Rifrazzjoni ta 'dawl - l-istorja tal-kunċett fiżika

Rifrazzjoni u riflessjoni ta 'dawl jirreferi għan-numru ta' fenomeni fiżiċi, miftuħa bħala riżultat ta 'osservazzjoni diretta, mingħajr esperimenti tal-laboratorju. Għall-ewwel darba qed nitkellmu dwar dan fil-Greċja antika, iżda ħafna fiżiċi huma inklinati li jaħsbu li dan il-fatt kien magħruf qabel. Biss l-ewwel xjenzjat li jippruvaw jagħtu spjegazzjoni loġika għal numru ta 'fatti stabbiliti b'mod empiriku saret Cleomedes, li għexu fil-I seklu AD dik li issa hija Greċja. Quddiemu Ewklide ddeskriva dan il-fenomenu billi tosserva ċirku li tinsab fuq il-qiegħ tal-vażun, li huwa f'angolu partikolari ma kienx viżibbli għall-osservatur, imma jekk inti tibda tferra l-ilma ġo pitcher, imbagħad wara xi żmien mingħajr ma jinbidel l- angolu tal-vista tal -osservatur tista 'tara li tinsab fuq il-qiegħ tal-dekorazzjoni. Iżda bħala spjegazzjoni dettaljata ta 'din l-esperjenza Ewklide għadu ma jagħtu l-ewwel xjenzjat li jistudjaw fid-dettall il-rifrazzjoni hija kkunsidrata Cleomedes.

Is-suġġett ta 'studju tiegħu kienet rifrazzjoni fl-ilma - huwa nnotat li jekk stick twil dipped fl-ilma hekk li parti ċertu baqgħu fuq il-wiċċ, hemm rifrazzjoni viżwali fl-interface tal-arja u l-ilma. Imma fil-fatt, l-stick jibqa 'intatt, għalhekk ir-raġuni għal dan l-effett ottiku fil-qerq viżwali?

Jeżamina dan il-fenomenu aktar mill-qrib Cleomedes innota li jekk il-raġġ tad-dawl jidħol minn mezz inqas dens għal aktar dens, filwaqt li d-direzzjoni djagonali (jiġifieri, li għandu angolu relattiv għall-konfini taż-żewġ midja), il-mezz li għandu densità għolja, tintlewa lill-taqwis direzzjoni.

Kienet rifrazzjoni simili huwa spjegat kapaċi biex tara d-xemx għal xi żmien wara l-estinzjoni.

Cleomedes taw biss l-aktar karatteristika ġenerali tal-rifrazzjoni ta 'dawl u deskritti biss fil-forma ta' ċerti esperimenti primittiv, li tagħti, madankollu, idea ġenerali tajba tal-liġijiet ġenerali ta 'dan il-proċess. Aktar tard scholar Grieg ieħor, li għexu seklu wara Cleomedes, kompla r-riċerka xjentifika, mibdija mill-predeċessur tiegħu, u kważi kien viċin li tħallil-liġijiet tal-fiżika, li refracts-raġġ tad-dawl.

Wara numru kbir biżżejjed ta 'esperimenti, Klavdiy Ptolemey kapaċi jistabbilixxu l-angolu bejn wieħed u ieħor li fih il-dawl huwa refracted f'ambjent partikolari. Għalhekk, għal rifrazzjoni jseħħu fit-transizzjoni tal-fond raġġ fil-ħġieġ ilma, l-angolu ta 'rifrazzjoni hija 0.88 l-angolu ta' inċidenza. Għal fluwidi oħra, dan il-valur jinbidel - għall-arja u l-ilma, huwa ugwali għal 0.76, u l-arja u ħġieġ 0.67.

Iżda l-istabbiliment sħiħ tal-liġijiet, li tiġġestixxi l-rifrazzjoni ta 'dawl, ħa ftit aktar sekli. Aktar minn ġenerazzjoni waħda ta 'xjentisti involuti fit-titjib tal-għarfien eżistenti, u l-verżjoni finali ta' formula rifrazzjoni hija attribwita għall René Descartes, il-famuż Franċiż fiżiċista-naturalista.

Fil-verżjoni oriġinali tal-formola l-xjentist Olandiża W. Snell għall-kalkolu tal-angolu ta 'ħarsa inċidenza kif ġej:

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

Fi kliem ieħor, l-indiċi refrattiv tar-raġġ tad-dawl għal żewġ midja speċifiċi hija n-natura kostanti u ma jinbidlux u huwa l-proporzjon tal-sine ta 'l-angolu ta' inċidenza għall-sine ta 'l-angolu ta' rifrazzjoni.

Finalment tlesta l-istudju u d-deskrizzjoni tal-rifrazzjoni tar-raġġ tad-dawl meta laqat minn mezz għal ieħor, kif intqal, Rene Dekart. Huwa qabblitu ma sorprendentement dritt tikkaratterizza l-essenza tal-proċess rifrazzjoni dawl, tqabbilha bil-ballun li jtajru fl-arja. Jekk huwa matul it-titjira tiegħu jiltaqa 'ma' tessut, pjuttost ħafif u rqiqa, daqshekk faċli li din tinqasam u tkompli timxi, huwa biss titlef xi ftit mill-veloċità oriġinali tiegħu, u ftit jibdlu l-angolu tat-titjira.