и му позволяват да направи един от най-големите приноси в науката. Лъч слънчева светлина влиза в тъмна стая през отвор в капака и пада върху стъклена призма. Светлината, излизаща от призмата, образува цветна лента, наречена спектър. Червеният край на спектъра се формира от лъчите, които са най-малко отклонени при преминаване през призма, виолетовият край е най-отклонен. Останалите цветове са разположени между посочените граници без резки граници..."

Тези изследвания доведоха учения до изобретяването на първия рефлекторен телескоп (1688 г.). Нютон също изучава интерференцията на светлината. Въпреки факта, че неговите експерименти потвърждават вълновата теория на светлината, той категорично се противопоставя на нея и защитава хипотезата, според която източникът изхвърля най-малките материални частици - корпускули. Тази теория беше напълно отричана известно време, но сега се възражда отново в модифициран вид.

Това, което допълнително ни убеждава в силата на науката, е как... е претеглено земното кълбо. Изглежда, че това е невъзможно. Учените обаче са открили такава възможност. Беше използван закон на всемирното притегляне,открит от Исак Нютон.

Нека си припомним отново: колкото по-голяма е масата на едно тяло, толкова повече сила привлича други тела към себе си. Кавендиш определя силата, с която масивната оловна топка привлича малките топки към себе си и след това сравнява тази сила с друга сила - привличането на малките топки от Земята, тоест тяхното тегло. Колко пъти тази втора сила е по-голяма от първата, толкова пъти масата на Земята е по-голяма от масата на голяма оловна топка. Ето как е претеглена Земята! Масата му се оказа приблизително 6 000 000 000 000 000 000 000 тона. Познавайки теглото и обема на Земята, учените лесно го изчисляват средна плътност: то е равно на 5,5 g/cm3, с други думи, веществото, което изгражда земното кълбо, е 5,5 пъти по-тежко от водата.

През хилядолетната история на науката са извършени стотици хиляди физически експерименти. Не е лесно да изберете няколко „най-добри“

Промяна на размера на текста:А А

Сред американските физици и Западна Европабеше проведено проучване. Изследователите Робърт Крийс и Стоуни Бук ги помолиха да назоват най-красивите физически експерименти в историята. Изследователят от Лабораторията по астрофизика на високоенергийните неутрино, кандидатът на физико-математическите науки Игор Сокалски говори за експериментите, които са включени в челната десетка според резултатите от проучването на Криз и Бук. 1. Опитът на Ератостен от КиренаЕдин от най-старите известни физически експерименти, в резултат на който е измерен радиусът на Земята, е извършен през 3 век пр. н. е. от библиотекаря на известната Александрийска библиотека Ерастотен от Кирена. Експерименталният дизайн е прост. По обяд, в деня на лятното слънцестоене, в град Сиена (сега Асуан) Слънцето беше в зенита си и обектите не хвърляха сенки. В същия ден и по същото време в град Александрия, разположен на 800 километра от Сиена, Слънцето се отклони от зенита с приблизително 7°. Това е около 1/50 от пълен кръг (360°), което означава, че обиколката на Земята е 40 000 километра, а радиусът е 6300 километра. Изглежда почти невероятно, че радиусът на Земята, измерен по такъв прост метод, се е оказал само с 5% по-малък от стойността, получена с най-точните съвременни методи, съобщава сайтът. 2. Опитът на Галилео ГалилейПрез 17 век доминиращата гледна точка е Аристотел, който учи, че скоростта, с която пада едно тяло, зависи от неговата маса. Колкото по-тежко е тялото, толкова по-бързо пада. Наблюденията, които всеки от нас може да направи в ежедневието, изглежда потвърждават това. Опитайте се да пуснете лека клечка за зъби и тежък камък едновременно. Камъкът ще докосне земята по-бързо. Подобни наблюдения доведоха Аристотел до заключението за фундаменталното свойство на силата, с която Земята привлича други тела. Всъщност скоростта на падане се влияе не само от силата на гравитацията, но и от силата на съпротивлението на въздуха. Съотношението на тези сили за леки обекти и за тежки е различно, което води до наблюдавания ефект.

Италианецът Галилео Галилей се усъмнил в правилността на изводите на Аристотел и намерил начин да ги провери. За да направи това, той пусна гюле и много по-лек мускетен куршум от Наклонената кула в Пиза в същия момент. И двете тела имаха приблизително еднаква обтекаема форма, следователно както за сърцевината, така и за куршума силите на съпротивление на въздуха бяха незначителни в сравнение със силите на гравитацията. Галилей установява, че и двата обекта достигат земята в един и същи момент, тоест скоростта на падането им е еднаква.

