Оптика

ОПТИКА

Абу Али ибн ал Хайсалла (Альхазен) (965-1038/1039) [3, С. 107; 7, С. 13] - Арабский ученый. Родился в г. Баере. Жил и работал в Каире. Его капитальный труд "Сокровище оптики" дошел до нас в латинском переводе, будучи изданным в 1572г. в Базеле. До этого времени, приблизительно с XII века, этот труд, переведенный на латынь, распространялся в рукописи. Трактат состоит из семи книг, из которых первые три посвящены вопросам о глазе и зрении (следуя Галену (131-211г. г.н. э.)). С помощью опытов Альхазен доказывает несостоятельность представлений Евклида и Платона о свете как о лучах, которые выходят из глаза и "ощупывают" предметы. Дал правильное представление о видении двумя глазами. Провел ряд опытов с камерой-обскурой, исследовал преломление света, рассмотрел различные виды зеркал. Высказал предположение, что свет распространяется с конечной скоростью. По Альхазену свет - поток частиц. Впервые установил, что нормаль к поверхности зеркала, падающий и отраженный луч лежат в одной плоскости. Для изучения законов отражения использует прибор, который и сегодня используется в качестве демонстрационного – полый цилиндр на оси которого находится зеркало, а стенки снабжены отверстиями.

Эразм Вителлий (Вителло) [3, С. 110] "В 1271г. в Италии появился трактат по оптике некоего Вителло, поляка родом из Тюрингии. Этот трактат в 10 книгах много изучался в Среднем веке на Западе в размноженном виде, а в 1533г. был напечатан. Вителло приводит описания многочисленных опытов и повторяет многие идеи, заимствованные у Альхазена, не упоминая, однако, имени последнего"...

[7, С. 353] В 1271 - появился в рукописи трактат по оптике Эразма Вителлия (Вителло), получивший широкое распространение в средние века (напечатан в 1533г.). В нем наряду с изложением того, что сделал Евклид и Альхазен, содержится закон обратимости световых лучей при преломлении, доказывается факт, что параболические зеркала имеют один фокус, подробно исследуется радуга.

Иоган Кеплер (1571-1630) - В 1604г. в трактате "Дополнения к Вигеллию" изложил основы новой оптики, дал механизм видения. Сформулировал законы обратного квадрата для интенсивности света.

В трактате "Диоптрика" - 1611г. описан закон (приблизительно!) преломления и полного внутреннего отражения, дана формула линзы, условия зрения.

Аббат Мерсенн (Марен Мерсенн) (1588-1648) [8, С. 802] - французский ученый. Измерил скорость звука в воздухе. Предложил схему зеркального телескопа. Переписывался с очень многими учеными Европы. Через него шел обмен информацией.

Снеллиус Виллеброрд (1580 – 1626) – голландский ученый. Получил степень магистра в Лейденском университет, там же и работал. Работы по математике, оптике, астрономии. Экспериментально открыл (около 1621) закон преломления света.

(1595 – 1667) – чешский ученый. Окончил Пражский университет (1625 г.), где затем и работал (с 1630 – профессором, а с 1662 – ректором). Физические исследования посвящены механике и оптике. Рассмотрел столкновения твердых шаров и показал различие между упругими и неупругими столкновениями. В 1648 открыл дисперсию света и впервые высказал идею о волновой природе света. Объяснил радугу и окрашенность тонких пленок. Исследования Марци относятся также к математике и медицине.

Рене Декарт (Кортезий) (1596-1650).

В "Диоптрике" сформулировал законы отражения и преломления света (Снеллиус свои работы не опубликовал (!) 1621г.) и гипотезу об эфире как переносчике света.

(1618-1663) - итальянский ученый. Родился в Болонье в обеспеченной семье торговца шелком. Еще мальчиком вступил в орден иезуитов. В течение ряда лет изучал теологию, философию и риторику в иезуитских школах и университетах Италии. В 1647г. получил степень доктора философии. На протяжении многих лет преподавал философию в иезуитской коллегии в Болонии. В 1651г. принял сан священника. Отклонение взглядов Ф. Гримальди от канонов церкви привело к тому, что он был фактически отстранен от преподавания философии и в конце жизни преподавал математику. Умер в возрасте 45 лет [1].

Основное сочинение Ф. Гримальди вышло в свет в 1665г. уже после его смерти - "Физическая теория о свете, цветах и радуге". Изучая прохождение света через малые отверстия - узкие пучки, он открыл и изучил дифракцию света, предложив этот термин для описания явления. Описал разложение солнечного света с помощью призмы.

Эдм Мариотт [7, С. 179], (1620-1684) французский физик, член и один из основателей Парижской АН (1666). Родился в Дижоне и был игуменом монастыря Св. Мартина вблизи Дижона.

