• Vamos lembrar quais são os três tipos de transferência de calor que estudamos este ano.

• convecção;

• condutividade térmica,

• radiação.

• A luz é radiação, mas apenas a parte que é percebida pelo olho.

Fontes de luz

- Você a segue - ela é de você, você é dela - ela está atrás de você?

• Uma sombra é uma área do espaço que não recebe luz de uma fonte.

Penumbra

• Penumbra- uma região do espaço na qual a luz de uma fonte entra parcialmente.

Um eclipse é explicado pela lei da propagação retilínea da luz

Eclipse lunar

• Curiosamente, um verme marinho salva vidas.

• Quando o caranguejo o morde, a parte de trás do verme brilha intensamente. O caranguejo corre em sua direção, o verme ferido se esconde e depois de um tempo um novo cresce no lugar da parte que falta.

• No Brasil e no Uruguai, vaga-lumes marrom-avermelhados são encontrados com fileiras de luzes verdes brilhantes ao longo do corpo e uma “lâmpada” vermelha brilhante na cabeça.

• Há casos em que essas lâmpadas naturais, habitantes da selva, salvaram a vida de pessoas: durante a Guerra Hispano-Americana, os médicos operaram os feridos à luz de vaga-lumes despejados em uma garrafa.

• No século XVIII, os britânicos desembarcaram na costa de Cuba e à noite avistaram um mundo de luzes na floresta. Eles pensaram que havia muitos ilhéus e recuaram, mas na verdade eram vaga-lumes.

• A direção para o norte no hemisfério norte é determinada ficando ao meio-dia de costas para o sol. A sombra lançada por uma pessoa, como uma flecha, apontará para o norte. No hemisfério sul, a sombra apontará para o sul.

O alquimista de Hamburgo Brand passou a vida inteira em busca do segredo para obter a “pedra filosofal”, que transformaria tudo em ouro. Um dia ele despejou urina em um recipiente e começou a aquecê-lo. Quando o líquido evaporou, um resíduo preto permaneceu no fundo. Brand decidiu aquecê-lo no fogo. Uma substância branca semelhante a cera começou a se acumular nas paredes do recipiente. Estava brilhando! O alquimista pensou ter realizado seu sonho. Na verdade ele recebeu anteriormente desconhecido elemento químico– fósforo (transportando luz).

O que é luz? Filósofos Grécia Antiga não sabia a resposta. Mesmo Arquimedes não deu explicação, embora conhecesse a lei da reflexão e a aplicasse com sucesso. Até o século 16, muitos filósofos acreditavam que a visão era algo que emanava do olho e, por assim dizer, dos objetos sensíveis.

Mas havia outras teorias segundo as quais a luz é um fluxo de matéria que emana de um objeto visível. Dentre essas hipóteses, a mais próxima é ideias modernas O ponto de vista de Demócrito. Ele acreditava que a luz é um fluxo de partículas com certas propriedades físicas. Ele escreveu: “A doçura existe como convenção, a amargura como convenção, a cor como convenção, na realidade só existem átomos e vazio”.

Huygens Christian () Físico holandês Newton Isaac () Finalmente, descobriu-se que duas teorias explicam a natureza da luz ao mesmo tempo. Além disso, ambas as teorias são fisicamente fundamentadas e confirmadas por experimentos.

1690: “Tratado sobre a Luz”. A luz é uma onda eletromagnética que pode contornar obstáculos: “Óptica”. A luz é um fluxo de partículas.

Por que um feixe claro ondula à noite? Que fina chama se espalha pelo firmamento? Como o relâmpago, sem nuvens ameaçadoras, corre da Terra ao zênite? Como é possível que o vapor congelado em pleno inverno dê origem a um incêndio? M. Lomonosov Sobre o que Lomonosov escreve? Existem muitos outros fenômenos interessantes relacionados à luz na natureza.

O que é luz? Qual é a natureza da luz? Por que a luz branca se divide em cores? Quantas cores existem realmente, sete ou milhões? Tais questões despertaram a curiosidade humana ao longo de quase toda a história humana, desde os primeiros pensadores até o século XX. Mas para responder a estas e outras questões, é necessário compreender a natureza da luz, que, no fim das contas, é muito complexa. Durante esta lição, você se familiarizará com os conceitos científicos básicos sobre a natureza da luz e aprenderá os argumentos dos defensores de uma teoria científica específica.

Óptica

A natureza da luz. Velocidade da luz

A óptica é um ramo da física que estuda os fenômenos luminosos e as leis estabelecidas para eles, bem como a interação da luz com a matéria, a natureza da luz.

As informações sobre o mundo chegam a uma pessoa por meio da visão. Com a ajuda da luz recebemos a maior parte das informações sobre o mundo que nos rodeia.

As primeiras informações sobre a luz surgiram há 2,5 mil anos.

Pitágoras foi um dos primeiros cientistas a apresentar uma hipótese científica sobre a natureza da luz (ver Fig. 1). Ele foi o primeiro não apenas a adivinhar, mas também a provar que a luz viaja em linha reta. Ele e outros geômetras, até Euclides, usaram os fenômenos luminosos de reflexão e refração para construir os fundamentos da geometria. Não é à toa que um dos ramos da óptica se chama óptica geométrica.

