การหักเหของแสง - ประวัติศาสตร์ของแนวคิดทางกายภาพ

สะท้อนและการหักเหของแสงหมายถึงจำนวน ของปรากฏการณ์ทางกายภาพ เปิดเป็นผลมาจากการสังเกตโดยตรงโดยไม่ต้องดำเนินการทดลองในห้องปฏิบัติการ เป็นครั้งแรกที่เรามีการพูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้ในสมัยกรีกโบราณ แต่นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะคิดว่าเป็นจริงนี้เป็นที่รู้จักกันมาก่อน เพียงแค่นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่จะพยายามที่จะให้คำอธิบายตรรกะสำหรับจำนวนของข้อเท็จจริงที่จัดตั้งขึ้นสังเกตุกลาย Cleomedes ที่อาศัยอยู่ในศตวรรษที่ฉันในตอนนี้คืออะไรกรีซ ก่อนที่เขา Euclid อธิบายปรากฏการณ์นี้โดยการสังเกตแหวนนอนอยู่บนด้านล่างของแจกันซึ่งเป็นที่มุมหนึ่งมันก็จะมองไม่เห็นผู้สังเกตการณ์ แต่ถ้าคุณเริ่มต้นการเทน้ำเข้าไปในเหยือกแล้วหลังจากที่บางเวลาโดยไม่ต้องเปลี่ยน มุมมองของ ผู้สังเกตการณ์จะได้เห็นนอนอยู่บนด้านล่างของการตกแต่ง แต่เป็นคำอธิบายรายละเอียดของประสบการณ์นี้ Euclid ยังคงไม่ได้ให้นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่จะศึกษาในรายละเอียดการหักเหถือว่า Cleomedes

ส่วนเรื่องของการศึกษาของเขาคือการหักเหของแสงในน้ำ - มันถูกตั้งข้อสังเกตว่าถ้าติดยาวจุ่มลงในน้ำเพื่อให้เป็นส่วนหนึ่งยังคงอยู่บนพื้นผิวที่มีความหักเหภาพที่อินเตอร์เฟซของอากาศและน้ำ แต่ในความเป็นจริงติดยังคงเหมือนเดิมเพราะฉะนั้นเหตุผลสำหรับผลแสงนี้ในการหลอกลวงภาพ?

ตรวจสอบปรากฏการณ์นี้อย่างใกล้ชิด Cleomedes ตั้งข้อสังเกตว่าถ้าแสงเข้ามาจากสื่อที่มีความหนาแน่นน้อยที่จะหนาแน่นมากขึ้นในขณะที่มีทิศทางเฉียง (นั่นคือการมีมุมเทียบกับเขตแดนของทั้งสองสื่อ), ขนาดกลางที่มีความหนาแน่นสูง deflects มันเลี่ยง ทิศทาง

มันเป็นหักเหที่คล้ายกันเขาอธิบายว่าสามารถมองเห็นดวงอาทิตย์บางครั้งหลังจากพระอาทิตย์ตกดิน

Cleomedes ให้เพียงลักษณะทั่วไปมากที่สุดของการหักเหของแสงและอธิบายเฉพาะในรูปแบบของการทดลองดั้งเดิมบางอย่างให้ แต่ภาพที่ค่อนข้างสมบูรณ์ของกฎหมายทั่วไปของกระบวนการนี้ ต่อมาอีกนักวิชาการกรีกที่อาศัยอยู่ศตวรรษต่อมา Cleomedes อย่างต่อเนื่องการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เริ่มโดยบรรพบุรุษของเขาและเกือบจะเข้ามาใกล้คลี่คลายกฎหมายของฟิสิกส์ซึ่งหักเหแสงไฟ

มีจำนวนมากพอในการทดลอง Klavdiy Ptolemey สามารถที่จะสร้างมุมโดยประมาณที่แสงหักเหในสภาพแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดังนั้นสำหรับการหักเหของแสงที่เกิดขึ้นในการเปลี่ยนแปลงของความลึกของคานในแก้วน้ำ, มุมของการหักเหคือ 0.88 มุมตกกระทบ สำหรับของเหลวอื่น ๆ ค่านี้จะเปลี่ยนแปลง - สำหรับอากาศและน้ำก็จะมีค่าเท่ากับ 0.76 และอากาศและกระจก 0.67

แต่สถานประกอบการเต็มรูปแบบของกฎหมายซึ่งจะเริ่มการหักเหของแสงเอาอีกไม่กี่ศตวรรษ มากกว่าหนึ่งรุ่นของนักวิทยาศาสตร์ที่มีส่วนร่วมในการพัฒนาความรู้ที่มีอยู่และรุ่นสุดท้ายของสูตรการหักเหเป็นโทษกับเรอเนเดการ์ตที่มีชื่อเสียงของฝรั่งเศสฟิสิกส์-ธรรมชาติ

ในรุ่นเดิมของสูตรนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ W สเนลล์ของสำหรับการคำนวณมุมของการมองอุบัติการณ์ดังต่อไปนี้:

n = sin (ก) / บาป (ข)

ในคำอื่น ๆ ดัชนีหักเห ของแสงไฟสองสื่อที่เฉพาะเจาะจงเป็นธรรมชาติอย่างต่อเนื่องและไม่มีการเปลี่ยนแปลงและเป็นอัตราส่วนของไซน์ของมุมตกกระทบเพื่อไซน์ของมุมของการหักเหที่

สุดท้ายเสร็จสิ้นการศึกษาและรายละเอียดของการหักเหของแสงเมื่อตีจากสื่อหนึ่งไปยังอีกตามที่ได้รับการกล่าวเรเน่เด็คาร์ต เขาเปรียบเทียบมันน่าแปลกใจที่เหมาะสมลักษณะสาระสำคัญของกระบวนการการหักเหแสงเปรียบเทียบกับลูกบินอยู่ในอากาศ ถ้าเป็นในระหว่างการบินของเขาพบเนื้อเยื่อค่อนข้างเบาและบางเพื่อให้ง่ายต่อการทำลายมันและยังคงเดินเขาก็สูญเสียบางส่วนของความเร็วเดิมและเปลี่ยนเล็กน้อยมุมของเที่ยวบิน