Работы относятся к механике теплоте и оптике. В 1676 установил закон изменения объема данной массы газа от давления при постоянной температуре (Закон Бойля – Мариотта; этот закон открыли в 1661 г. Р. Бойль и Р. Тоунли).

В оптике: обнаружил (1666г.) слепое пятно в глазу, исследовал цвета, в частности цветные кольца вокруг Солнца и Луны, изучал радугу, дифракцию света, лучистую теплоту, показал отличие между тепловыми и световыми лучами.

Гюйгенс Христиан (14.04.1629-8.07.1695) [7, С. 95] - Голландский физик, механик, математик и астроном. Родился в Гааге. Учился в университетах Лейдена (1645-47) и Бреда (1647-49). В 1665-1681 жил в Париже, был избран членом Парижской АН. С 1681г. - снова в Гааге.

В 1678г. в мемуарах, представленных в Парижскую АН, разработал волновую теорию света ("Трактат о свете", 1690). Объясняя механизм распространения света, выдвинул известный принцип Гюйгенса (-Френеля). Ввел понятие оптической оси кристалла, изучая двойное лучепреломление, в 1678г. открыл поляризацию света.

Работал над усовершенствованием телескопа, в частности объективов. Сконструировал окуляр (окуляр Гюйгенса), используемый и поныне, ввел диафрагмы. С помощью сконструированного телескопа в 1655г. открыл кольцо Сатурна и первый спутник Сатурна - Титан, определив его период вращения вокруг планеты.

Роберт Гук (1635-1703) - родился 18.03 в семье настоятеля церкви на острове Уайт (Брит). Рано проявил склонности к изобретательству, но из-за слабого здоровья не смог вовремя пойти в школу. Потеряв отца, юный Гук был вынужден сам выбирать свой жизненный путь, став в начале учеником лондонского живописца. Окончил школу и поступил в Оксфордский университет. Для учебы нужны были деньги и Гук искал возможности подработать. Один из преподавателей университета порекомендовал ойлю в качестве помощника. Сотрудничество было обоюдополезным. Был сконструирован существенно более совершенный воздушный насос. Не без рекомендаций Р. ук в 1662г. стал куратором (демонстратором) экспериментов Лондонского Королевского общества (основано в 1660г., среди основателей Р. Бойль). В его обязанности входила подготовка трех-четырех экспериментов, которые демонстрировались на еженедельных заседаниях Общества. Р. Гук был профессором геометрии в одном из лондонских колледжей, а после страшного пожара в Лондоне (1666) много времени уделял обязанностям смотрителя работ по перестройке разрушенной части Лондона. (Гук - архитектор, знаменитая больница Бедлама) В 1665г. вышло сочинение Гука "Микрография", в которой описал множество экспериментов с усовершенствованным микроскопом. Здесь же волновая теория света.

В 1674г.  в работе "Попытка доказать движение земли наблюдениями" изложил взгляды о взаимодействии небесных тел весьма близкие идеям Нь­ютона; 1678 - лекции о восстановительной силе.

Исаак Ньютон (1643 – 1727) ьютона (мемуар "Новая теория света и цветов" была доложена Обществу 06.02.1672г. [ "Исаак Ньютон" (М. АН СССР, 1961, 294с.] «...Лекции практически не дошли до ученого мира, и в 1672г. пришлось обратиться в Королевское общество со специальным сообщением, озаглавленным "Новая теория света и цветов.

[1, С. 45] В 1672г. в Королевском обществе "Новая теория света и цветов" (06.02.) показала миру, "что может сделать и какой должна быть экспериментальная физика. Ньютон заставил опыт говорить, отвечать на вопросы и давать такие ответы, из которых вытекала теория».

Сообщение заканчивается знаменитыми словами: «Я не буду смешивать домыслов с достоверностями». Ньютон и в сообщении, как и в "Лекциях", строит свое экспериментальное исследование "по Евклиду". Выставляемым "положениям" дается однозначное экспериментальное доказательство. Из положений логически вытекают теоремы, проверяемые опытом. "Принципы философии" Декарта начинаются мудрым правилом: "Для исследования истины необходимо раз в жизни все подвергнуть сомнению, насколько возможно"

«Несмотря на предложение Коллинса – президента Лондонского Королевского общества - издать Лекции по оптике, Ньютон в письме от 01.01.2001 к Коллинсу решительно отказался от этого, ..." Оптика вышла в 1704г. Полное заглавие –«Оптика или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света».

Оптика Ньютона разделена на 3 книги. Книга вторая: Интерференция света в тонких пленках. Здесь же знаменитые кольца Ньютона на линзе. Книга третья: Дифракция света, поляризация света и др.

