Теории света Гюйгенса и Ньютона.

[FNJ68]

При внимательном рассмотрении фундамента волновой теории, выявляется большое кол-во противоречий и натяжек.
Предлагаю более детально рассмотреть и сравнить теории света Гюйгенса и Ньютона.

А так же, предлагаю, на мой взгляд, более логичные объяснения световых явлений, с точки зрения корпускулярной теории после ее некоторой коррекции.

Из учебника ( "Курс физики", Т.И. Трофимова, "Высшая школа", 1985г) : "Движение световых корпускул Ньютон подчинил сформулированным им законам механики. Так, отражение света понималось аналогично отражению упругого шарика при ударе о плоскость, где соблюдается закон равенства углов падения и отражения. Преломление света Ньютон объяснял притяжением корпускул преломляющей средой, в результате чего скорость корпускул меняется при переходе из одной среды в другую. Из теории Ньютона следовало постоянство синуса угла падения$ j_1$ к синусу угла преломления $j_2$:
$\dfrac{\sin j_1}{\sin j_2}=\dfrac{v}{c}=n$ ,
где $v$- скорость света в среде; $n$ - коэффициент преломления. "
У Ньютона получалось скорость света в среде больше его скорости в вакууме.
Если бы Ньютон наоборот предположил, что преломляющая среда оказывает сопротивление корпускулам света, то мы бы сейчас имели кроме коэффициента преломления, еще и коэффициент сопротивления: $k_s=\dfrac{v}{c}$.
А угол преломления: $\sin j_2=\sin j_1 k_s$
Собственно говоря, мы его и так имеем. Для случая вакуум-среда исходя из:
$\sin j_1\cdot n_1=\sin j_2\cdot n_2$
после расшифровки и расширения получится:

$\sin j_2=\dfrac{\sin j_1 n_1}{n_2}=\cfrac{\sin j_1c/c}{c/v}=\cfrac{\sin j_1 v}{c}

\sin j_2= \sin j_1 k_s$

Однако в расчетах удобнее пользоваться коэффициентом преломления $n$ потому, что для коэффициента сопротивления при падении света не из вакуума, а из среды в среду - значение коэффициента меняется $k_s=\dfrac{v_1}{v_2}$, где $v_1$ - скорость света в среде падения; $v_2$ - скорость света в среде преломления.
---
Из учебника: "Из симметрии выражения $\sin j_1\cdot n_1=\sin j_2\cdot n_2$ вытекает обратимость световых лучей "
Однако на практике эту обратимость получить сложно. На противоположную сторону призмы свет упадет под углом преломления, и отразиться от нее под тем же углом. То есть, заставить его пойти по тому же пути, по которому он пришел невозможно.
------
Гюйгенс, аналогию с отражением упругого шарика назвал волной, только вместо шарика взял упругую "шпалу", подразумевая некий фронт плоской волны. Чтобы такая шпала изобразила его "треугольное доказательство" нужно, чтоб она сначала ударилась одним концом об отражающую поверхность, а потом - другим. В результате, она не касается поверхности на своей протяженности, только "концами".


Однако посветив под углом , например лазерной указкой на зеркальце, кроме отраженного зайчика, вы увидите на зеркале вытянутое светлое пятно. Если исходить из утверждений Гюйгенса, то при явлении отражения его "шпала" претерпевает веселые деформации. Если проследить последовательно моменты:

----
А существование предельного угла падения легче объяснять исходя из положений относительности Галилея, и коэффициента сопротивления. При ударе о некую поверхность тела, летящего с определенной скоростью, лобовой удар воспринимается этой поверхностью как более сильный. То есть, как с большей скоростью, чем удар по касательной. Если принять при лобовом ударе скорость как с, то при ударе под углом в 30 градусов эта скорость будет восприниматься как 225563909.8 м/с. Чем больше угол падения, тем меньше воспринимаемая скорость. Когда эта скорость сравняется со скоростью распространения света в этой среде, то есть, коэффициент сопротивления станет равен единице, свет перестанет проникать в эту среду. ( по очень грубым подсчетам, для стекла $n$ - 1.5 скорости сравняются при угле падения в 48 градусов.)

