Valguse refraktsioon - füüsilise kontseptsiooni ajalugu

Valguse peegeldus ja refraktsioon viitab otseste vaatluste tulemusena leitud füüsiliste nähtuste arvule, ilma laborikatsetusi läbi viinud. Esimest korda räägiti sellest Kreeka ajal, kuid enamik füüsikaid usub, et see asjaolu oli teada juba varem. Lihtsalt esimene teadlane, kes üritas loogiliselt selgitada mitut eksperimentaalselt tuvastatud fakti, oli Cleomed, kes elas 1. sajandil AD tänapäeva Kreeka territooriumil. Enne seda kirjeldas Eukliid seda nähtust, jälgides seda, et kuulis asuvat rõngast asetsev rõngas, mis ei olnud vaatlejale teatud nurga all nähtav, kuid kui hakkate vette voolama, siis mõne aja pärast nägime vaatajaid, et see nägemisteravilja saaks põhja vaatevälja muutmata. Kuid kuna Eukliid ei andnud selle kogemuse kohta üksikasjalikku selgitust, peetakse Cleomede esimest teadlast, kes uuris murdumisprotsessi üksikasjalikult.

Uuringu teema oli valguse murdumine vette - märkis ta, et kui pika kleepu pannakse vette selliselt, et teatud osa sellest jääb pinna kohal, jääb õhu ja vee piirides visuaalne murdumine. Aga tegelikult jääb puutükk tervikuks, nii et selle optilise efekti põhjus on visuaalne pettus?

Cleomed märkis selle nähtuse uurimist täpsemalt, et kui valgusvihk siseneb tihedas keskkonnas vähem tihedas keskkonnas ja sellel on kaldus suund (st kahe kandjaga piiride suhtes nurga all), siis suur tihedusega keskkond lükkab selle välja järsule Suund

Selle murdumisega selgitas ta võimalust näha päikest mõnda aega pärast päikeseloojangut.

Cleomed andis ainult kõige üldisema tunnuse ja kirjeldas valguse murdumist ainult mõnede primitiivsete eksperimentide vormis, mis siiski annab küllaltki täieliku ülevaate selle protsessi üldistest seadustest. Hiljem jätkas teine iidne Kreeka teadlane, kes elas sajandit hiljem Cleomedi, oma eelkäija alustatud teaduslikke uuringuid ja peaaegu tuli peaaegu võimatuks levitada füüsilisi seadusi, mille kaudu valgusvihk lukustub.

Olles läbi viinud piisavalt suurt hulka katseid, oli Claudius Ptolemy suutnud tuvastada ligikaudset nurka, mille kohaselt toimub selles või selles keskkonnas kerge murdumine. Seega, murdumise korral, mis leiab aset siis, kui valguskiirus kulgeb klaasist vee sügavusest, on murdumise nurk 0,8% levimisnurka. Muude andmekandjate puhul on see väärtus erinev - õhu ja vee puhul on see 0,76, õhu ja klaasi puhul 0,67.

Ent seaduste täielik kehtestamine, mille kohaselt valguse murdumine kulgeb, kulus veel mitu sajandit. Praeguste teadmiste täiustamisega tegeleti rohkem kui ühe põlvkonna teadlusega ning kerge murdumisvalemi lõplikku ümberkujundamist omistati kuulus prantsuse füüsik-füüsik Rene Descartes.

Madalmaade teadlase V. Snelliusa esialgses versioonis oli nakkuse nurga arvutamise valem järgmine:

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

Teisisõnu on kahe kindla materjali valgusvihu murdumisnäitaja püsiv ja muutumatu ning võrdub suhtelise nurga sirgjoone suhtena ja murdumisnurga sinusse.

Lõpuks viidi lõpule protsess, kus õpitakse ja kirjeldatakse valguse kiiruse murdumist, kui see on pärit ühest keskkonnast teise, nagu juba mainitud, René Descartes. Ta andis võrdluse, mis üllatuslikult korrektselt iseloomustab valguse murdumise protsessi olemust, võrreldes seda õhku palliga palliga. Kui tema lennu ajal leiab ta piisavalt valgust ja piisavalt õhuke, et murda läbi ja liikuda edasi, kaotab ta ainult osa oma esialgsest kiirusest ja muudab veidi lennu nurka.