Korpuskulær teori om lys

Den korpuskulære teori om lys  (også kaldet emissionsteorien ) er en teori om lysets natur , underbygget i det 17. århundrede af Pierre Gassendi og Isaac Newton . Ifølge denne teori består lys af små partikler (" legemer "), der udsendes af lysende legemer [1] . Disse partikler bevæger sig i en lige linje med en endelig hastighed og har masse og momentum . I modsætning til den korpuskulære teori blev en alternativ opfattelse af René Descartes og Robert Hooke også diskuteret : lys er bølger i æteren [2] .

Den korpuskulære teori var i god overensstemmelse med lovene for geometrisk optik , men andre optiske fænomener opdaget i det samme 17. århundrede ( diffraktion og interferens ) var vanskelige at forklare ud fra korpuskulære positioner. Newton viede den anden og tredje bog af sin Optik (1704) til disse fænomener og begrænsede sig til at konstruere deres matematiske model, selvom han stadig hældte til den korpuskulære teori. I det 19. århundrede vandt bølgetilgangen. Men i begyndelsen af ​​det 20. århundrede blev det klart, at lys har en dobbelt karakter og afhængig af den konkrete situation kan udvise både korpuskulær og bølgeegenskaber [3] .

Historie

De første hypoteser om lysets natur

Udviklingen af ​​geometrisk optik fik gamle videnskabsmænd til ideen om, at lys udsendes af lysende legemer i form af noget strålende stof ( væske ). Synspunkter fra pythagoræerne og Empedokles (5. århundrede f.Kr.) var tæt på emissionsteorien. Især Platon og Euklid anså kilden til synet for at være en "lysvæske", der udgår fra øjet og smelter sammen med sollys. Atomisterne Epicurus og Lucretius Carus mente også, at lys er en form for stof. Aristoteles kritiserede atomisterne, men fremsatte ikke sin egen klare teori. Skrifter af gamle forfattere om optik (herunder Claudius Ptolemæus og Heron ) indeholder mere geometri end fysikere [4] [5] .

Den arabiske naturfilosof Ibn al-Haytham (XI århundrede) afviste teorien om, at øjet udsender sine egne stråler, og forklarede korrekt synsmekanismen. Den engelske videnskabsmand Roger Bacon (XIII århundrede) var den første, der udtrykte den opfattelse, at lys ikke er en strøm af nogle partikler, men en "fordeling af bevægelse", og derved gav den første antydning af lysets bølgeteori [6] .

Gassendi

Kernen i Pierre Gassendis filosofi er hans teori om atomistisk stof . I sin Syntagma Philosophicum ("Philosophical Treatise"), udgivet posthumt i 1658, forsøgte Gassendi at forklare naturlige fænomener, herunder lys, i form af atomer og tomrummet. Gassendi mente, at atomer bevæger sig i det tomme rum, hvilket modsiger det aristoteliske synspunkt om, at universet er fuldstændig fyldt med stof [7] .

Gassendi hævdede, at lys er en strøm af partikler, der tilhører forskellige typer (for eksempel farver). I hans optik er den atomistiske teori om lys i modsætning til Descartes' syn på lys som bølgebevægelse. For Gassendi er lys en egenskab båret af visse atomer ( lat.  atomi lucificae ), som er identiske med varmeatomer . De har en tendens til at bevæge sig ved ekstremt høje hastigheder, fordi der normalt er færre forhindringer på deres vej end de fleste andre atomer [7] .

Newton

Omkring et halvt århundrede efter Gassendi brugte Isaac Newton eksisterende korpuskulære teorier til at udvikle sin teori om lyspartikler [8] .

At dømme efter de overlevende optegnelser lænede Newton sig i begyndelsen af ​​sin videnskabelige aktivitet mod lysets bølgeteori. I 1672 hævdede han for eksempel, at farve er relateret til frekvensen af ​​lysbølger [9] :

Æterens største vibrationer giver en fornemmelse af rød, de mindste og korteste - violette og mellemliggende - mellemfarver.

Senere ændrede Newton dog sin holdning og blev en målrettet modstander af bølgeteorien. Han formulerede årsagen til dette i sin afhandling "Optik" (spørgsmål 28): Uforeneligheden af ​​lysets retlinede udbredelse med dets bølgekarakter. Newton kom til den konklusion, at de geometriske egenskaber ved lysets refleksion og brydning kun kan forklares, hvis lyset består af blodlegemer. Tilsyneladende var Newton ikke klar over, at fænomenet diffraktion blot beviser lysudbredelsens ikke-retlinearitet (paradoksalt nok forstod selv Hooke og Huygens , tilhængere af bølgeteorien, ikke dette) [9] .