[1, С. 77] «Едва ли можно сомневаться, что непосредственным поводом опытов Ньютона в области дифракции послужили опыты Гука. Вся «Оптика …», однако, почти обходит молчанием работы Гука, и в отношении дифракции Ньютон ссылается непосредственно на Гриманди»

[1, С. 80] «Ньютон (в 25ом вопросе) дает ошибочное (правило!) направление необыкновенного луча, забывая или сознательно не обращая внимание на безукоризненное построение Гюйгенса, опирающееся на волновую теорию».

Вводит (неявно) представление о поляризации света, заявляя: «Не обладают ли световые лучи различными сторонами с разными первоначальными свойствами».

В первых изданиях эфир (Декарт!). Обсуждение его свойств и движений планет сквозь эфир. В последующих изданиях критика и отказ от эфира.

Главный аргумент против волновой теории и теории Декарта - прямолинейность распространения света.

Из ответа Р. Гуку [1, С. 62]: «Справедливо, что я заключаю из моей теории о телестности света, но я делаю это без всякой абсолютной определенности, что указывается словом «может быть». Это заключение в крайнем случае только очень вероятное следствие моей доктрины, а не основная предпосылка».

Частицы при распространении и колебания эфира в среде!!

Олаф (Оле) Ремер (1644 – 1710) родился в местечке Ааргузе в Ютландии 25 сентября 1644 г. в семье не очень удачливого купца. Начальное образование мальчик получил в местной соборной школе, а с 1662 г. продолжил учебу в Копенгагенском университете. Сначала он изучал медицину, а затем стал учеником Эразма Бартолина, под руководством которого занялся физикой и астрономией. Отношения ученика и учителя были весьма близкими: Оле жил в доме Бартолина, а через некоторое время стал его зятем.

В 1671 г. переезжает во Францию для работы в Парижской обсерватории. После переезда в Париж, кроме непосредственных обязанностей сотрудника обсерватории, на него возлагается еще одно ответственное поручение - обучение математике наследника французского престола. Но этим не ограничивается деятельность Ремера. В Париже он занимается разнообразными инженерными проблемами, в частности, участвует в устройстве фонтанов в Версале и Марли. В области астрономии получают известность изобретенные им планисферы - модели, с помощью которых можно было проследить за движением одного небесного тела вокруг другого; планисфера Юпитера сыграла значительную роль в определении нерегулярностей в видимых движениях спутников Юпитера. Для измерения угловых расстояний между близкими небесными объектами Ремер усовершенствовал микрометр.

По своим качествам этот микрометр настолько превосходил использовавшиеся до этого измерители малых смещений, что очень скоро стал общеупотребительным. Одним словом, в Париже Ремер сразу приступил к активной научной работе. Будучи сотрудником Кассини (Кассини Джовани Доминико (Жан Доминик 1625 - 1712)), он неизбежно занялся решением задач, интересовавших руководителя обсерватории. Одной из таких задач, как мы помним, было составление таблиц движения спутников Юпитера.

Проблемой движения спутников Юпитера интересовался не только Кассини, но и его племянник . Именно Маральди ввел в научный обиход термин <неравенство>, обозначавший какое-либо отклонение видимого движения планет от периодичности. Именно он различал <первое неравенство>, являвшееся следствием эллиптичности орбиты планеты, и <второе неравенство>, которое обусловлено тем, что наблюдение ведется не с Солнца, а с Земли. Пользуясь этой классификацией, Кассини в августе 1675 г. высказал предположение, что <второе неравенство (в движении первого спутника Юпитера) может быть обусловлено тем, что свету требуется некоторое время, чтобы дойти от спутника до нас, и ему требуется от десяти до одиннадцати минут, чтобы пройти расстояние, равное половине диаметра земной орбиты>. Так что же, загадка скорости света была разгадана? Но тогда причем здесь Ремер? Вопросы вполне справедливые, они не раз возникали у историков науки. Гипотеза Кассини не привлекла внимание ученых. Кассини по отношению к собственной идее проявил беспринципность, которая, следует отметить, была характерной для всей его научной деятельности. По иронии судьбы глава одной из крупнейших обсерваторий мира по всем важнейшим астрономическим вопросам того времени придерживался ошибочных взглядов. Кассини не настаивал на своей (правильной!) гипотезе. Более того, когда Ремер подтвердил ее наблюдениями и расчетом, Кассини от нее отказался и стал одним из самых упорных противников Ремера. Такой ход событий позволяет предположить, что замечание Кассини было более или менее случайным, а гипотеза - лишь одной из многих, приходивших ему в голову. Ремер вел себя иначе. Проанализировав результаты многолетних наблюдений, датский астроном в сентябре 1676 г. выступил перед членами Парижской Академии наук с докладом, в котором предсказал, что затмение первого спутника Юпитера, которое должно было по расчетам произойти 9 ноября того же года в 5 ч. 25 мин. 45 с., в действительности будет наблюдаться на десять минут позже. Это запаздывание он объяснил конечностью скорости распространения света: по мнению Ремера, свету необходимо около 22 минут, чтобы пройти расстояние, равное диаметру земной орбиты. Наблюдение ноябрьского затмения блестяще подтвердило предсказание ученого. Это дало ему возможность выступить 21 ноября того же года с докладом о своих наблюдениях и выводах из них. В декабре изложение доклада было напечатано в <Журнале ученых> - первом в истории периодическом научном издании, выходившем в Париже. Летом 1677 г. перевод работы Ремера был опубликован в <Философских трудах> Лондонского Королевского общества.

