ทฤษฎีแสงในร่างกายของนิวตัน - กายภาพ - 2026

ทฤษฎีแสง corpuscular นิวตัน (1704) เสนอว่าวัสดุที่แสงประกอบด้วยอนุภาคที่เรียกว่า Isaac Newton corpuscles อนุภาคเหล่านี้จะโยนเป็นเส้นตรงและด้วยความเร็วสูงจากแหล่งกำเนิดแสงต่างๆ (ดวงอาทิตย์เทียน ฯลฯ )

ในทางฟิสิกส์แสงถูกกำหนดให้เป็นส่วนหนึ่งของสนามรังสีที่เรียกว่าสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า แต่คำว่าแสงที่มองเห็นได้สงวนไว้เพื่อกำหนดส่วนของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตามนุษย์สามารถรับรู้ได้ Optics ซึ่งเป็นหนึ่งในสาขาฟิสิกส์ที่เก่าแก่ที่สุดมีหน้าที่รับผิดชอบในการศึกษาเกี่ยวกับแสง

แสงได้กระตุ้นความสนใจของมนุษย์มาตั้งแต่ไหน แต่ไร ตลอดประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์มีทฤษฎีมากมายเกี่ยวกับธรรมชาติของแสง อย่างไรก็ตามในช่วงปลายศตวรรษที่ 17 และต้นศตวรรษที่ 18 ไอแซกนิวตันและคริสเตียอันฮัยเกนส์เริ่มเข้าใจธรรมชาติที่แท้จริงของพวกเขา

ด้วยวิธีนี้จึงเริ่มวางรากฐานสำหรับทฤษฎีปัจจุบันเกี่ยวกับแสง ไอแซกนิวตันนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษสนใจตลอดการศึกษาเพื่อทำความเข้าใจและอธิบายปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแสงและสี จากผลการศึกษาของเขาเขาได้กำหนดทฤษฎีเกี่ยวกับแสงในร่างกาย

ทฤษฎีแสงในร่างกายของนิวตัน

ทฤษฎีนี้ได้รับการตีพิมพ์ในงานของนิวตันที่ชื่อว่า Opticks: หรือบทความเกี่ยวกับการสะท้อนการหักเหการสะท้อนแสงและสีของแสง

ทฤษฎีนี้สามารถอธิบายได้ทั้งการแพร่กระจายของแสงในแนวเส้นตรงและการสะท้อนของแสงแม้ว่าจะไม่สามารถอธิบายการหักเหของแสงได้อย่างน่าพอใจ

ในปี 1666 ก่อนที่จะเข้าใจทฤษฎีของเขานิวตันได้ทำการทดลองที่มีชื่อเสียงของเขาเกี่ยวกับการสลายแสงให้เป็นสีซึ่งทำได้โดยการทำให้ลำแสงผ่านปริซึม

ข้อสรุปที่เขาได้รับคือแสงสีขาวประกอบด้วยทุกสีของรุ้งซึ่งในแบบจำลองของเขาเขาอธิบายโดยบอกว่าคลังแสงนั้นแตกต่างกันไปตามสีของมัน

การสะท้อน

การสะท้อนกลับเป็นปรากฏการณ์ทางแสงที่เมื่อคลื่น (เช่นแสง) ตกลงบนพื้นผิวการแยกระหว่างสองสื่อโดยเอียงจะเกิดการเปลี่ยนทิศทางและส่งกลับไปยังครั้งแรกพร้อมกับพลังงานส่วนหนึ่งของการเคลื่อนที่

กฎแห่งการสะท้อนมีดังนี้:

กฎหมายฉบับแรก

รังสีสะท้อนเหตุการณ์และปกติ (หรือตั้งฉาก) อยู่ในระนาบเดียวกัน

กฎข้อที่สอง

ค่าของมุมตกกระทบจะเหมือนกับของมุมสะท้อน เพื่อให้ทฤษฎีของเขาสอดคล้องกับกฎแห่งการสะท้อนนิวตันไม่เพียง แต่สันนิษฐานว่าคลังข้อมูลมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับสสารธรรมดาเท่านั้น แต่ยังแพร่กระจายผ่านสื่อโดยไม่ต้องทนทุกข์ทรมานจากแรงเสียดทานใด ๆ

ด้วยวิธีนี้คลังข้อมูลจะชนกันอย่างยืดหยุ่นกับพื้นผิว
การแยกของสื่อทั้งสองและเนื่องจากความแตกต่างของมวลมีขนาดใหญ่มาก
คลังข้อมูลจะเด้ง

ดังนั้นองค์ประกอบแนวนอนของโมเมนตัมพิกเซลจะคงที่ในขณะที่ส่วนประกอบปกติ p จะกลับทิศทาง

