2014-02-09
305
Геометрическая оптика. Вопросы распространения, отражения и преломления света (доньютоновский период)
Первые результаты можно отнести к античности. Эвклид был также Основателем геометрической оптики («Оптика», «Катоптрика») можно считать Эвклида. Согласно его теории, лучи – прямые линии. Изображение предмета – результат направленного потока света из глаз в виде конуса лучей, направленных касательно к границе предмета. Величина предмета определяется углом зрения. Здесь впервые формулируется закон прямолинейного распространения света. Изучал отражение света и открыл закон отражения. Ему известно преломление света, которое затем опытно исследовал Птоломей. Таблицу углов,соответствующих отражению и преломлению, получил, но закон не вывел. Герон Александрийский впервые обосновал закон отражения света принципом наименьшего времени: световой луч отражается от зеркала таким образом, что световой путь, соединяющий источник света, зеркало и приемную точку требует для своего прохождения наименьшего времени. Это начало истории вариационного принципа Ферма
|
|
|
При́нцип Ферма́ (принцип наименьшего времени Ферма) в геометрической оптике — постулат, предписывающий лучу света двигаться из начальной точки в конечную точку по пути, минимизирующему (реже— максимизирующему) время движения (или, что то же самое, минимизирующему оптическую длину пути). Этот принцип, сформулированный в I в. Героном Александрийским для отражения света, в общем виде был сформулирован Пьером Ферма в 1662 году в качестве самого общего закона геометрической оптики. В разнообразных конкретных случаях из него следовали уже известные законы: прямолинейность луча света в однородной среде, законы отражения и преломления света на границе двух прозрачных сред.
Дальнейшее развитие геометрическая оптика получила в физике арабского востока. Согласно теории Альхазена «естественный свет и цветные лучи влияют на глаз» и «зрительный образ получается при помощи лучей, которые испускаются видимыми телами и попадают в глаз». Считал, что каждой точке воспринимаемого предмета соответствует воспринимающая точка глаза. Дал правильное представление видения обоими глазами. Исследовал преломление света, высказал предположение о распространении света с конечной скоростью. Установил, что нормаль к поверхности зеркала, падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости. Его труд «Сокровище оптики» опубликован в латинском переводе в 1572 г.
1271. Вителло – рукописный трактат по оптике (напечатан в 1533 г.). Содержит закон обратимости лучей при преломлении, доказывается, что параболические зеркала имеют один фокус, исследуется радуга. 13-е столетие. Р. Бэкон измеряет фокусное расстояние сферического зеркала, открывает сферическую аберрацию, выдвигает идею зрительной трубы, основу познания усматривает в опыте.
|
|
|
Оптика XVI столетия. Леонардо установил принципиальное сходство глаза с камерой-обскурой, объяснил стереоскопичность зрения, ввел идею о волновом движении
Мавролик (1494-1575). Изучал прямолинейное распространение света, его отражение для зеркал различного вида, преломление, наблюдал сферическую аберрацию, исследовал радугу. Показал, что выпуклые линзы – собирательные, а вогнутые – рассеивающие. Исследовал преломление в призмах, объяснил радугу и первым указал точное количество цветов в ней – семь. Принимал теорию зрения Альхазена, но считал, что лучи преломляются в хрусталике и вызывают зрительное ощущение на сетчатке, а отсюда и объяснил первым причину близорукости и дальнозоркости. Объяснил принцип действия камеры-обскуры. Дал правильное объяснение действию очков.