Arroz. 1. Pitágoras

Pitágoras: “A luz é um fluxo de partículas que emitem objetos, penetrando no olho humano, trazem informações sobre o que nos rodeia.”

No século XVII, Isaac Newton tornou-se um defensor desta teoria (ver Fig. 2). Ele explicou muitos fenômenos luminosos com base no fato de que a luz é um fluxo de partículas especiais.

Arroz. 2. Isaac Newton

"Corpuscula" vem do lat. corpúsculo - partícula. Portanto, a teoria de Newton passou a ser chamada de teoria corpuscular da luz.

1. Propagação retilínea da luz.

2. Lei da reflexão.

3. A lei da formação da sombra de um objeto.

Ao mesmo tempo, outra teoria apareceu - a teoria ondulatória da luz.

Um proponente desta teoria foi Christiaan Huygens (ver Fig. 3). Ele tentou explicar os mesmos fenômenos de Newton, apenas partindo da posição de que a luz é uma onda.

Arroz. 3. Christian Huygens

Huygens construiu uma teoria ondulatória da luz por analogia com os processos ondulatórios na água e no ar e, portanto, acreditava que as ondas de luz também deveriam se propagar em algum tipo de meio elástico, que ele chamou de éter de luz. Essa ideia serviu de base para a óptica ondulatória até o início do século XX.

Naquela época já se percebia que a luz não viaja apenas em linha reta.

1. A luz pode contornar obstáculos - difração (ver Fig. 4).

Arroz. 4. Difração

2. As ondas podem se acumular - interferência (ver Fig. 5).

Arroz. 5. Interferência

Esses fenômenos são característicos apenas das ondas, razão pela qual Huygens acreditava que a luz é uma onda.

A teoria corpuscular não conseguiu explicar como um raio passa através de outro. Se considerarmos a luz como um fluxo de partículas, então a interação deveria ser observada, mas não foi observada, e isso falou a favor do fato de que a luz é uma onda.

Em meados do século XIX, foi criada a teoria de Maxwell. Ele provou que o campo eletromagnético se propaga a uma velocidade de 300 mil km por segundo.

Como resultado dos experimentos, descobriu-se que a luz também viaja nessa velocidade.

A luz é um caso especial de onda eletromagnética.

Século XVII - O cientista dinamarquês Roemer conduziu um experimento no qual descobriu que a velocidade de propagação da luz é de aproximadamente 300 mil km por segundo.

1848 - Hippolyte Fizeau provou que a velocidade da luz é de 300 mil km por segundo.

Tudo isso confirmou o fato de que a luz é uma onda eletromagnética.

No século XIX, Heinrich Hertz (ver Figura 6) estudou as propriedades das ondas eletromagnéticas e mostrou que a luz poderia ser uma partícula. Hertz descobriu o fenômeno do efeito fotoelétrico.

Arroz. 6. Heinrich Hertz

Heinrich Hertz estudou ondas eletromagnéticas, inicialmente acreditando que elas não existiam, e mostrou verdadeira coragem ao ser o primeiro a reconhecer sua realidade como um objeto natural.

Efeito fotoelétrico: Quando expostos à luz, os elétrons são eliminados de uma placa de metal carregada negativamente.

Isso só pode ser feito se a luz for um fluxo de partículas.

No século 20, eles chegaram a uma solução final ao introduzir o conceito de dualidade onda-partícula da luz.

Quando a luz se propaga, ela se comporta como uma onda (propriedades da onda), e quando emitida e absorvida, se comporta como uma partícula (com todas as propriedades das partículas). Ou seja, a luz tem uma natureza dupla.

Portanto, todos os fenômenos são considerados sob a perspectiva dessas duas teorias.

1. Física. 11º ano: Livro didático para o ensino geral. instituições e escolas com profundidade estudando física: nível de perfil / A.T. Glazunov, O.F. Kabardin, A. N. Malinin et al. A.A. Pinsky, O.F. Kabardina. Ross. acadêmico. Ciências, Ross. acadêmico. educação. – M.: Educação, 2009.
2. Kasyanov V.A. Física. 11º ano: Educacional. para educação geral instituições. – M.: Abetarda, 2005.
3. Myakishev G.Ya. Física: livro didático. para o 11º ano educação geral instituições. – M.: Educação, 2010.

1. Escola de São Petersburgo ().
2. Realphys. com().
3. JSC "Energia" ().

Rymkevich A.P. Física. Livro de problemas. 10ª a 11ª séries – M.: Abetarda, 2010. – Nº 1019, 1021

1. Que fatos relacionados à propagação da luz foram utilizados pelos defensores da teoria corpuscular da natureza da luz?
2. O efeito fotoelétrico confirmou o conceito ondulatório ou corpuscular da natureza da luz?
3. Como é chamado o conceito da natureza dual da luz?
4. Em que casos a luz deve ser considerada um fluxo de partículas?