ด้วยเหตุนี้กฎแห่งการสะท้อนจึงสำเร็จมุมตกกระทบและมุมสะท้อนเท่ากัน

การหักเห

ในทางตรงกันข้ามการหักเหของแสงเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่น (เช่นแสง) ตกลงบนช่องว่างระหว่างสื่อสองสื่อโดยมีดัชนีหักเหต่างกัน

เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้คลื่นจะแทรกซึมและส่งผ่านไปครึ่งวินาทีพร้อมกับพลังงานส่วนหนึ่งของการเคลื่อนไหว การหักเหเกิดขึ้นเนื่องจากความเร็วที่แตกต่างกันที่คลื่นแพร่กระจายในสื่อทั้งสอง

ตัวอย่างของปรากฏการณ์การหักเหของแสงสามารถสังเกตได้เมื่อวัตถุ (เช่นดินสอหรือปากกา) ถูกแทรกลงในแก้วน้ำบางส่วน

เพื่ออธิบายการหักเหของแสงไอแซกนิวตันเสนอว่าอนุภาคแสงจะเพิ่มความเร็วเมื่อเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า (เช่นอากาศ) ไปยังตัวกลางที่หนาแน่นกว่า (เช่นแก้วหรือน้ำ)

ด้วยวิธีนี้ภายในกรอบของทฤษฎีเกี่ยวกับร่างกายของเขาเขาให้เหตุผลการหักเหของแสงโดยสมมติว่ามีแรงดึงดูดที่รุนแรงมากขึ้นของอนุภาคส่องสว่างโดยตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า

อย่างไรก็ตามต้องพิจารณาว่าตามทฤษฎีของเขาในทันทีที่อนุภาคเรืองแสงจากอากาศกระทบกับน้ำหรือแก้วมันควรได้รับแรงตรงข้ามกับส่วนประกอบของความเร็วที่ตั้งฉากกับพื้นผิวซึ่ง มันจะทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของแสงที่ตรงกันข้ามกับที่สังเกตได้จริง

ความล้มเหลวของทฤษฎีแสงในร่างกาย

- นิวตันคิดว่าแสงเดินทางได้เร็วกว่าในสื่อที่มีความหนาแน่นมากกว่าสื่อที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าซึ่งแสดงให้เห็นว่าไม่เป็นเช่นนั้น

- ความคิดที่ว่าแสงสีต่างๆมีความสัมพันธ์กับขนาดของคลังข้อมูลนั้นไม่มีเหตุผล

- นิวตันคิดว่าการสะท้อนของแสงเกิดจากแรงผลักระหว่างคลังข้อมูลและพื้นผิวที่สะท้อน ในขณะที่การหักเหเกิดจากแรงดึงดูดระหว่างคลังข้อมูลกับพื้นผิวที่หักเห อย่างไรก็ตามการอ้างสิทธิ์นี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่ถูกต้อง

เป็นที่ทราบกันดีว่าตัวอย่างเช่นผลึกสะท้อนและหักเหแสงในเวลาเดียวกันซึ่งตามทฤษฎีของนิวตันแสดงให้เห็นว่าพวกมันดึงดูดและขับไล่แสงในเวลาเดียวกัน

- ทฤษฎีร่างกายไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ของการเลี้ยวเบนการรบกวนและโพลาไรเซชันของแสงได้

ทฤษฎีที่ไม่สมบูรณ์

แม้ว่าทฤษฎีของนิวตันจะบ่งบอกถึงขั้นตอนสำคัญในการทำความเข้าใจธรรมชาติที่แท้จริงของแสง แต่ความจริงก็คือเมื่อเวลาผ่านไปมันพิสูจน์ได้ว่าไม่สมบูรณ์

ไม่ว่าในกรณีใดสิ่งหลังจะไม่ลดทอนคุณค่าของมันในฐานะหนึ่งในเสาหลักพื้นฐานที่สร้างความรู้ในอนาคตเกี่ยวกับแสง

อ้างอิง

1. เล็กเนอร์จอห์น (2530). ทฤษฎีการสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นอนุภาค สปริงเกอร์.
2. Narinder Kumar (2008). ฟิสิกส์ที่ครอบคลุม XII สิ่งพิมพ์ลักษมี
3. เกิดและหมาป่า (2502) หลักการของทัศนศาสตร์ นิวยอร์กนิวยอร์ก: Pergamon Press INC
4. Ede, A. , Cormack, LB (2012). ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ในสังคม: จากการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์จนถึงปัจจุบันสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยโตรอนโต
5. การสะท้อน (ฟิสิกส์) (ND) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 29 มีนาคม 2018 จาก en.wikipedia.org.
6. ทฤษฎีทางกายภาพของแสง (ND) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 29 มีนาคม 2018 จาก en.wikipedia.org.