Videreudvikling

Den corpuskulære teori udviklet af Newton dominerede fysikken i over 100 år, til dels på grund af Newtons store prestige [10] . I begyndelsen af ​​det 19. århundrede, da den korpuskulære teori ikke tilstrækkeligt kunne forklare lysets diffraktion, interferens og polarisering , blev den opgivet til fordel for Young-Fresnel-bølgeteorien .

Til en vis grad blev den korpuskulære teori om lys genoplivet i det 20. århundrede, da man opdagede fænomener, som ikke kunne forklares ved hjælp af bølgeteorien. Disse er lysets tryk , den fotoelektriske effekt , Compton-effekten og lovene for termisk stråling . På nuværende tidspunkt betragtes lys som en bølge og en strøm af partikler på samme tid. Lyspartikler har et særligt navn. Max Planck kaldte dem lyskvanter (1900) og Gilbert Lewis kaldte dem fotoner  ( 1926). Begge disse navne er stadig i brug i dag.

Se også

• " Optics " af Isaac Newton
• Tyngdekraftshastighed
• Fysikkens filosofi

Noter

1. ↑ Udvikling af ideer om lysets natur . microsystemy.ru . "LLC Microsystems" (6. februar 2017). Hentet 21. juli 2021. Arkiveret fra originalen 21. juli 2021. (Russisk)
2. ↑ Spassky B.I., 1977 , bind I, s. 123-125.
3. ↑ Fysikkens historie, XIX-XX århundreder, 2011 , s. 184-202.
4. ↑ Kudryavtsev P.S., 1974 , s. 63-65 (bind 1()).
5. ↑ Gliozzi, 1970 , s. 21-23.
6. ↑ Gliozzi, 1970 , s. 28-34.
7. ↑ 1 2 Plato.stanford.edu Arkiveret 8. juli 2017 på Wayback Machine Stanford Encyclopedia of Philosophy: Pierre Gassendi. Fisher, Sol. år 2009.
8. ↑ virginia.edu Arkiveret 14. februar 2019 på Wayback Machine  - Newtons teori om lyspartikler. Forelæsningsnotater. Lindgren, Richard A. Forskningsprofessor i fysik. University of Virginia, Institut for Fysik.
9. ↑ 1 2 Gliozzi, 1970 , s. 148.
10. ↑ Aspe, Alain (november 2017). "Fra Huygens Waves til Einsteins fotoner: Strange Light". Fysiske rapporter . 18 (9-10): 498-503. Bibcode : 2017CRPhy..18..498A . DOI : 10.1016/j.crhy.2017.11.005 . Tjek datoen på |date=( hjælp på engelsk )

Litteratur

• Dorfman Ya. G. Fysikkens verdenshistorie. Fra oldtiden til slutningen af ​​det 18. århundrede. - Ed. 3. — M. : LKI, 2010. — 352 s. - ISBN 978-5-382-01091-5 .
• Dorfman Ya. G. Fysikkens verdenshistorie. Fra begyndelsen af ​​det 19. til midten af ​​det 20. århundrede. - Ed. 3. — M. : LKI, 2011. — 317 s. - ISBN 978-5-382-01277-3 .
• Kudryavtsev PS Kursus i fysikkens historie . - M . : Uddannelse, 1974.
• Gliozzi M. Fysikkens historie. - M . : Mir, 1970. - 464 s.
• Spassky B. I. Fysikkens historie, i to bind. - Ed. 2. - M . : Højere skole, 1977.
• Yagafarova Z. A., Saitkulov D. Z., Ismagilov A. R. Corpuscular theory of light  // Kondenseret tilstandsfysik og dens anvendelser: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference / O.V. Akhmetov. - Ufa: Bashkir State University, 2018. - S. 202-206 .

Links

• Observation af lysets kvanteadfærd i bachelorlaboratoriet af J.J. Thorne et al .: American Journal of Physics 72, 1210-1219 (2004).
• Pierre Gassendi . Fisher, Sol. 2009 Stanford Encyclopedia of Philosophy .
• Isaac Newton . Smith, George. 2007 Stanford Encyclopedia of Philosophy.
• Robert Boyle . McIntosh, J. J. 2010, Stanford Encyclopedia of Philosophy.
• YouTube video . Fysik - Newtons korpuskulære teori om lys - Videnskab. Uploadet 5. januar 2013.
• Kritik af Newtons teori om lys og farve af Robert Hooke (1672) Robert Hooke. Thomas Birch, History of the Royal Society, bind 3 (London: 1757), s. 10-15. Newton Project, University of Sussex.

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online) Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	GND : 4338253-8