Нахождение Ремера во Франции осложнялось двумя факторами. Во-первых, он не был формально членом Парижской Академии наук (он стал ее иностранным членом лишь в 1699 г., в один год с Ньютоном). Во-вторых, Ремер был протестантом. Его пребывание в католической Франции терпели, пока действовал так называемый Нантский эдикт, подписанный королем Франции Генрихом IV в 1598 г. и регламентировавший взаимоотношения протестантов и католиков. В конце 70-х годов XVII века политическая и религиозная обстановка во Франции стала меняться, вследствие чего положение ученых-протестантов перестало быть прочным, и они стали покидать страну. Даже такому выдающемуся ученому, как Гюйгенс, одному из первых членов Парижской Академии наук и ее фактическому руководителю, пришлось уехать на родину, в Голландию. Ремер не стал дожидаться отмены Нантского эдикта (1685 г.) и в 1681 г. вернулся в Копенгаген, где ему давно предлагали кафедру математики и звание профессора столичного университета. В дальнейшем судьба Ремера складывалась весьма необычно.

Вскоре после возвращения ученого на родину (1681 г.) датский король Христиан V назначил его королевским астрономом. Благодаря этому Ремер получил возможность пользоваться обсерваторией, располагавшейся в Круглой башне и основанной в первой половине XVII в. Король вскоре понял, насколько сведущий в технике человек находится у него на службе, и на Ремера посыпался поток назначений. По поручению короля он выполнял множество поручений инженерного характера (был смотрителем дорог королевства, занимался вопросами строительства портов и т. д.).

Но Ремер был не только прекрасным астрономом и инженером, он, по-видимому, обладал незаурядными организаторскими способностями. Он разработал новую систему налогообложения, работал в нескольких государственных ведомствах, в том числе был мэром Копенгагена в 1705 г. Видимо, благодаря этим способностям Фредерик IV, сменивший на датском престоле короля Христиана V, сделал Ремера сенатором, а затем и главой Государственного совета. Кажется, что в таких условиях просто некогда было заниматься наукой. Но нет, живя на родине, Ремер ничуть не ослабил своей научной активности. Более того, он даже расширил сферу ее применения.

После смерти Ремера в его личной обсерватории было найдено 54 изобретенных им инструментов. Важнейшими из них по праву считаются пассажный инструмент и меридианный круг - приборы, используемые для астрономических наблюдений и в наши дни. За изобретательский талант Ремера справедливо прозвали <северным Архимедом>. Авторитет Ремера в деле организации астрономических наблюдений был столь велик, что сам Лейбниц обращался к нему за советами по вопросу устройства обсерватории.

О результатах астрономических наблюдений Ремера, сделанных в Дании, известно мало - большая часть его записей сгорела во время пожара в 1728 г.. Такая судьба наследия Ремера тем более достойна сожаления, так как по некоторым оценкам объем проведенных им наблюдений не уступал объему наблюдений Тихо Браге, но наверняка они были выполнены с гораздо большей точностью. Та ничтожная часть записей Ремера, которую удалось спасти при пожаре его преданному ученику Питеру Горребу, была обработана немецкими астрономами в середине XIX в. что позволило определить положение более 1000 звезд. Это лишний раз свидетельствует о значимости наблюдений выдающегося датского астронома. Не зря его имя занесено на карту Луны.

Ремер умер 19 сентября 1710 г., так и не дождавшись подтверждения открытия, обессмертившего его имя.

Ремер был осторожен. В первом сообщении о своем открытии он вообще не привел конкретного значения скорости света. Эта осторожность была вполне оправдана, поскольку в то время диаметр земной орбиты был определен лишь приближенно. Величина с = 214000 км / с, которую часто приводят как скорость света, вычисленную Ремером, есть не что иное, как результат более поздних оценок, выполненных на основе сохранившихся наблюдений Ремера. У нас нет никаких оснований сетовать на погрешность первого определения скорости света, поскольку главная - доказательство ее конечности - была достигнута!

Брадлей (Брэдли - Bradley) Джеймс (1693-1762) - английский астроном. Открыл аберрацию света (1725-1726), угловое смещение положения звезды γ - Дракона на противоположных по скорости Земли участках ее орбиты и нутацию земной оси (1737-48).

Риттенхауз Дэвид (1732-1796) [6, т.1, С. 248].

