Işığın elektromanyetik teorisi. Bilimsel keşfin tarihi ve özü

EN ÖNEMLİ BİLİMSEL KEŞİFLER
Ücretsiz kütüphane / Rehber / En önemli bilimsel keşifler

Işığın elektromanyetik teorisi. Bilimsel keşfin tarihi ve özü

En önemli bilimsel keşifler

"Benim zamanımda Ньютон Işığın, hareket hızı neredeyse sonsuz olan en küçük parçacıklardan oluştuğuna ikna olmuştu, - diyor konunun arka planında T. Regge. - Çağdaşı Huygensaksine, sesin havada veya herhangi bir maddi ortamda yayılma sürecine benzer şekilde, ışık yayılımının dalga mekanizmasının bir destekçisiydi. Newton'un tartışılmaz otoritesi, Huygens'in hipotezinin tanınmasına izin vermedi.

1700'de Jung, Fresnel ve diğer bazı bilim adamları, Newton'un fikirleri açısından anlaşılmaz olan optik fenomenleri incelemeye başladılar. Bu fenomenler doğrudan ışığın dalga doğasını gösterdi. Paradoksal olarak, bu fenomenler arasında, fotoğrafçılar tarafından iyi bilinen ve cam plakalar arasına bir asetat yerleştirildiğinde ortaya çıkan Newton halkaları da vardı. Bazı böceklerin parlak renklenmesi, böceklerin gövdesinin yüzeyinde bulunan ince sıvı kristal katmanlarında meydana gelen karmaşık ışık dalgası girişimi süreçlerinin bir sonucu olarak da ortaya çıkar.

Ancak ışığın dalga mekaniği teorisi XNUMX. yüzyılın ikinci yarısındaki bariz başarılarına rağmen iki nedenden dolayı sorgulanmıştır. Bir - deneyler Faradaymanyetik alanın ışık üzerindeki etkisini keşfeden kişi. Diğeri, elektriksel ve manyetik olaylar arasındaki bağlantının incelenmesidir. Maxwell. P.S. Kudryavtsev, "Işığın elektromanyetik doğasının keşfi, içerik ve biçimin gelişiminin diyalektiğinin mükemmel bir örneğidir" diye yazıyor. "Yeni içerik - elektromanyetik dalgalar - Kartezyen girdapların eski biçiminde ifade edildi.

Sadece uzun menzilli eylem teorisinin eski formu değil, aynı zamanda eterin mekanik teorisi olan elektromanyetizmanın gelişiminin bir sonucu olarak ortaya çıkan yeni içerik arasındaki tutarsızlık, bir bu içeriği ifade etmek için yeni bir form. Statik olarak değil dinamik olarak düşünülmesi gereken kuvvet çizgilerinde böyle bir form gördü. Bu fikrin gelişimi, "Işın titreşimleri üzerine düşünceler" (1846) ve "Manyetik kuvvetin fiziksel çizgileri üzerine" (1851) çalışmalarına ayrılmıştır.

Faraday tarafından 1845'te manyetizma ve ışık arasındaki bağlantının keşfi, ışık doktrininde yeni bir içerikti ve aynı zamanda bir kez daha ışık titreşimlerinin katı enine doğasına işaret etti. Bütün bunlar eski mekanik eter biçimine pek uymuyordu." Faraday, enine salınımların meydana geldiği kuvvet çizgileri fikrini ortaya koyuyor. .) parçacıkları ve dolayısıyla madde kütlelerini bir bütün halinde birleştiren kuvvet çizgileri. Bu fikir, kabul edilirse, bizi başka bir bakış açısından bu salınımların gerçekleştiği ortam olan esirden kurtaracaktır.

Bilim adamı, kuvvet çizgilerinde meydana gelen salınımların mekanik bir süreç değil, yeni bir hareket biçimi, "belirli bir yüksek salınım türü" olduğuna dikkat çekiyor. Bu tür dalgalanmalar eninedir ve bu nedenle "kutuplaşmanın harika çeşitli fenomenlerini açıklayabilir". Sıvılarda ve gazlarda boyuna ses dalgaları gibi değildirler. Teorisi, "eter'i ortadan kaldırmaya çalışır, ancak titreşimleri değil" diyor. Bu manyetik salınımlar sonlu bir hızda yayılır:

"... Kuvvetin bir ucunda bir değişikliğin ortaya çıkması, diğerinde daha sonra bir değişiklik olduğunu düşündürür. Işığın ve dolayısıyla muhtemelen tüm ışıma eylemlerinin yayılması zaman alır ve çizgilerin salınımı için Radyasyon fenomenini açıklamak için güç, böyle bir salınımın da zaman alması gerekir ".

