Корпускулярная теория света
В оптике корпускулярная теория света утверждает, что свет состоит из маленьких дискретных частиц, называемых « корпускулами » (маленькими частицами), которые движутся по прямой линии с конечной скоростью и обладают импульсом . Это было основано на альтернативном описании атомизма того периода времени.
Исаак Ньютон заложил основы этой теории своими работами в области оптики. Эта ранняя концепция теории частиц света была ранним предшественником современного понимания фотона . Эта теория стала доминировать в концепциях света в восемнадцатом веке, вытеснив ранее известные теории вибрации, в которых свет рассматривался как «давление» среды между источником и приемником, отстаиваемый сначала Рене Декартом , а затем в более изысканная форма Христиана Гюйгенса . [1] В начале девятнадцатого века она вышла из моды, поскольку волновая теория света накопила новые экспериментальные данные.
Механическая философия [ править ]
В начале 17 века натурфилософы начали разрабатывать новые способы понимания природы, постепенно заменяя аристотелизм , который на протяжении веков был доминирующей научной теорией, во время процесса, известного как научная революция . Где-то между 1610 и 1650 годами различные европейские философы приняли то, что стало известно как механическая философия, которая описывала Вселенную и ее содержимое как своего рода крупномасштабный механизм, философию, которая объясняла, что Вселенная состоит из материи и движения . [2] Эта механическая философия основывалась на эпикурействе , а также на трудах Левкиппа и его ученика Демокрита и их атомизме , в котором все во вселенной, включая тело, разум, душу и даже мысли человека, было сделано из атомов ; очень мелкие частицы движущейся материи. В начале 17 века атомистическая часть механической философии была в значительной степени развита Гассенди, Рене Декартом и другими атомистами.
Гассенди Атомистическая теория материи Пьера
Ядром Пьера Гассенди философии является его атомистическая теория материи . В своей великой работе Syntagma Philosophicum («Философский трактат»), опубликованной посмертно в 1658 году, Гассенди попытался объяснить аспекты материи и природных явлений мира с точки зрения атомов и пустоты . Он взял эпикурейский атомизм и модифицировал его, чтобы он был совместим с христианским богословием, предложив в него несколько ключевых изменений: [2]
- Бог существует
- Бог создал конечное число неделимых и движущихся атомов.
- Бог имеет постоянную божественную связь с творением (материей)
- У людей есть свободная воля
- Человеческая душа существует
- Бог не родился и никогда не умрет (Бог всегда был здесь и всегда будет)
Гассенди считал, что атомы движутся в пустом пространстве, классически известном как пустота , что противоречит мнению Аристотеля о том, что Вселенная полностью состоит из материи. Гассенди также предполагает, что информация, собираемая органами чувств человека, имеет материальную форму, особенно в случае со зрением . [3]
Корпускулярные теории [ править ]
Корпускулярные теории, или корпускуляризм , подобны теориям атомизма, за исключением того, что в атомизме атомы считались неделимыми, тогда как корпускулы в принципе могли быть разделены. Корпускулы — это одиночные бесконечно малые частицы, имеющие форму, размер, цвет и другие физические свойства, которые изменяют их функции и эффекты в явлениях в механических и биологических науках. Позже это привело к современной идее, что соединения обладают вторичными свойствами, отличными от элементов этих соединений. Гассенди утверждает, что корпускулы — это частицы, переносящие другие вещества и относящиеся к разным типам. Эти частицы также являются выбросами различных источников, таких как солнечные объекты, животные или растения. Роберт Бойль был ярым сторонником корпускуляризма и использовал эту теорию, чтобы проиллюстрировать различия между вакуумом и пленумом , с помощью чего он стремился далее поддержать свою механическую философию и общую атомистическую теорию. [3] Примерно через полвека после Гассенди Исаак Ньютон использовал существующие корпускулярные теории для разработки своей теории частиц в физике света. [4]
Исаак Ньютон [ править ]
Исаак Ньютон занимался оптикой на протяжении всей своей исследовательской карьеры, проводя различные эксперименты и разрабатывая гипотезы для объяснения своих результатов. [5] Он отверг теорию света Декарта, потому что он отверг вытекающее из нее понимание пространства Декартом. [6] С публикацией «Оптики» в 1704 году Ньютон впервые занял четкую позицию в поддержку корпускулярной интерпретации, хотя систематизация теории легла на плечи его последователей. [7] В своей книге Ньютон утверждал, что геометрическую природу отражения и преломления света можно объяснить только в том случае, если свет состоит из частиц, поскольку волны не имеют тенденции двигаться по прямым линиям.
Корпускулярная теория Ньютона была развитием его взгляда на реальность как на взаимодействие материальных точек посредством сил. Обратите внимание на описание Альбертом Эйнштейном ньютоновской концепции физической реальности:
Физическая реальность [Ньютона] характеризуется понятиями пространства , времени , материальной точки и силы (взаимодействия между материальными точками ). Физические события следует рассматривать как движения согласно закону материальных точек в пространстве. Материальная точка является единственным представителем реальности, поскольку она подвержена изменениям. Понятие материальной точки , очевидно, связано с наблюдаемыми телами ; Материальную точку представляли по аналогии с подвижными телами, опуская характеристики протяженности , формы , пространственной локализации и все их «внутренние» качества, сохраняя только инерцию , перемещение и дополнительное понятие силы . [8] [9]
- Каждый источник света излучает большое количество крошечных частиц, известных как корпускулы, в среду, окружающую источник.