Резултатите, получени от Галилей, са следствие от закона за всемирното притегляне и закона, според който ускорението, изпитвано от тялото, е право пропорционално на силата, действаща върху него, и обратно пропорционално на неговата маса. 3. Друг експеримент на Галилео ГалилейГалилео измерва разстоянието, което топките, търкалящи се по наклонена дъска, покриват за равни интервали от време, измерено от автора на експеримента с помощта на воден часовник. Ученият установил, че ако времето се удвои, топките ще се търкалят четири пъти по-нататък. Тази квадратична връзка означаваше, че топките се движат с ускорена скорост под въздействието на гравитацията, което противоречи на твърдението на Аристотел, което беше прието от 2000 години, че телата, върху които действа сила, се движат с постоянна скорост, докато ако не се прилага сила към тялото, тогава то е в покой. Резултатите от този експеримент на Галилей, подобно на резултатите от неговия експеримент с наклонената кула в Пиза, по-късно послужиха като основа за формулирането на законите на класическата механика. 4. Експериментът на Хенри КавендишСлед като Исак Нютон формулира закона за всемирното привличане: силата на привличане между две тела с маси Mit, отдалечени едно от друго на разстояние r, е равна на F=γ(mM/r2), остава да се определи стойността на гравитационна константа γ- За да се направи това, беше необходимо да се измери силата на привличане между две тела с известни маси. Това не е толкова лесно да се направи, тъй като силата на привличане е много малка. Усещаме силата на гравитацията на Земята. Но е невъзможно да усетите привличането дори на много голяма планина наблизо, тъй като е много слаба.

Беше необходим много фин и чувствителен метод. Той е изобретен и използван през 1798 г. от сънародника на Нютон Хенри Кавендиш. Той използва торсионна везна - кобилица с две топки, окачени на много тънък шнур. Кавендиш измерва изместването на кобилицата (въртене), когато други топки с по-голяма маса се приближават до везните. За да се увеличи чувствителността, изместването се определя от светлинни петна, отразени от огледала, монтирани върху кобилиците. В резултат на този експеримент Кавендиш успя доста точно да определи стойността на гравитационната константа и за първи път да изчисли масата на Земята.

5. Опитът на Жан Бернар Фуко

Френският физик Жан Бернар Леон Фуко експериментално доказва въртенето на Земята около оста си през 1851 г. с помощта на 67-метрово махало, окачено на върха на купола на парижкия Пантеон. Равнината на люлеене на махалото остава непроменена по отношение на звездите. Наблюдател, който се намира на Земята и се върти с нея, вижда, че равнината на въртене бавно се завърта в посока, обратна на посоката на въртене на Земята. 6. Опитът на Исак НютонПрез 1672 г. Исак Нютон извършва прост експеримент, който е описан във всички училищни учебници. След като затвори капаците, той направи малка дупка в тях, през която премина слънчев лъч. На пътя на лъча беше поставена призма, а зад призмата беше поставен екран. На екрана Нютон наблюдава „дъга“: бял слънчев лъч, преминаващ през призма, се превръща в няколко цветни лъча - от виолетов до червен. Това явление се нарича светлинна дисперсия.

Сър Айзък не беше първият, който наблюдава това явление. Още в началото на нашата ера беше известно, че големите монокристали от естествен произход имат свойството да разлагат светлината на цветове. Първите изследвания на дисперсията на светлината при експерименти със стъклена триъгълна призма, още преди Нютон, са извършени от англичанина Хариот и чешкия натуралист Марци.