[Dmitriy40]

Вы запутались с обозначениями и определениями, показатель преломления равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в среде, $n=\dfrac{c}{v}$, посмотрите в любом учебнике или хоть в вики.
Соответственно, в любой среде скорость света меньше чем в вакууме. А $n$ всегда не меньше 1.
Ну и из менее оптически плотной (ваккум, воздух, $n_1$) в более оптически плотную (стекло, $n_2>n_1$) среду свет проникает всегда, это наоборот, из более оптически плотной в менее оптически плотную, может не проникать, есть понятие угла полного внутреннего отражения. И для стекла он и есть примерно 42° в зависимости от сорта стекла (арксинус отношения показателей преломления).

[FNJ68]

Dmitriy40 в сообщении #1138590 писал(а):

Вы запутались с обозначениями и определениями,

Ничего я не запуталась. Это цитата из учебника, про рассуждения Ньютона. А я рассказываю, что можно пользоваться как коэффициентом преломления, так и коэффициентом сопротивления.

А "предельный угол падения" стандартное понятие. От сред не зависит. И относится к явлению преломления, а не отражения. Там есть зависимость: чем ближе к предельному углу, тем больше света отражается и тем меньше проникает в среду.

[profrotter]

Тема перемещена из форума «Беседы на околонаучные темы» в форум «Карантин»
Причина переноса:
1. Укажите какие именно учебники цитируются
2. Сформулируйте вопросы для обсуждения
3. Наберите все формулы и термы $\TeX$ом.
Инструкции по оформлению формул здесь или здесь (или в этом видеоролике).
См. также тему Что такое карантин, и что нужно делать, чтобы там оказаться.
После исправлений сообщите в теме Сообщение в карантине исправлено, и тогда тема будет возвращена.

[profrotter]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Дискуссионные темы (Ф)»
Причина переноса: вернул.

[AnatolyBa]

Так в чем предмет дискуссии? Предлагаете вернуться к теории света Ньютона и слегка модифицировать?
А всяких там Максвеллов и прочих забыть?

[FNJ68]

Интерференция.
Интерференцию обычно демонстрируют с помощью волны на воде.
Однако, при этом используют два источника. Если источник один и две щели, то нормальная волна не даст интерференционной картины. Оба волновых фронта после щелей движутся в одном и том же направлении:
.
Вообще, чтобы получилось что-нибудь интерферирующее как на рис.2 а., нужно чтобы точка Б на рис. 2.б. обогнала соседние точки А и В:
. То есть, двигалась бы с другой скоростью.
У водяной волны не получится полосок на экране (бортик, берег) потому, что отражаясь от этого экрана волны будут гасить вновь подходящие. Собственно у экрана будет хаотичное бурление, и "расплывание" в стороны. (На первом рисунке - фотошоп.)

У нормальной волны, так же, не получиться изобразить увеличение яркости в центре интерференционной картинки потому, что волна развернет свой фронт на весь экран в любом случае: .

Кол-во интерференционных полосок зависит от частоты и расстояния до экрана. Просто представьте себе частоту света. Сколько полосок там должно быть.
.....

-- 18.07.2016, 21:56 --

AnatolyBa в сообщении #1138690 писал(а):

Предлагаете вернуться к теории света Ньютона и слегка модифицировать?
А всяких там Максвеллов и прочих забыть?

Модифицировать придется. А вот Максвелла забывать необязательно - у него несколько другая тема. И света она касается в одной единственной точке - процессы в микромире происходят с одной и той же скоростью. Ну, иначе невозможно было бы взаимодействие.

[arseniiv]

Так вы хотите сказать, что свет — не электромагнитные волны?

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Пургаторий (Ф)»
Причина переноса: очередной дубль.

-- 18.07.2016, 22:12 --

FNJ68, очередное дублирование темы из Пургатория. Поскольку два предупреждения уже были - недельный бан.