- Эти тельца совершенно эластичны, тверды и невесомы. [10]
Поляризация [ править ]
Тот факт, что свет может быть поляризован , впервые качественно объяснил Ньютон с помощью теории частиц. Этьен-Луи Малюс в 1810 году создал математическую теорию поляризации частиц. Жан-Батист Био в 1812 году показал, что эта теория объясняет все известные явления поляризации света. В то время поляризация считалась доказательством теории частиц. В настоящее время поляризация считается свойством волн и может проявляться только в поперечных волнах . Продольные волны не могут быть поляризованными.
Конец корпускулярной теории [ править ]
Господство ньютоновской натурфилософии в XVIII веке было одним из решающих факторов, обеспечивших преобладание корпускулярной теории света. [11] Ньютоновцы утверждали, что световые частицы представляют собой снаряды, которые летят от источника к приемнику с конечной скоростью. В этом описании распространение света — это транспортировка вещества.
Однако на рубеже веков, начиная с эксперимента Томаса Янга с двумя щелями в 1801 году, появились новые доказательства в виде новых экспериментов по дифракции , интерференции и поляризации, продемонстрировавшие проблемы с теорией. Волновая теория, основанная на работах Янга, Огюстена-Жана Френеля и Франсуа Араго , материализуется в новой волновой теории света. [12] В некоторой степени корпускулярная (частичная) теория света Ньютона вновь возникла в 20 веке, поскольку в настоящее время световое явление объясняется как частица и волна.
См. также [ править ]
- Корпускуляризм
- Скорость гравитации
- Фотон
- Философия физики
- Оптика Исаака Ньютона
- Химик-скептик Роберт Бойл
Ссылки [ править ]
- ^ Паоло Манкосо, «Акустика и оптика», в Кембриджской истории науки, том 3: Ранняя современная наука, изд. Кэтрин Парк и Лоррейн Дастон (Кембридж: издательство Кембриджского университета, 2006), 623–626.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Ослер, Маргарет Дж. (2010). Реконфигурация мира: природа, Бог и человеческое понимание от средневековья до Европы раннего Нового времени . Балтимор; Мэриленд, США: Издательство Университета Джонса Хопкинса. стр. 78–82, 84–86. ISBN 978-0801896552 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б plato.stanford.edu Стэнфордская энциклопедия философии: Пьер Гассенди. Фишер, Сол. 2009.
- ^ Virginia.edu - Конспекты лекций Ньютона по теории частиц света. Линдгрен, Ричард А. Профессор физики-исследователь. Университет Вирджинии, физический факультет.
- ^ Алан Э. Шапиро, «Оптика Ньютона», в Оксфордском справочнике по истории физики под ред. Джед З. Бухвальд и Роберт Фокс (Оксфорд: Oxford University Press, 2013).
- ^ Оливье Дарригол, История оптики: от греческой древности до девятнадцатого века (Оксфорд: Oxford University Press, 2012), 80.
- ^ Джеффри Кантор, Оптика после Ньютона: теории света в Великобритании и Ирландии, 1704–1840 (Манчестер: Издательство Манчестерского университета, 1983), 11–12, 24–26.
- ^ Влияние Максвелла на развитие концепции физической реальности (англ. Перевод Сони Баргманн, 1954 г.), благодарность Альберта Эйнштейна, стр. 29–32, Динамическая теория электромагнитного поля (1865), Джеймс Клерк Максвелл, под редакцией Томас Ф. Торранс (1982); Юджин, Орегон: Wipf and Stock Publishers, 1 996.
- ^ Влияние Максвелла на развитие концепции физической реальности , Альберт Эйнштейн, в Джеймсе Клерке Максвелле: Памятный том 1831-1931 (Кембридж, 1931), стр. 66–73
- ^ Gutenberg.org Оптика, или Трактат об отражениях, преломлениях, изгибах и цветах света . Сэр Исаак Ньютон. 1704. Электронная книга Project Gutenberg выпущена 23 августа 2010 года.
- ^ Дарригол, История оптики, 164-165.
- ^ Аспект, Ален (ноябрь 2017 г.). «От волн Гюйгенса к фотонам Эйнштейна: странный свет» . Comptes Rendus Physique . 18 (9–10): 498–503. Бибкод : 2017CRPhy..18..498A . дои : 10.1016/j.crhy.2017.11.005 .
Внешние ссылки [ править ]
- Наблюдение квантового поведения света в студенческой лаборатории JJ Thorn et al. : Являюсь. Дж. Физ. 72, 1210-1219 (2004)
- Оптика, или Трактат об отражениях, преломлениях, изгибах и цветах света . Сэр Исаак Ньютон. 1704. Книга «Проект Гутенберг» выпущена 23 августа 2010 года.
- Пьер Гассенди . Фишер, Сол. 2009. Стэнфордская энциклопедия философии.
- Исаак Ньютон . Смит, Джордж. 2007. Стэнфордская энциклопедия философии.
- Роберт Бойл . Макинтош, Дж. Дж. 2010. Стэнфордская энциклопедия философии.
- Видео на Ютубе . Физика - Корпускулярная теория света Ньютона - Наука. электронное обучение. Загружено 5 января 2013 г.
- Критика Робертом Гуком теории света и цвета Ньютона (доставлена в 1672 году) Роберт Гук. Томас Берч, История Королевского общества, том. 3 (Лондон: 1757 г.), стр. 10–15. Проект Ньютона, Университет Сассекса.
- Корпускула или волна . Арман Кашеф. 2022. Xaporia: свободный и независимый блог.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