Преди Нютон обаче такива наблюдения не са били подлагани на сериозен анализ и изводите, направени на тяхна основа, не са били кръстосано проверявани с допълнителни експерименти. И Хариот, и Марци остават последователи на Аристотел, който твърди, че разликите в цвета се определят от разликите в количеството тъмнина, „смесена“ с бяла светлина. Виолетовият цвят, според Аристотел, възниква, когато тъмнината се добави към най-голямото количество светлина, а червеният - когато тъмнината се добави към най-малкото количество. Нютон провежда допълнителни експерименти с кръстосани призми, когато светлината преминава през една призма и след това преминава през друга. Въз основа на съвкупността от своите експерименти той заключава, че „никакъв цвят не възниква от бяло и черно, смесени заедно, с изключение на междинните тъмни; количеството светлина не променя външния вид на цвета. Той показа, че бялата светлина трябва да се разглежда като съединение. Основните цветове са от лилаво до червено. Този експеримент на Нютон служи като забележителен пример за това как различни хора, наблюдавайки едно и също явление, го тълкуват по различни начини и само онези, които поставят под съмнение своята интерпретация и провеждат допълнителни експерименти, стигат до правилните заключения. 7. Опитът на Томас ЙънгДо началото на 19 век преобладават идеите за корпускулярния характер на светлината. Смятало се, че светлината се състои от отделни частици - корпускули. Въпреки че явленията дифракция и интерференция на светлината са наблюдавани от Нютон ("пръстените на Нютон"), общоприетата гледна точка остава корпускулярна. Гледайки вълните на повърхността на водата от два хвърлени камъка, можете да видите как, припокривайки се една друга, вълните могат да се намесват, тоест да се компенсират или взаимно да се подсилват. Въз основа на това английският физик и лекар Томас Йънг провежда експерименти през 1801 г. с лъч светлина, който преминава през два отвора в непрозрачен екран, образувайки по този начин два независими източника на светлина, подобни на два камъка, хвърлени във водата. В резултат на това той наблюдава интерференчен модел, състоящ се от редуващи се тъмни и бели ивици, които не могат да се образуват, ако светлината се състои от корпускули. Тъмните ивици съответстват на зони, където светлинните вълни от двата процепа взаимно се компенсират. Светли ивици се появиха там, където светлинните вълни взаимно се подсилваха. Така беше доказана вълновата природа на светлината.

8. Експериментът на Клаус Йонсон

Германският физик Клаус Йонсон провежда експеримент през 1961 г., подобен на експеримента на Томас Йънг за интерференцията на светлината. Разликата беше, че вместо лъчи светлина Йонсон използваше лъчи от електрони. Той получи модел на интерференция, подобен на наблюдавания от Йънг за светлинните вълни. Това потвърди правилността на разпоредбите на квантовата механика за смесената корпускулярно-вълнова природа на елементарните частици. 9. Експериментът на Робърт МиликанИдеята, че електрическият заряд на всяко тяло е дискретен (т.е. състои се от по-голям или по-малък набор от елементарни заряди, които вече не подлежат на фрагментация), възниква в началото на 19 век и е подкрепена от такива известни физици като М. Фарадей и Г. Хелмхолц. Терминът "електрон" беше въведен в теорията, обозначаващ определена частица - носител на елементарен електрически заряд. Този термин обаче беше чисто формален по това време, тъй като нито самата частица, нито свързаният с нея елементарен електрически заряд бяха открити експериментално. През 1895 г. К. Рентген, по време на експерименти с газоразрядна тръба, открива, че нейният анод под въздействието на лъчи, летящи от катода, е в състояние да излъчва собствени рентгенови лъчи или рентгенови лъчи. През същата година френският физик Ж. Перин експериментално доказва, че катодните лъчи са поток от отрицателно заредени частици. Но въпреки колосалния експериментален материал, електронът остава хипотетична частица, тъй като няма нито един експеримент, в който да участват отделни електрони. Американският физик Робърт Миликан разработи метод, който се превърна в класически пример за елегантен физичен експеримент. Миликан успява да изолира няколко заредени капчици вода в пространството между плочите на кондензатор. Чрез осветяване с рентгенови лъчи беше възможно леко да се йонизира въздухът между плочите и да се промени зарядът на капките. Когато полето между плочите беше включено, капката бавно се движеше нагоре под въздействието на електрическо привличане. Когато полето беше изключено, то се спусна под въздействието на гравитацията. Чрез включване и изключване на полето беше възможно да се изследва всяка от капчиците, суспендирани между плочите за 45 секунди, след което те се изпариха. До 1909 г. беше възможно да се определи, че зарядът на всяка капчица винаги е цяло число, кратно на основната стойност e (заряд на електрона). Това беше убедително доказателство, че електроните са частици с еднакъв заряд и маса. Заменяйки капчици вода с капчици масло, Миликан успява да увеличи продължителността на наблюденията до 4,5 часа и през 1913 г., елиминирайки един по един възможните източници на грешка, той публикува първата измерена стойност на заряда на електрона: e = (4,774 ± 0,009) x 10-10 електростатични единици. 10. Опитът на Ернст РъдърфордВ началото на 20 век става ясно, че атомите се състоят от отрицателно заредени електрони и някакъв вид положителен заряд, поради което атомът остава като цяло неутрален. Имаше обаче твърде много предположения за това как изглежда тази „положително-отрицателна“ система, докато явно липсваха експериментални данни, които биха позволили да се направи избор в полза на един или друг модел. Повечето физици приеха модела на J. J. Thomson: атомът като равномерно заредена положителна топка с диаметър приблизително 108 cm с отрицателни електрони, плаващи вътре. През 1909 г. Ернст Ръдърфорд (подпомогнат от Ханс Гайгер и Ернст Марсден) провежда експеримент, за да разбере действителната структура на атома. В този експеримент тежки положително заредени алфа частици, движещи се със скорост 20 km/s, преминават през тънко златно фолио и се разпръскват върху златни атоми, отклонявайки се от първоначалната посока на движение. За да определят степента на отклонение, Гайгер и Марсдън трябваше да използват микроскоп, за да наблюдават светкавиците на сцинтилаторната плоча, които се появяват там, където алфа частицата удари плочата. В продължение на две години са преброени около милион изригвания и е доказано, че приблизително една частица от 8000 в резултат на разсейване променя посоката си на движение с повече от 90° (т.е. връща се назад). Това не би могло да се случи в „свободния“ атом на Томсън. Резултатите ясно подкрепят така наречения планетарен модел на атома - масивно малко ядро ​​с размери приблизително 10-13 см и електрони, въртящи се около това ядро ​​на разстояние около 10-8 см. Съвременните физически експерименти са много по-сложни от тези на миналото. В някои устройствата са разположени на площ от десетки хиляди квадратни километри, в други запълват обем от порядъка на кубичен километър. А други скоро ще бъдат извършени на други планети. Между другото, знаете ли