Yeni bir form arayışı, bilim adamını ışık gibi sonlu bir hızla yayılan enine manyetik salınımlar hakkındaki önemli fikrin geliştirilmesine yönlendirdi. Ancak bu, ışığın elektromanyetik teorisinin ana fikridir - 1832'de ortaya çıkan bir fikir.

Maxwell, W. Bragg'a yazdığı bir notta şunları kaydetti: "Onun (Faraday) "Thoughts on Radial Vibrations" (Mayıs 1846) veya "Experimental Investigations"da önerdiği ışığın elektromanyetik teorisi, esasen benim bu çalışmada geliştirmeye başladığımla aynıdır. makale ("Dinamik Alan Teorisi" (Mayıs, 1865), ancak 1846'da yayılma hızını hesaplamak için hiçbir veri yoktu."

Bununla birlikte, böyle bir tanıma, James Maxwell'in elektromanyetik alan çalışmasındaki değeri küçümsemez.

James Maxwell (1831-1879) Edinburgh'da doğdu. Çocuğun doğumundan kısa bir süre sonra, ailesi onu Glenlar mülklerine götürdü. İlk başta öğretmenler eve davet edildi. Sonra James'i Edinburgh Akademisi'nin yüksek adını taşıyan yeni bir okula göndermeye karar verildi. Maxwell akademiden ilk mezun olanlardan biriydi ve Edinburgh Üniversitesi'nin kapıları ondan önce açıldı.

Maxwell, bir öğrenci olarak, uzmanlar tarafından çok takdir edilen elastikiyet teorisi hakkında ciddi araştırmalar yaptı. Ve şimdi Cambridge'de daha sonraki öğreniminin beklentisi sorusuyla karşı karşıyaydı. Maxwell'in bilgisinin hacmi, zekasının gücü ve bağımsız düşüncesi, serbest bırakılmasında yüksek bir yere ulaşmasına izin verdi. İkinci sırayı aldı.

Genç bekar, Cambridge - Trinity College'da öğretmen olarak kaldı. Ancak bilimsel sorunlardan endişe duyuyordu. Maxwell, 1852'de incelemeye başladığı eski hobisi geometri ve renk probleminin yanı sıra elektrikle de ilgilenmeye başladı.

20 Şubat 1854'te Maxwell, Thomson'a "elektriğe saldırma" niyetini bildirdi. "Saldırının" sonucu, Maxwell'in elektromanyetik alanın incelenmesine adanmış üç ana eserinden ilki olan "Faraday'ın Kuvvet Hatları Üzerine" makalesidir. "Alan" kelimesi ilk kez Thomson'a yazılan aynı mektupta ortaya çıktı, ancak Maxwell bunu ne bu yazıda ne de alan çizgileri üzerine sonraki makalesinde kullanmıyor. Bu kavram ancak 1864 yılında “Elektromanyetik Alanın Dinamik Teorisi” çalışmasında tekrar ortaya çıkacaktır.

Yarattığı elektromanyetik alan teorisi üzerine iki büyük eser yayınlar: "Fiziksel Kuvvet Çizgileri Üzerine" (1861-1862) ve "Elektromanyetik Alanın Dinamik Teorisi" (1864-1865). On yıl boyunca Maxwell, mekanik, termodinamik ve istatistiksel fizik ile birlikte klasik teorik fiziğin temellerinden biri haline gelen elektromanyetik fenomenlerin temel teorisinin yaratıcısı olan önde gelen bir bilim adamı haline geldi.

"Elektrik ve Manyetizma Üzerine İnceleme" - Maxwell'in ana eseri ve bilimsel çalışmasının zirvesi. İçinde, 1854'ün başlarında başlayan elektromanyetizma üzerine uzun yıllar süren çalışmaların sonuçlarını özetledi. "Treatise"nin önsözü 1 Şubat 1873 tarihlidir. On dokuz yıl Maxwell temel çalışması üzerinde çalıştı!

Maxwell'in araştırması onu, havasız uzayda yayılma hızı ışık hızına eşit olan saniyede 300 kilometre olan elektromanyetik dalgaların doğada mevcut olması gerektiği sonucuna götürdü.

