뉴턴의 빛에 대한 입자 이론

이론 미립자 빛 뉴턴 (1704) 빛 물질은 아이작 뉴턴이 미립자라는 것을 입자로 구성되어 있음을 제안한다. 이 입자들은 다양한 광원 (태양, 양초 등)에 의해 직선과 고속으로 던져집니다.

물리학에서 빛은 전자기 스펙트럼이라고하는 복사 장의 일부로 정의됩니다. 대신 가시 광선이라는 용어는 사람의 눈으로 인식 할 수있는 전자기 스펙트럼의 일부를 지정하기 위해 예약되어 있습니다. 가장 오래된 물리학 분야 중 하나 인 광학은 빛의 연구를 담당합니다.

빛은 옛날부터 인간의 관심을 불러 일으켰습니다. 과학의 역사를 통틀어 빛의 본질에 대한 많은 이론이있었습니다. 그러나 17 세기 말과 18 세기 초, Isaac Newton과 Christiaan Huygens와 함께 그들의 본질이 이해되기 시작했습니다.

이런 식으로 빛에 관한 현재 이론의 기초가 마련되기 시작했습니다. 영국 과학자 Isaac Newton은 빛과 색과 관련된 현상을 이해하고 설명하기 위해 그의 연구를 통해 관심을 가졌습니다. 그의 연구 결과, 그는 빛에 대한 입자 이론을 공식화했습니다.

이 이론은 옵틱스 (Optiks)라고 불리는 뉴턴의 저서 또는 빛의 반사, 굴절, 굴절 및 색상에 대한 논문에서 발표되었습니다.

이 이론은 굴절을 만족스럽게 설명하지는 못했지만 빛의 직선 전파와 빛의 반사를 모두 설명 할 수있었습니다.

1666 년, 그의 이론을 발표하기 전에 뉴턴은 빛을 색으로 분해하는 그의 유명한 실험을 수행했는데, 이것은 빛의 광선이 프리즘을 통과하게함으로써 달성되었습니다.

그가 도달 한 결론은 백색광이 무지개의 모든 색상으로 구성되어 있다는 것이었고, 그의 모델에서 그는 빛의 입자가 색깔에 따라 다르다고 설명했습니다.

반사

반사는 두 매체 사이의 분리면에 파동 (예 : 빛)이 비스듬히 떨어지면 방향이 바뀌고 운동 에너지의 일부와 함께 첫 번째로 되돌아가는 광학 현상입니다.

반영의 법칙은 다음과 같습니다.

반사 된 광선, 입사 및 법선 (또는 수직)은 동일한 평면에 있습니다.

입사각의 값은 반사각의 값과 동일합니다. 그의 이론이 반사의 법칙을 따르기 위해 뉴턴은 소체가 일반 물질에 비해 매우 작을뿐만 아니라 어떤 종류의 마찰도 겪지 않고 매질을 통해 전파된다고 가정했습니다.

이런 식으로 소체는
두 매체 의 분리 면 에 탄력적으로 충돌 하고 질량의 차이가 매우 크기 때문에
소체가 튀어 오릅니다.

따라서 운동량 px의 수평 성분은 일정하게 유지되고 법선 성분 p는 방향을 반대로합니다.

따라서 반사 법칙이 충족되고 입사각과 반사각이 동일합니다.

반대로 굴절은 굴절률이 다른 두 매체 사이의 분리 공간에 물결 (예 : 빛)이 비스듬히 떨어질 때 발생하는 현상입니다.

이런 일이 발생하면 파동은 운동 에너지의 일부와 함께 0.5 초 동안 침투하여 전달됩니다. 굴절은 두 매체에서 파동이 전파되는 속도가 다르기 때문에 발생합니다.

굴절 현상의 예는 물체 (예 : 연필 또는 펜)를 물컵에 부분적으로 삽입했을 때 관찰 할 수 있습니다.

굴절을 설명하기 위해 Isaac Newton은 가벼운 입자가 밀도가 낮은 매체 (예 : 공기)에서 밀도가 높은 매체 (예 : 유리 또는 물)로 이동할 때 속도가 증가한다고 제안했습니다.

이런 식으로, 그의 입자 이론의 틀 내에서 그는 더 큰 밀도를 가진 매질에 의해 발광 입자의 더 강렬한 인력을 가정함으로써 굴절을 정당화했습니다.

그러나 그의 이론에 따르면 공기에서 나오는 발광 입자가 물이나 유리에 부딪히는 순간 표면에 수직 인 속도 성분과 반대되는 힘을 받아야한다는 것을 고려해야합니다. 그것은 실제로 관찰 된 것과 반대되는 빛의 편차를 수반 할 것입니다.

-Newton은 밀도가 낮은 매체보다 밀도가 높은 매체에서 빛이 더 빨리 이동한다고 생각했는데, 그렇지 않은 것으로 나타났습니다.

-빛의 다른 색이 소체의 크기와 관련이 있다는 생각은 정당화되지 않습니다.

-뉴턴은 빛의 반사가 소체와 빛이 반사되는 표면 사이의 반발 때문이라고 생각했습니다. 굴절은 소체와 소체를 굴절시키는 표면 사이의 인력에 의해 발생합니다. 그러나이 주장은 잘못된 것으로 판명되었습니다.

예를 들어, 결정은 동시에 빛을 반사하고 굴절시키는 것으로 알려져 있는데, 이는 뉴턴의 이론에 따르면 동시에 빛을 끌어 당기고 반발한다는 것을 의미합니다.

-입자 이론은 빛의 회절, 간섭 및 편광 현상을 설명 할 수 없습니다.

뉴턴의 이론은 빛의 진정한 본질을 이해하는 데 중요한 단계를 의미했지만, 진실은 시간이 지남에 따라 매우 불완전한 것으로 판명되었다는 것입니다.

어쨌든 후자는 빛에 대한 미래 지식이 구축 된 기본 기둥 중 하나로서의 가치를 손상시키지 않습니다.

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