Първият експеримент за разлагане на светлината в спектър е направен от Исак Нютон през 1666 г. Той направи малък отвор в капака на прозореца и в слънчев ден получи тесен лъч светлина, на пътя на който постави триъгълна стъклена призма. Лъчът се пречупи в него и на противоположната стена се появи цветна лента, където всички цветове на дъгата бяха разположени в определен ред: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово. Нютон даде името на тази цветна лента спектър(от латинския "спектър" - видим).

Червените лъчи изпитват най-малкото отклонение от първоначалната посока на падане, а виолетовите лъчи изпитват най-голямото отклонение.

След такъв експеримент Нютон го направи първо заключение: Разлагането на бялата светлина в цветен спектър означава това бялата светлина има сложна структура, тоест тя е съставна, тоест смес от всички цветове на дъгата.

Второ заключениеНютон беше това светлината от различни цветове се характеризира с различни показатели на пречупване в определена среда. Това означава, че абсолютният индекс на пречупване на виолетовите цветове е по-голям, отколкото на червените.

Нютон нарича зависимостта на индекса на пречупване на светлината от нейните цветове дисперсия(от латинска дума dispersio - „разпръскване“).

Но Нютон е привърженик на корпускулярната теория и не може да обясни явлението дисперсия.

Светлинна дисперсия

Според вълновата теория цветовете на светлината се определят от честотата на електромагнитната вълна, което е леко. Червената светлина има най-ниска честота, виолетовата светлина е с най-висока. Въз основа на експериментите на Нютон и разчитайки на вълновата теория на светлината, следва заключението: индексът на пречупване на светлината зависи от честотата на светлинната вълна.

Светлинна дисперсия- това е явлението разлагане на светлината в спектър, поради зависимостта на абсолютния показател на пречупване на средата от честотата на светлинната вълна.

Какво зависи от какво?

Различните скорости на разпространение на вълните съответстват на различни абсолютни показатели на пречупване на средата
.

Това означава, че червеният лъч се пречупва по-малко поради факта, че има най-висока скорост в веществото, а виолетовият лъч има най-ниска скорост.

Честотата и дължината на вълната са свързани

Формулата показва, че дължината на вълната е право пропорционална на скоростта на светлината и обратно пропорционална на честотата. Следва, че дължината на вълната е по-голяма в средата, където скоростта на вълната е по-голяма(на дадена честота).

От формулите става ясно, че

Следователно може да се твърди, че абсолютна Индексът на пречупване намалява съответно с увеличаване на дължината на светлинната вълнаи се увеличава съответно с намаляване на дължината на светлинната вълна.

следователно по време на прехода от една среда в друга скоростразпространение на светлинна вълна, което означава и дължината на вълната варира , А честота,което означава и цветът на светлината остава непроменен .

Как окото различава цветовете?

Ретината на окото съдържа светлочувствителни елементи - нервни окончания, наречени "пръчки" и "конуси". Пръчките различават само светлината от тъмнината. Има три вида конуси - те условно се наричат ​​​​„червени“, „зелени“ и „сини“. Тъй като „червените“ конуси са най-чувствителни към червено, „зелените“ към зелено и „сините“ към синьо. И цялото разнообразие от цветове, които виждаме, се дължи на „сигналите“, изпратени до мозъка само от три вида конуси.

Добавяне на цветя

Извадете цветовете