В 1785 (?) американец Гопкинсон, рассматривая светящийся фонарь (через) сквозь носовой платок, увидел систему темных полос, которые не изменяли своего положения при параллельном перемещении платка. Он сообщил о своем наблюдении американскому астроному Риттенхаузу. Последний повторил опыт Гопкинсона, усовершенствовал метод наблюдения данного явления и в конце концов сделал простейшую дифракционную решетку. Дифракционная решетка Риттенхауза состояла из волосков, натянутых на рамку прямоугольной формы из медной проволоки (190 волосков на дюйм). Роттенхауз наблюдал и изучал спектры, получаемые с помощью этой решетки, и установил их отличие от спектра, даваемого обычной призмой. Однако, будучи сторонником корпускулярной теории света, он не смог понять и правильно объяснить наблюдаемые явления. Он ограничился публикацией своих опытов в 1793г. Работа Риттенхауза осталась незаконченной и была забыта.

Вильгельм (1738-1822) [2, С. 269] - английский немецкий астроном и физик. Родился в Ганновере в семье музыканта. Вначале пошел по стопам отца и начал работать гобоистом в оркестре. В 1757г., переехав в Англию, где вначале добывал средства к существованию уроками музыки и исполнительской деятельностью.

Увлечение теорией музыки, музыкальной гармонией привело его к занятиям математикой, от нее он перешел к астрономии. С 1773г., когда он самостоятельно изготовил зеркало для телескопа-рефлектора, начинается плодотворная работа Гершеля-астронома. Он был избран в члены Лондонского королевского общества, В 1782г. король Георг III назначил его королевским астрономом.

Достижениям Гершеля во многом способствовала помощь его сестры Каролины - первой женщины-астронома. Увлечение астрономией стало фамильным в семье Гершелей. Его сын Джон стал астрономом с мировым именем. Вклад в астрономию очень велик: Открытие Урана (1781), двух спутников Сатурна (1789), измерение периода вращения Сатурна и его колец (1790). Открытие более 2500 туманностей...

В 1800г. открыл инфракрасное излучение, исследуя зависимость степени нагрева от цвета в спектре призмы. Занимаясь изучением солнца, Гершель искал способ уменьшения нагрева инструмента, с помощью которого велись наблюдения. С этой целью Гершель помещал термометры во все видимые зоны дисперсионного спектра, полученного с помощью призмы. Он обнаружил, что max тепла, регистрируемого в визуальной части спектра принадлежит красному цвету и абсолютный max находится за пределами (но в непосредственной близи ) зоны красного цвета, за пределами видимого спектра. (Эта статья приведена в книге [2, С. 271]).

(1742-1786) [СЭС, 1522]

Шведский химик по профессии аптекарь. Первым получил многие неорганические соединения, в том числе хлор, перманганат калия, глицерин, синильную кислоту, ряд органических кислот, доказал сложный состав воздуха.

[3, С. 339] "Химический трактат о воздухе и огне" (1777), "Шееле собрал "Идущую от печи теплоту" при помощи вогнутого зеркала и затем поместил кусок прозрачного стекла между огнем и зеркалом. Этот стеклянный экран не мешал лучам света по-прежнему собираться в фокусе зеркала, но в точке соединения лучей нельзя было обнаружить теплоты. Подобный опыт проделал в 1682г. Мариот. Отсюда Шееле заключил, что, поскольку стекло теплоту поглотило, а лучи света пропустило, нельзя считать лучи света носителями тепла" ... Шееле пишет: "Замечание вызывает лучистая теплота, которая невидима и отлична от огня" [Горнштейн по истории естествознания и техники, 1959, 28, 309]

Волластон Уильям Хайд (1766-1828) - английский ученый. Окончил Кембриджский университет (1788), в 1793г. получил диплом доктора медицины.

Работы относятся к оптике, электричеству, астрономии, химии, минералогии, кристаллографии.

В 1801г. открыл ультрафиолетовые лучи (независимо от Риттера), в 1802 - химическое действие электрического тока. В 1802г. обратил внимание на темные линии в спектре солнца. В 1803г. - палладий, в 1804 - родий.

Риттер Иоган Вильгельм (1776-1810) [7, С. 234] - немецкий физик и химик. Учился в Йельском университете, где с 1803 по 1804 г. г. был лектором. С 1804г. работал в Мюнхене.

Работы посвящены электричеству и электрохимии.

В 1799 обнаружил окисление металлов при контакте (впервые это сделал итальянец Дж. Фабброни). В 1800г. переоткрыл явление электролиза, получил из воды водород и кислород. Первый предложил в 1801г. химическую теорию электричества. Исследовал электрические потенциалы, проводимость металлов, установил зависимость проводимости от размеров проводника.

В 1801 г. наблюдал сильные искры от электрического тока, термоток (до Т. Зеебека!). Независимо от Волластона открыл ультрафиолетовые лучи.

