Khúc xạ của ánh sáng - lịch sử của khái niệm vật lý

Phản xạ và khúc xạ của ánh sáng dùng để chỉ số lượng các hiện tượng vật lý, mở như là kết quả của sự quan sát trực tiếp, mà không cần tiến hành các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Đây là lần đầu tiên chúng ta đang nói về nó ở Hy Lạp cổ đại, nhưng hầu hết các nhà vật lý có xu hướng nghĩ rằng thực tế này đã được biết đến trước đó. Chỉ cần các nhà khoa học đầu tiên để cố gắng đưa ra một lời giải thích hợp lý cho một số sự kiện thực nghiệm thành lập trở thành Cleomedes, người sống ở thế kỷ I mà ngày nay là Hy Lạp. Trước ông, Euclid mô tả hiện tượng này bằng cách quan sát một chiếc nhẫn nằm trên đáy của bình hoa, mà là ở một góc độ nào đó nó là không hiển thị cho người quan sát, nhưng nếu bạn bắt đầu đổ nước vào một bình, sau đó sau một thời gian mà không thay đổi góc nhìn của người quan sát có thể nhìn thấy nằm trên dưới cùng của trang trí. Nhưng như một lời giải thích chi tiết về kinh nghiệm này Euclid vẫn không cung cấp cho các nhà khoa học đầu tiên nghiên cứu một cách chi tiết những khúc xạ được coi Cleomedes.

Các đề tài nghiên cứu của ông là khúc xạ trong nước - cần lưu ý rằng nếu một cây gậy dài nhúng vào nước để một phần nào đó vẫn trên bề mặt, có một khúc xạ hình ảnh tại giao diện của không khí và nước. Nhưng trên thực tế, cây gậy vẫn còn nguyên vẹn, vì thế mà lý do hiệu ứng quang học này trong sự lừa dối thị giác?

Điều tra hiện tượng này chặt chẽ hơn, Cleomedes lưu ý rằng khi chùm ánh sáng đi vào từ một phương tiện ít dày đặc đến một dày đặc hơn, trong khi vẫn giữ một hướng xiên (có nghĩa là, có một góc tương đối so với ranh giới giữa hai môi trường), như môi trường có mật độ cao hơn, từ chối nó để dốc hướng.

Đó là một khúc xạ tương tự như ông giải thích có thể nhìn thấy mặt trời trong một thời gian sau khi mặt trời lặn.

Cleomedes đã chỉ đặc điểm chung nhất của sự khúc xạ của ánh sáng và chỉ được mô tả theo hình thức thí nghiệm nguyên thủy nhất định, đưa ra, tuy nhiên, một bức tranh khá hoàn chỉnh của luật chung của quá trình này. Sau đó một học giả Hy Lạp, người đã sống một thế kỷ sau Cleomedes, tiếp tục nghiên cứu khoa học, bắt đầu bằng người tiền nhiệm của ông, và gần như đến gần để làm sáng tỏ các định luật vật lý, mà khúc xạ chùm ánh sáng.

Có số đủ lớn các thí nghiệm, Klavdiy Ptolemey có thể thiết lập các góc gần đúng mà tại đó ánh sáng bị khúc xạ trong một môi trường cụ thể. Như vậy, đối với khúc xạ xảy ra ở quá trình chuyển đổi của độ sâu chùm trong ly nước, góc khúc xạ là 0,88 góc tới. Đối với các chất lỏng khác, giá trị này được thay đổi - cho không khí và nước, nó tương đương với 0,76, và không khí và kính 0,67.

Nhưng việc thiết lập đầy đủ các luật, chạy sự khúc xạ của ánh sáng, mất một vài thế kỷ nữa. Hơn một thế hệ các nhà khoa học tham gia vào việc nâng cao kiến thức hiện có, và phiên bản cuối cùng của công thức khúc xạ là do René Descartes, nổi tiếng người Pháp nhà vật lý-tự nhiên học.

Trong phiên bản gốc của công thức các nhà khoa học Hà Lan W. Snell để tính góc tới cái nhìn như sau:

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

Nói cách khác, chỉ số khúc xạ của chùm ánh sáng cho hai phương tiện cụ thể là bản chất không thay đổi và không thay đổi và là tỷ số giữa sin của góc tới với sin của góc khúc xạ.

Cuối cùng hoàn thành việc nghiên cứu và mô tả về khúc xạ của chùm ánh sáng khi nhấn từ một phương tiện khác, như đã nói, Rene Dekart. Ông đã so sánh nó đáng ngạc nhiên đúng đặc trưng bản chất của quá trình khúc xạ ánh sáng, so sánh nó với một quả bóng bay trong không khí. Nếu đó là trong chuyến bay của ông gặp một mô, khá nhẹ và mỏng, dễ dàng như vậy để phá vỡ nó và tiếp tục di chuyển, ông chỉ mất một số tốc độ ban đầu của nó, và một chút thay đổi góc bay.