Презентация, доклад по теме Развитие взглядов на природу света. Скорость света для учащихся 11 класса.

падает на окружающие предметы, вызывая их нагревание.

Попадая в глаз, свет вызывает зрительное ощущение- мы видим.

источник

приемник

При распространения света происходит передача воздействия от источника к приемнику.

среды между телами (без переноса вещества).

источника во все стороны (перенос вещества)
2. волновая теория света Гюйгенса:
свет- это волны, распространяющиеся в особой гипотетической среде - эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел.
3. Электромагнитная теория света Максвелла: свет – это частный случай электромагнитных волн. При распространении свет ведет себя как волна.
4. Квантовая теория света: при излучении и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц.

на природу света   с течением времени изменялись. С 18 века в физике шла борьба между приверженцами  волновой  теории и корпускулярной  теории. Известный ученый И.Ньютон считал: свет  - это поток корпускул (частиц), выбрасываемых светящимся телом,  которые распространяются  в пространстве прямолинейно. Это предположение подтверждалось законом прямолинейного распространения света. Английский ученый Р.Гук  читал: свет – это  механические волны.  Подтверждением этой теории были работы  Х. Гюйгенса, Т. Юнга, О. Френеля и др. По современным представлениям свет имеет двойственную природу  (корпускулярно-волновой дуализм): -  свет обладает волновыми свойствами и представляет собой электромагнитные волны, но   одновременно является  и потоком частиц – фотонов.  В зависимости от  светового диапазона проявляются в большей мере те или иные свойства.

квантовые свойства

Корпускулярно-волновой дуализм- это проявление взаимосвязи двух основных форм материи, изучаемых физикой,- вещества и поля.

энергии в прозрачных средах на основе представлений о световом луче.

Опытное определение скорости света:
первые попытки определения скорости света.
астрономический метод измерения скорости света (О. Ремер, 1676)
лабораторный метод измерения скорости света (И.Физо,1849г)
определение скорости света Майкельсоном.
определение скорости света Эссеном и Фрумом.
значение скорости света, полученное с помощью современных методов ее измерения.

измерить датскому ученому О. Рёмеру.
Рёмер наблюдал затмения спутников Юпитера — самой большой планеты Солнечной системы. Юпитер в отличие от Земли имеет 67 открытых спутников. Ближайший его спутник – Ио – стал предметом наблюдений Рёмера.

Он видел, как спутник проходил перед планетой, а затем погружался в ее тень и пропадал из поля зрения. Затем он опять появлялся, как мгновенно вспыхнувшая лампа. Промежуток времени между двумя вспышками оказался равным 42 ч 28 мин. Т.о., эта «луна» представляла собой громадные небесные часы, через равные промежутки времени посылавшие свои сигналы на Землю.

Ио. Суть метода заключается в измерении времени затмения спутника Юпитера при наблюдении с Земли в положениях 1 и 2 . Расстояние между точками 1 и 2 равно диаметру земной орбиты.

скорость, разделив это расстояние на время запаздывания. Скорость оказалась чрезвычайно большой, примерно 300.000 км/с. Поэтому-то крайне трудно уловить время распространения света между двумя удаленными точками на Земле. Ведь за одну секунду свет проходит расстояние, большее длины земного экватора в 7,5 раза.

«Если бы я мог остаться на другой стороне земной орбиты, то спутник всякий раз появлялся бы из тени в назначенное время, наблюдатель, находящийся там, увидел бы Ио на 22 мин раньше. Запаздывание в этом случае происходит от того, что свет употребляет 22 мин на прохождение от места моего первого наблюдения до моего теперешнего положения».

физик О. Ремер. Ремер наблюдал затмение спутника Юпитера Ио.

Ио – спутник Юпитера I –  спутник находился в тени Юпитера 4ч. 28 мин. II – спутник вышел из тени на 22 мин. позже Измерения проводились дважды: при наименьшем удалении Юпитера от Земли и через  6 месяцев, когда расстояние между Землей и Юпитером становилось наибольшим. Полученное различие в продолжительности времени затмения объяснялось тем, что свет, распространяясь с конечной скоростью  должен был пройти дополнительное расстояние, равное диаметру орбиты Земли. Из-за плохой точности измерений Ремер получил лишь  очень приблизительное значение скорости света 215 000 км/с.  

член Парижской АН

измерить французскому физику И. Физо в 1849 г.
В опыте Физо свет от источника, пройдя через линзу, падал на полупрозрачную пластинку 1 (рис.2). После отражения от пластинки сфокусированный узкий пучок направлялся на периферию быстро вращающегося зубчатого колеса. Пройдя между зубцами, свет достигал зеркала 2, находившегося на расстоянии нескольких километров от колеса. Отразившись от зеркала, свет, прежде чем попасть в глаз наблюдателя, должен был пройти опять между зубцами. Когда колесо вращалось медленно, свет, отраженный от зеркала, был виден. При увеличении скорости вращения он постепенно исчезал.

Пока свет, прошедший между двумя зубцами, шел до зеркала и обратно, колесо успевало повернуться так, что на место прорези вставал зубец, и свет переставал быть видимым.
При дальнейшем увеличении скорости вращения свет опять становился видимым. Очевидно, что за время распространения света до зеркала и обратно колесо успело повернуться настолько, что на место прежней прорези встала уже новая прорезь.
Зная это время и расстояние между колесом и зеркалом, можно определить скорость света. В опыте Физо расстояние равнялось 8,6 км и для скорости света было получено значение 313.000 км/с.
    

Рис.2

свет от источника S  направлялся на зубчатое колесо К, которое вращалось. Пройдя сквозь колесо свет достигал плоского зеркала  З. После отражения  снова падал на колесо и мог или пройти сквозь него, или нет (в зависимости от угла поворота колеса). Скорость света определялась формулой:

где Z – число зубцов на вращающемся колесе L= 8,6 км – расстояние между колесом и зеркалом  -(омега) – наименьшая  угловая скорость  вращения колеса, при которой свет не попадает к наблюдателю Физо получил скорость света - 313 000км/с.

колесо успевало повернуться так, что на место прорези вставал зубец, и свет переставал быть видимым.

При дальнейшем увеличении скорости вращения свет опять становился видимым. Очевидно, что за время распространения света до зеркала и обратно колесо успело повернуться настолько, что на место прежней прорези встала уже новая прорезь.

источник

полупрозрачная
пластина 1

зубчатое колесо

зеркало

света. В частности, американский физик А. Майкельсон разработал совершенный метод измерения скорости света с применением вращающихся зеркал.

Была измерена скорость в различных прозрачных веществах. Скорость света в воде была измерена в 1856 г. Она оказалась в 4/3 раза меньше, чем в вакууме. Во всех других веществах она также меньше, чем в вакууме.

По современным данным, скорость света в вакууме равна 299.792.458 м/с с точностью ± 1,2 м/с. Приближенно скорость света можно считать равной 3·108 м/с. Это значение скорости света нужно обязательно запомнить.