Томас Юнг (1773-1829) [7, C. 313] - английский физик, один из создателей волновой теории света, член Лондонского королевского общества (1794). Родился в Милвертоне (графство Сомерсет, Англия) в семье торговца тканями. Он был старшим сыном в большой семье, принадлежавшей к религиозной общине квакеров. Воспитывавшийся в строгих правилах этой секты Юнг рано проявил редкие способности: в возрасте 2 лет он научился читать, а в 6 лет начал изучать латынь. Хотя родители направляли мальчика для обучения в различные учебные заведения, основные знания Юнг приобрел самостоятельно. В 8-9 лет овладел токарным ремеслом и конструировал, делал различные физические приборы. В 14 лет познакомился с дифференциальным исчислением (по Ньютону), изучил много языков (греческий, латынь, французский, итальянский, арабский и др.). В 19 лет Юнг уже владел многими иностранными языками и считался знатоком греческого и латыни.

С 1792 по 1803 Юнг изучал медицину в Лондоне, Эдинбурге, Геттингене и, наконец, в Кембридже. В 1793 объяснил явление аккомодации изменением кривизны хрусталика. В 1794г. Юнг был избран членом Лондонского Королевского общества за объяснение аккомодации глаза. Во время пребывания в Кембридже Юнг занялся изучением акустических и оптических явлений (интерес к акустике был связан с любовью к музыке - Юнг играл практически на всех музыкальных инструментах того времени). В 1800г. издал трактат "Опыты и проблемы по звуку и свету", выступил как защитник волновой теории света.

В 1801г. объяснил явление интерференции (ввел термин (1803) - интерференция), в частности, объяснил кольца Ньютона. Выполнил первый демонстрационный опыт по наблюдению интерференции света, получив два когерентных источника света (1803). Открыл интерференцию ультрафиолетовых лучей. Показал, что при отражении света от более плотной (в оптическом смысле) среды происходит потеря полуволны. Занимался цветовым зрением. Изучил длины волн разных цветов, получив для красного 0,7 и 0,42 нм. для фиолетового цвета. Поддерживал и переводил работы Френеля. Сформулировал концепцию эфира.

Дал объяснение явлению абберации света.

I. Малая плотность, но высокая упругость

II. Светящееся тело возбуждает волны в эфире

О теории света и цветов

Гипотеза 1. "Вселенную наполняет светоносный эфир малой плотности и в высшей степени упругий".

Гипотеза 2."Волнообразные движения возбуждаются в этом эфире всякий раз, как тело становится светящимся".

Высказал идею, что свет и лучистая теплота отличаются только длиной волны. В 1817г. выдвинул идею поперечности световых волн.

Этьен Луи Малюс (1775-1812) [7, C. 177] - французский физик, член Парижской АН (1810). Родился в Париже. Окончил политехническую школу (1796), служил в инженерных войсках. С 1808г. жил в Париже, работал в политехнической школе.

В 1808г. открыл поляризацию света при отражении и установил закон изменения интенсивности поляризованного света (закон Малюса). Разработал теорию двойного лучепреломления. В 1811г., независимо от Ж. Био, Малюс обнаружил поляризацию света при преломлении.

Фраунгофер Йозеф (1787-1826) [7, С. 282] - немецкий физик. В 1806г. начал работать оптиком-механиком в оптической мастерской в Мюнхене, затем в Бенидиктбейерне (Бавария), в 1809 стал ее управляющим, в 1818 - руководителем и владельцем.

С 1823 - хранитель физического кабинета и профессор Мюнхенского университета.

Внес существенный вклад в исследование дисперсии и создание ахроматических линз... Изобрел метод точного определения формы линз, оказавший значительное влияние на развитие практической оптики... Независимо от Волластона наблюдал (1814-1815) и первым исследовал и объяснил темные линии в солнечном спектре, названные в дальнейшем его именем (фраунгоферовы). Большой заслугой Фраунгофера является использование дифракционных решеток (с 1821г.).

Брюстер Дэвид (1781 – 1868) [7, С. 48] – шотландский физик. Основные работы в области оптики. В 1815 г. установил связь между показателем преломления диэлектрика и углом падения света, при котором отраженный от поверхности диэлектрика свет полностью поляризован (закон Брюстера). Изучал поглощение света, открыл (1815) круговую поляризацию, двойное лучепреломление в средах с искусственной анизотропией. В 1817 г. изобрел калейдоскоп. В 1826 г. построил подковообразный электромагнит. Автор исследования о жизни И. Ньютона.

