Refrakce světla - historie fyzického konceptu

Reflexe a lom světla označují číslo fyzické jevy, otevřena jako výsledek přímých pozorování, bez provedení laboratorních experimentů. Nejdříve to bylo řečeno ve starověkém Řecku, ale většina fyziků má tendenci věřit, že tato skutečnost byla známa dříve. Jen prvním vědcem, který se snaží dát logické vysvětlení pro řadu empiricky zjištěných skutečností se staly Cleomedes, který žil ve století našeho letopočtu I v čem je nyní Řecko. Před ním Euclid popsal tento jev tím, že pozoruje prsten ležící na dně vázy, která je v určitém úhlu to nebylo viditelné pro pozorovatele, ale pokud začnete nalil vodu do džbánu, pak po nějakém čase beze změny úhel pohledu pozorovatel mohl vidět dekoraci ležet na dně. Ale protože Euclid neposkytl podrobné vysvětlení této zkušenosti, první vědec, který podrobně zkoumal refrakci, je považován za Cleomeda.

Předmětem jeho studie bylo lom ve vodě - je třeba poznamenat, že pokud je dlouhá hůl ponoří do vody tak, že určitá část zůstala na povrchu, je vizuální lom na rozhraní vzduchu a vody. Ale ve skutečnosti hůl zůstává neporušená, takže důvod pro tento optický efekt ve vizuálním podvodu?

Zkoumání tohoto jevu blíže Cleomedes poznamenat, že v případě, že světelný paprsek vstupuje z méně husté střední až větší hustota, zatímco má šikmý směr (to znamená, že má úhel vzhledem k hranicím obou médií), médium má vysokou hustotu, vychyluje ji na čiré směru.

Při tomto lomu vysvětloval možnost vidět Slunce po nějaké době po západu slunce.

Cleomedes se získá pouze nejobecnější charakteristiku lomu světla a popsány pouze ve formě některých primitivních pokusů, což však relativně úplný obraz obecných předpisů tohoto procesu. Později další řecký učenec, který žil sto let později Cleomedes pokračoval vědecký výzkum, začal jeho předchůdce, a málem přišel blízko k rozpletení fyzikální zákony, které láme světelný paprsek.

Po provedení dostatečně velkého počtu experimentů byl Claudius Ptolemy schopen stanovit přibližný úhel, při kterém dochází k refrakci světla v tomto nebo v uvedeném médiu. Takže pro lom, který nastává, když paprsek světla projde z hlubin vody do skla, úhel refrakce je 0,88 úhlu dopadu. U ostatních médií se tato hodnota liší - pro vzduch a vodu je 0,76, pro vzduch a sklo 0,67.

Úplné zavedení zákonů, podle něhož vychází světlo, trvalo několik století. Více než jedna generace vědců se zabývala zlepšením stávajících poznatků a konečné přepracování vzorce refrakce světla je připsáno Rene Descartesovi, slavnému francouzskému fyzikovi naturalismu.

V původní verzi holandského vědce V. Snelliuse vzorec pro výpočet úhlu dopadu vypadal takto:

n = sin (a) / sin (b).

Jinými slovy, index lomu Světelný paprsek pro dvě konkrétní média má konstantní a neměnný charakter a je roven poměru sinus úhlu dopadu k sinus úhlu lomu.

Nakonec dokončil proces zkoumání a popisu refrakce světelného svazku z jednoho prostředí do druhého, jak již bylo zmíněno, René Descartes. Udělal srovnání, které překvapivě správně charakterizuje podstatu procesu lomu světla a porovnává ho s létajícím míčem ve vzduchu. Pokud se během letu setká s dostatečně lehkým a dostatečně tenkým světlem, aby se prolomil a pokračoval v pohybu, ztratí pouze svou původní rychlost a lehce změní úhel letu.