Перші уявлення про природу світла виникли ще в Стародавніх Греції та Єгипті. Серед безлічі теорій того часу були і дуже близькі до сучасних, і зовсім примітивні. Наприклад, деякі вчені давнини вважали, що з очей виходять тонкі щупальця, які обмацують предмети, внаслідок чого й виникають зорові відчуття. Близькою до сучасних можна вважати теорію Демокріта, який уявляв світло як потік частинок.
Оптика - наука про світло
Світло - це електромагнітні хвилі, які сприймає око людини, тобто хвилі довжиною від 380 нм (світло фіолетового кольору) до 760 нм (світло червоного кольору)
Світло випромінюється внаслідок процесів, які відбуваються всередині атомів
Будь-яке фізичне тіло, атоми якого випромінюють електромагнітні хвилі видимого діапазону, називають джерелом світла. Джерела світла бувають природними і штучними:
Основні розділи оптики
Геометрична оптика
Розглядає поширення, відбивання і заломлення світла, не пояснюючи природу світла
Хвильова оптика
Розглядає світло як електромагнітні хвилі певної частоти
Квантова оптика
Розглядає світло як потік частинок - фотонів, що мають енергію, але не мають маси
Корпускулярна теорія І.Ньютона і хвильова теорія К.Гюйгенса
Наприкінці XVII ст. майже одночасно виникли дві різні теорії, які пояснювали природу світла, грунтуючись на законах механіки: корпускулярна теорія англійського фізика Ісаака Ньютона і хвильова теорія голландського фізика Крістіана Гюйгенса
Ісаак Ньютон
Крістіан Гюйгенс
Корпускулярна теорія світла І.Ньютона
Світло - це потік корпускул (частинок), що випромінюються світними тілами, причому рух світлових корпускул підпорядковується законам механіки
Хвильова теорія світла К.Гюйгенса
Світло - це поздовжні маханічні хвилі, що поширюються у сівтовому ефірі - гіпотетичному пружному середовищі, яке заповнює весь простір
Теорія кольору, відповідно до якої біле світло є сумішшю різних кольорів, а предмети здаються кольоровими, оскільки певні складові кольору вони відбивають інтенсивніше за інші
Обгрунтував явища відбивання і заломлення світла, принцип незалежності поширення світлових променів, проте не зміг пояснити утворення кольорів
Корпускулярна теорія вела до хибного висновку, що швидкість світла в середовищі є більшою, ніж у вакуумі; також вона не могла пояснити, чому світлові пучки, перетинаючись, не впливають один на одного
Після появи на початку ХІХ ст. праць англійського вченого Томаса Юнга і французького фізика Огюстена Жана Френеля, які, досліджуючи світло, спостерігали явища, характерні лише для хвиль, а саме дифракцію та інтерференцію світла, в науці стала переважати теорія Гюйгенса
Формування сучасних уявлень про природу світла
Джеймс Клерк Максвелл
У 60-х рр. ХІХ ст Дж.Максвелл створив теорію електромагнітного поля, одним із наслідків якої було встановлення можливості існування електромагнітних хвиль. За розрахунками вченого, швидкість поширення електромагнітних хвиль дорівнювала швидкості поширення світла 300 000 км/с
Макс Планк
Електромагнітна теорія світла не могла пояснити явища, які иниквають під час взаємодії світла з речовиною: поглинання й випромінювання світла, фотоефект. Ці явища пояснила квантова теорія світла, основи якої були закладені в 1900 р. німецьким фізиком Максом Планком.
Згідно з квантовою теорією, світло випромінюється, поширюється та поглинається речовиною не безперервно, а скінченними порціями - квантами. Кожний окремий квант світла поводиться як частинка, а сукупність квантів поводиться як хвиля. Така двоїста природа світла отримала назву корпускулярно-хвильовий дуалізм.