(1786 – 1853) [7, С. 18] - французкий ученый и политический деятель. Учился в Политехнической школе (Париж), а с 1809 по 1830 – профессор этой школы. В 1830 – 1848 – был членом Палаты депутатов. С 1809 – член Парижской академии наук, а с 1830 г. ее бессменный секретарь. Открыл независимо от Ж. Био и Д. Брюстера хроматическую поляризацию. Впервые наблюдал вращение плоскости поляризации света в кристалле кварца, обнаружил частичную поляризацию света при отражении и преломлении. В 1820 г. обнаружил намагничение железных опилок вблизи проводника с электрическим током, а в 1824 г. действие вращающейся металлической пластинки на магнитную стрелку.

Много работал с Френелем. По его предложению Физо и Фуко экспериментально определили скорость света, а Леверье теоретически предсказал траекторию планеты Нептун.

Пытался по изменению фокуса линзы определить степень увлекаемости эфира.

Д. Гранин Повесть об одном императоре и одном ученом //Пути в незнаемое /М.: Советский писатель, 1987.

Огюст-Жан Френель (1788 – 1827) [2, С. 295] Родился 10 мая 1788г. в семье архитектора в Брольи в Нормандии, в семье архитектора.

Огюстен обладал слабым здоровьем и, по-видимому, поэтому не блистал вначале успехами в учебе. Высшее образование он получил в Парижской Политехнической школе, а затем в Школе мостов и дорог. Еще в Политехнической школе обратил на себя внимание математическими исследованиями.

В 1814г. лишился не очень любимой работы инженера вследствие политических событий (100 дней Б. Наполеона) и получил возможность позаниматься физикой.

В самом начале оптических исследований Френель испытал серьезную неудачу. Совершенно не зная работ Юнга (Френель не знал английского языка), он заново «открыл» законы интерференции, добавив к опытам Юнга лишь несколько новых, среди которых – опыт с «бизеркалами Френеля». В одном из писем Френель писал: «Я довольно философски принял неприятности, пришедшие из Англии. … Я почувствовал, что на упрек в плагиате нужно отвечать новыми открытиями».

В 1817г. Французская академия наук объявила конкурс на лучшую работу, объясняющую дифракцию света. ( и надеялись получить подтверждение корпускулярной теории света!). Под давлением Араго и Ампера Френель согласился принять участие в конкурсе. В результате родилась теория дифракции, основанная на принципе Гюйгенса – Френеля.

– член конкурсной комиссии на основании предложенной Френелем теории сделал вывод, что в центре за круглым экраном светлое пятно. Араго экспериментально подтвердил этот расчет! Это была большая победа волновой теории света. После этого Френель на основании совместных с Араго экспериментах по интерференции поляризованных лучей устанавливает поперечность света. Затем, в основном на базе удивительной физической интуиции строит теорию отражения и преломления света, включая полное внутреннее отражение. Наконец по просьбе Араго дает объяснение эффекта «частичного увлечения эфира».

Доплер (Doppler) Кристиан (1804-1854) - австрийский физик и астроном. В 1842 сформулировал принцип акустики и оптики (Т. Н. принцип Доплера), которым обосновал существование эффекта Доплера.

Первые экспериментальные подтверждения в акустике относятся к 1845г., а. Физо ввел (1848г.) понятие о "доплеровском" смещении (вывод был сделан Физо независимо от работы Доплера) спектральных линий. Указанное смещение было обнаружено в 1867г. в спектрах некоторых звезд.

Бунзен (Буузен) Роберт Вильгельм (1811-1899) [7, C. 49] - немецкий химик. Вместе с Г. Кирхгофом разработал в 1859г. спектральный анализ. С помощью этого метода Бунзен и Кирхгоф открыли два новых химических элемента: цезий (1860) и рубидий (1861). Изобрел в 1840г. цинко-угольный гальванический элемент, обладавший в то время max ЭДС (~1,78) - элемент Бунзена. В 1850г. разработал горелку Бунзена.

Физо (1819-1896) [2, C. 428; 7, C. 277] - французский физик, член Парижской академии (1860), президент (1878г.). Родился в Париже, в семье профессора медицины. Получил хорошее начальное образование и, мечтая пойти по стопам отца, поступил на медицинский факультет университета. Однако из-за болезни ему пришлось прервать учебу и уехать из столицы; когда же он снова вернулся в Париж, он стал заниматься физикой. Слушал лекции в Коллеж де Франс, следил за лекциями в политехнической школе, но наибольшее значение для Физо имела учеба в Парижской обсерватории под руководством Ф. Араго.

Первые успехи были достигнуты в совместной работе с Л. Фуко (D ~ 7000 λ!). В 1849г. измерил скорость С с помощью зубчатого колеса.

В 1848 независимо от Доплера сформулировал идею зависимости длины волны от скорости источника света.

В 1851г. Физо провел серию опытов по исследованию распространения света в движущейся воде.

