- תיאוריית האור הגופנית של ניוטון
- הִשׁתַקְפוּת
- חוק ראשון
- חוק שני
- שבירה
- כישלונות התיאוריה הגופנית של האור
- תיאוריה לא שלמה
- הפניות
אור corpuscular התורה ניוטון (1704) מציע כי חומר האור מורכב מחלקיקים כי אייזק ניוטון שנקרא כדוריות. חלקיקים אלה נזרקים בקו ישר ובמהירות גבוהה על ידי מקורות אור שונים (השמש, נר וכו ').
בפיזיקה האור מוגדר כחלק משדה הקרינה הנקרא הספקטרום האלקטרומגנטי. במקום זאת, המונח אור גלוי שמור לייעד את החלק של הספקטרום האלקטרומגנטי שיכול להיתפס בעין האנושית. אופטיקה, אחד הענפים העתיקים ביותר בפיזיקה, אחראית על חקר האור.
האור עורר עניין אנושי מאז ומתמיד. לאורך ההיסטוריה של המדע היו תיאוריות רבות על טבע האור. עם זאת, בסוף המאה ה -17 ותחילת המאה ה -18, עם אייזק ניוטון וכריסטיאן הויגנס, החלו להיות מובנים את טבעם האמיתי.
בדרך זו החלו להניח את היסודות לתיאוריות עכשוויות על אור. המדען האנגלי אייזק ניוטון התעניין לאורך כל מחקריו להבין ולהסביר את התופעות הקשורות לאור וצבעים; כתוצאה ממחקריו, הוא ניסח את התיאוריה הגופנית של האור.
תיאוריית האור הגופנית של ניוטון
תיאוריה זו פורסמה בעבודתו של ניוטון בשם Opticks: או כתבה של השתקפויות, שבירות, גמישות וצבעי אור.
תיאוריה זו הצליחה להסביר הן את התפשטות האור האורכנית והן את השתקפות האור, אם כי היא לא הסבירה את השבירה באופן משביע רצון.
בשנת 1666, לפני ששלח את תיאורייתו, ניוטון ביצע את הניסוי המפורסם שלו לפירוק האור לצבעים, שהושג בכך שקרן אור עברה דרך פריזמה.
המסקנה אליה הגיע הייתה שאור לבן מורכב מכל צבעי הקשת, שבדגם שלו הוא הסביר באומרו כי גופות האור שונות על פי צבען.
הִשׁתַקְפוּת
השתקפות היא התופעה האופטית לפיה כאשר גל (למשל, אור) נופל בצורה לא מבוטלת על משטח ההפרדה בין שני מדיות, הוא עובר שינוי כיוון ומוחזר לראשון יחד עם חלק מאנרגית התנועה.
חוקי ההשתקפות הם כדלקמן:
חוק ראשון
הקרן המשתקפת, האירוע והנורמלי (או בניצב), נמצאים באותו מישור.
חוק שני
הערך של זווית ההיארעות זהה לזה של זווית ההשתקפות. על מנת שהתאוריה שלו תציית לחוקי ההשתקפות, ניוטון הניח לא רק שהגופות היו קטנות מאוד בהשוואה לחומר הרגיל, אלא שהם גם התפשטו דרך המדיום מבלי לסבול חיכוכים כלשהם.
באופן זה, הגופות התנגשו באופן אלסטי במשטח
ההפרדה של שתי המדיות, ומכיוון שההבדל בהמונים היה גדול מאוד,
הגופות היו מקפצות.
לפיכך, הרכיב האופקי של המומנטום px יישאר קבוע, בעוד שהרכיב הרגיל p יהפוך את כיוונו.
כך התקיימו חוקי ההשתקפות, זווית ההיארעות וזווית ההשתקפות היו שוות.
שבירה
נהפוך הוא, שבירה היא התופעה המתרחשת כאשר גל (למשל, אור) נופל בצורה לא מבוטלת על מרחב ההפרדה בין שני מדיות, עם מדד שבירה שונה.
כאשר זה קורה, הגל חודר ומועבר למשך חצי שנייה יחד עם חלק מהאנרגיה של התנועה. השבירה מתרחשת בגלל המהירות השונה בה מתפשט הגל בשני המדיות.
ניתן להבחין בדוגמה לתופעת השבירה כאשר מוחדר חלקית לכוס מים חפץ (למשל, עיפרון או עט).
כדי להסביר את השבירה, אייזק ניוטון הציע שחלקיקי אור יגדילו את מהירותם כאשר הם עוברים ממדיום פחות צפוף (כמו אוויר) למדיום צפוף יותר (כמו זכוכית או מים).
באופן זה, במסגרת התיאוריה הגופנית שלו, הוא הצדיק את השבירה בכך שהוא מניח משיכה אינטנסיבית יותר של חלקיקים זוהרים על ידי המדיום בצפיפות גבוהה יותר.
עם זאת, יש לקחת בחשבון שלפי התיאוריה שלו, ברגע בו חלקיק זוהר מהאוויר פוגע במים או בזכוכית, עליו לעבור כוח הפוך לרכיב המהירות שלו בניצב לפני השטח, אשר זה כרוך בסטיית האור בניגוד לזה שנצפה בפועל.
כישלונות התיאוריה הגופנית של האור
- ניוטון חשב שאור עובר מהר יותר בתקשורת צפופה יותר מאשר בתקשורת פחות צפופה, מה שהוכח שלא היה המקרה.
- לרעיון שצבעי האור השונים קשורים לגודל הגופות אין כל הצדקה.
- ניוטון חשב ששיקוף האור נבע מהדחייה בין הגופות אל המשטח עליו הוא משתקף; ואילו השבירה נגרמת על ידי המשיכה בין הגופות אל המשטח השובר אותם. עם זאת, טענה זו הוכחה כשגויה.
ידוע, למשל, כי גבישים משקפים אור ושובלים בו זמנית, שעל פי התיאוריה של ניוטון מרמזים שהם מושכים אור ודוחים בעת ובעונה אחת.
- התיאוריה הגופנית אינה יכולה להסביר את תופעות ההפרעה, ההפרעה והקיטוב של האור.
תיאוריה לא שלמה
למרות שהתיאוריה של ניוטון סימנה צעד חשוב בהבנת טבעו האמיתי של האור, האמת היא שעם הזמן היא הוכיחה די שלמה.
בכל מקרה, האחרון אינו גורע מערכו כאחד מעמודי התווך עליהם נבנה הידע העתידי על האור.
הפניות
- לקנר, ג'ון (1987). תורת ההשתקפות, גלים אלקטרומגנטיים וחלקיקים. שפרינגר.
- נרינדר קומאר (2008). פיזיקה מקיפה XII. פרסומי לקסמי.
- נולד וזאב (1959). עקרונות האופטיקה. ניו יורק, ניו יורק: Pergamon Press INC
- Ede, A., Cormack, LB (2012). היסטוריה של מדע בחברה: מהמהפכה המדעית ועד ימינו, הוצאת אוניברסיטת טורונטו.
- השתקפות (פיזיקה). (ד '). בוויקיפדיה. הוחזר ב- 29 במרץ 2018 מ- en.wikipedia.org.
- תיאוריה אורקוסקולרית. (ד '). בוויקיפדיה. הוחזר ב- 29 במרץ 2018 מ- en.wikipedia.org.