Thyerja e dritës - historia e konceptit fizik

Reflektimi dhe thyerja e dritës i referohet numrit të fenomeneve fizike, të hapur si rezultat i vëzhgimit të drejtpërdrejtë, pa kryerjen e eksperimente laboratorike. Për herë të parë ne po flasim për atë në Greqinë e lashtë, por shumica e fizikanët janë të prirur të mendojnë se ky fakt ishte i njohur më parë. Vetëm shkencëtari i parë në përpjekje për të dhënë një shpjegim logjik për një numër të fakteve empirike bë Cleomedes, i cili jetoi në shekullin I pas Krishtit në atë që tani është Greqia. Para tij, Euklidi përshkruar këtë fenomen duke respektuar një unazë shtrirë në pjesën e poshtme të vazo, e cila është në një kënd të caktuar ajo nuk ishte e dukshme për vëzhguesit, por në qoftë se ju filloni derdhur ujë në një shtambë, atëherë pas disa kohe pa ndryshuar kendin e parë e vëzhguesit mund të shohin shtrirë në pjesën e poshtme të ornament. Por, si një shpjegim të detajuar të kësaj përvoje Euklidi ende nuk ka dhënë shkencëtari i parë për të studiuar në detaje thyerjes konsiderohet Cleomedes.

Objekt i studimit të tij ishte thyerja në ujë - është vërejtur se në qoftë se një shkop të gjatë zhytur në ujë në mënyrë që një pjesë e caktuar ka mbetur në sipërfaqe, ka një thyerjes vizuale në ndërfaqen e ajrit dhe të ujit. Por në fakt, bastun mbetet e paprekur, prandaj arsyeja për këtë efekt optik në mashtrim vizuale?

Hetuar këtë fenomen më nga afër, Cleomedes vuri në dukje se kur rreze dritë hyn nga një medium më pak të dendur në një dendur, duke i mbajtur një drejtim të zhdrejtë (që është, ka një kënd në krahasim me kufirin midis dy mediave), të mesme që ka një dendësi më të madhe, e refuzon atë të pjerrta drejtim.

Kjo ishte një thyerjes ngjashëm ai shpjegoi gjendje për të parë diellin për një farë kohe pas perëndimit të diellit.

Cleomedes dha vetëm karakteristikën më të përgjithshme të thyerjes së dritës dhe të përshkruhet vetëm në formën e eksperimenteve të caktuara primitive, duke i dhënë, megjithatë, një pamje mjaft të plotë të ligjeve të përgjithshme të këtij procesi. Më pas një tjetër studiues grek, i cili ka jetuar një shekull më vonë Cleomedes, vazhdoi kërkimin shkencor, nisur nga paraardhësi i tij, dhe pothuajse erdhi afër unraveling ligjet e fizikës, i cili përthyen rreze dritë.

Duke pasur numër mjaft të madh të eksperimenteve, Klavdiy Ptolemey në gjendje për të vendosur kënd e përafërt në të cilën drita është refraktar në një mjedis të caktuar. Kështu, për thyerjes ndodhin në kalimin e thellësisë rreze në gotë me ujë, këndi i thyerjes është 0.88 këndi i incidencës. Për lëngjet e tjera, kjo vlerë është ndryshuar - për ajër dhe ujë, ajo është e barabartë me 0.76, dhe ajrit dhe qelqi 0.67.

Por krijimi i plotë i ligjeve, i cili drejton thyerja e dritës, mori disa shekuj më shumë. Më shumë se një brez prej shkencëtarëve të angazhuar në përmirësimin e njohurive ekzistuese, dhe versionin përfundimtar të formulës thyerjes i atribuohet René Descartes, i famshëm francez fizikanit-natyralist.

Në versionin origjinal të formulës së Dutch shkencëtarit W. Snell për llogaritjen e kënd e shikoni incidenca si vijon:

n = sin (a) / sin (b).

Me fjalë të tjera, indeksi thyes i rreze dritë për dy media të caktuara është natyra konstante dhe të pandryshueshme dhe është raporti i sinusit të kendin e incidencës për sinusit të këndit të thyerjes.

Së fundi përfunduar studimin dhe përshkrimin e thyerjes së rreze dritë kur goditi nga një medium në tjetrin, siç është thënë, Rene Dekart. Ai e krahasoi atë çuditërisht drejtë karakterizon thelbin e procesit të lehta thyerjes, duke e krahasuar atë me një top duke fluturuar në ajër. Nëse është e gjatë fluturimit të tij ballafaqohet me një ind, mjaft të lehta dhe të hollë, në mënyrë të lehtë për të thyer atë dhe të vazhdojë të lëvizë, ai vetëm të humbasë disa nga shpejtësia e saj origjinal, dhe pak të ndryshuar kendin e fluturimit.