Жан (1819-1868) [2, C. 416; 7, C. 285] - французский физик-экспериментатор, член Парижской академии (1865).Родился в Париже в семье книгоиздателя. Вследствие слабого здоровья получил домашнее начальное образование. С детства проявились склонности к изобретательству и тонкому ручному труду. Начал изучать хирургию, но оказалось, что не переносит вида крови. Более приемлемыми для Фуко оказались исследования в области клинической медицины. Кроме того, в течение ряда лет активно занимался журналистикой, выступая в качестве научного обозревателя одной из парижских газет.

Интерес Фуко к фотографии (дагерротипия) свел его с И. Физо. Вместе они провели ряд оптических исследований, наиболее известное из которых - наблюдение интерференции света при больших разностях хода. В 1844-47г. г. обнаружили фраунгоферовы линии в инфракрасной области. Через некоторое время от сотрудничества Фуко и Физо перешли к творческому соревнованию. Физо с помощью вращающегося зубчатого колеса первым добился успеха в измерении скорости света (1849), Фуко же опередил коллегу в измерении разницы скоростей света в воздухе и в воде (Статья приведена в Гол.).

В постановке опыта с вращающимся зеркалом был предшественник - Ф. Араго. В 1838г. он предложил использовать вращающееся плоское зеркало. (В 1834г. осуществил первые измерения скорости протекания тока в проводниках методом быстрого вращающегося зеркала Чарлз Уитстон (1802-1875))

Отношение скорости света в воде к скорости света в воздухе = 3/4; скорость света в воздухе = 298000 ± 500 км/сек.

Кирхгоф Густав Роберт (1824-1887) - немецкий физик. Родился в Кенигсберге. Там окончил университет. В 1859г. (с Бунзеном) спектральный анализ. В 1860 объяснил происхождение Фраунгоферовых линий. В 1882 построил строгую теорию дифракции (на принципе Гюйгенса-Френеля).

(1845-1923) [7, C. 232] - немецкий физик-экспериментатор. Работал в университетах: Вюрцбурга, Страсбурга Гиссена. В 1900-1920г. г.- профессор Мюнхенского университета, директор Физического института.

В 1885г. открыл так называемый Рентгеновский ток - магнитное поле, порождаемое диэлектриком, движущимся в электрическом поле.

В 1895г.  открыл и исследовал электромагнитное излучение с длиной волны меньше ультрафиолетовой - рентгеновские лучи.

В 1901г. первый из физиков был удостоен Нобелевской премии за открытие и изучение рентгеновских лучей.

Рекомендуемая литература.

Вавилов Ньютон /М.: АНСССР, 1961. , Филонович физической науки: Справочное пособ. /М.: Высш. шк., 1989. Дорфман история физики (с древнейших времен до конца XVIII века). /М.: «Наука», 1974. Кудрявцев истории физики /М.: Просв.,1982. стория физики /М.: Мир, 1970. Спасский физики, т.1 и 2 /М.: Высш. шк., 1977. Храмов : библиографический справочник. /М. :Наука, 1983. Советский энциклопедический словарь /М.: Изд - во “Советская энциклопедия”, 1981, 1600с.

(1811 – 1899)	Кирхгоф Густав Роберт (1824 – 1887)	Наполеон 1 (Бонапарт) (1769-1821) - французский император. В 1804г. провозглашен императором
Доплер Кристиан (1804 – 1854)	Физо (1819 – 1896)	Леон (1819 – 1868)	02.06.1793 – 27.07.94 Якобинская диктатура
(1786 – 1853)	Френель Огюст Жан (1788 – 1827)	Фраунгофер Йозеф (1787 – 1826)	14.07.1789. – взятие Бастилии. Начало Французской рев-ии. 26.07.
Риттер Иоганн Вильгельм (1776 – 1810)	Юнг Томас (1773 – 1829)	Волластон Уильям Хайд (1766 – 1828)	Брюстер Дэвид (1781 – 1868) Малюс Этьен Луи (1775 – 1812)
Брадлей Джеймс (1693 – 1762)	Риттенхауз Дэвид (1732 – 1796)	Вильгельм (1738 – 1822)	(1738 – 1822)
Ремер Олаф (Оле) (1644 – 1710)	Ньютон Исаак (1643 -1727)	Гук Роберт (1635 – 1703)	Гете Иоганн Вольфганг (1649 – 1832)
Мариотт Эдм (1620 – 1684)	Гюйгенс Христиан (1629 – 1695)	Гримальди Франческо Мария (1618 – 1663)	1613 – конец Смуты начало династии Романовых в России.
Декарт Рене (1596 – 1650)	(1595 – 1667)	Ферма Пьер (1601 – 1665)
Мерен Марсенн (1588 – 1648)	Иоганн Кеплер (1671 – 1630)	Галилео Галилей (1564 – 1642)
Снеллиус Виллеброрд (1580 – 1626)	Эразм Вителлий (Вителло) 1271 –	1221 – основан Нижний Новгород
Альхазен или Абу Али ал Хайсалла (965 – 1038/1039)