Развитие представлений о природе света

Теория Максвелла как обобщение основных законов электрических и магнитных явлений не только объяснила многие уже известные к тому времени экспериментальные результаты, но и предсказала новые явления, например существование электромагнитных волн – переменного электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве с конечной скоростью. В дальнейшем было доказано, что скорость распространения свободного электромагнитного поля в вакууме равна скорости света. Этот вывод и теоретическое исследование св-в электромагнитных волн привели к созданию электромагнитной теории света, в соответствии с которой свет представляет собой электромагнитные волны. Их впервые обнаружил немецкий физик Герц и доказал, что их возникновение и распространение полностью описываются уравнениями Максвелла, а также установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. В 1899 г. русский физик Лебедев открыл и измерил давление света, экспериментально подтвердив электромагнитную теорию света. Практическое применение электромагнитных волн началось в 1895 г., когда Попов создал первый радиоприемник, в котором в качестве волн использовался вибратор Герца.

Первые попытки количественно описать оптические явления предприняты гораздо раньше - в конце XVII в. В то время обсуждались две взаимоисключающие гипотезы о природе света: Ньютон предложил корпускулярную гипотезу, согласно которой свет представляет собой поток световых частиц, летящих от светящегося тела по прямолинейным траекториям. А его современник Гюйгенс выдвинул волновую гипотезу: свет – упругая волна, распространяющаяся в мировом эфире. Долгое время теория Ньютона имела гораздо больше приверженцев, чем теория Гюйгенса. Однако в начале XIX в. французскому физику Френелю удалось на основе волновых представлений объяснить многие известные в то время оптические явления. В результате волновая теория света получила всеобщее признание. Долгое время считалось, что свет – это поперечная волна, распространяющаяся в гипотетической упругой среде, заполняющей все мировое пространство и получившей название мирового эфира. В конце XIX- начале XX вв. ряд новых опытов заставил вернуться к представлению об особых световых частицах – фотонах. С тех пор утвердилась концепция корпускулярно-волнового дуализма: свет имеет двойственную природу, сочетая в себе как волновые св-ва, так и св-ва, присущие частицам. В одних явлениях, таких как интерференция, дифракция и поляризация, свет ведет себя как волна, а в других (фотоэффект, эффект Комптона) – как поток частиц – фотонов.  В развитии волновой теории света весьма важную роль сыграл принцип, сформулированный Гюйгенсом, а затем развитый Френелем: каждая точка, до которой дошло световое возбуждение, в свою очередь становится источником вторичных волн и передает их во все стороны соседним точкам.