Ortaya çıkan elektromanyetik alan, uzayda ışık hızında yayılır ve daha büyük ve daha büyük bir hacim kaplar. Maxwell, ışık dalgalarının, alternatif bir elektrik akımının olduğu bir telin etrafında ortaya çıkan dalgalarla aynı nitelikte olduğunu savundu. Birbirlerinden sadece uzunluk olarak farklıdırlar. Çok kısa dalga boyları görünür ışıktır.

A.A. Korobko-Stefanov, "Maxwell'in elektrik alanındaki değişikliklerin bir manyetik indüksiyon akısının ortaya çıkmasını gerektirdiği varsayımı, ileriye doğru bir sonraki adımdı" diye yazıyor. yine bir elektrik alanını harekete geçiren bir elektrik alanını kucaklayan manyetik alan, vb.

Işık hızında yayılan, hızla değişen elektrik ve manyetik alanlar bir elektromanyetik alan oluşturur. Elektromanyetik alan uzayda noktadan noktaya yayılarak elektromanyetik dalgalar oluşturur. Her noktadaki elektromanyetik alan, elektrik ve manyetik alanların gücü ile karakterize edilir. Elektrik ve manyetik alanların gücü, yalnızca büyüklükle değil aynı zamanda yönle de karakterize edildiklerinden vektör nicelikleridir. Alan kuvveti vektörleri karşılıklı olarak dik ve yayılma yönüne diktir."

Bu nedenle, elektromanyetik dalga eninedir.

Maxwell'in teorisinden, elektrik ve manyetik alanların gücündeki değişiklikler çok hızlı bir şekilde meydana gelirse elektromanyetik dalgaların ortaya çıktığını takip etti.

Maxwell'in fikirlerinin geçerliliği ampirik olarak kanıtlandı. Heinrich Hertz. On dokuzuncu yüzyılın seksenlerinde Hertz, 14 metre uzunluğunda ve 12 metre genişliğinde bir oditoryumda çalışarak elektromanyetik olayları incelemeye başladı. Alıcının vibratöre olan mesafesi bir metreden azsa, elektrik kuvvetinin dağılımının doğasının dipol alanına benzer olduğunu ve mesafenin küpü ile ters orantılı olarak azaldığını buldu. Ancak 3 metreyi aşan mesafelerde alan çok daha yavaş azalır ve farklı yönlerde aynı olmaz. Vibratörün ekseni yönünde, hareket eksene dik yöne göre çok daha hızlı azalır ve 4 metre mesafede neredeyse hiç fark edilmezken, dikey yönde 12 metreden daha büyük mesafelere ulaşır.

Bu sonuç, uzun menzilli teorinin tüm yasalarıyla çelişir. Hertz, alanını daha sonra teorik olarak hesapladığı vibratörünün dalga bölgesinde araştırmaya devam etti. Daha sonraki bir dizi çalışmada, Hertz, sonlu bir hızda yayılan elektromanyetik dalgaların varlığını reddedilemez bir şekilde kanıtladı. Hertz 1888'deki sekizinci makalesinde, "Hızlı elektriksel salınımlarla ilgili deneylerimin sonuçları, bana Maxwell'in teorisinin diğer tüm elektrodinamik teorilerine göre bir avantajı olduğunu gösterdi" diye yazmıştı.

Bu dalga bölgesindeki farklı zaman anlarındaki alan, Hertz tarafından kuvvet çizgilerinin bir resmi kullanılarak tasvir edilmiştir. Hertz'in bu çizimleri tüm elektrik ders kitaplarında yer aldı. Hertz'in hesaplamaları, anten radyasyonu teorisinin ve atomların ve moleküllerin klasik radyasyon teorisinin temelini oluşturdu.

Böylece, Hertz, araştırması sırasında, sonunda ve koşulsuz olarak Maxwell'in bakış açısına geçti, denklemlerine uygun bir form verdi, Maxwell'in teorisini elektromanyetik radyasyon teorisiyle tamamladı. Hertz, Maxwell'in teorisinin öngördüğü elektromanyetik dalgaları deneysel olarak elde etti ve ışık dalgalarıyla özdeşliklerini gösterdi.

1889'da Hertz, 62. Alman Doğa Bilimcileri ve Hekimleri Kongresi'nde "Işık ve Elektrik Arasındaki İlişki Üzerine" bir rapor okudu.

Burada deneylerini şu sözlerle özetliyor: "Bütün bu deneyler prensipte çok basittir, ancak yine de en önemli sonuçları içerirler. Elektrik kuvvetlerinin anında uzayın üzerinden atladığını düşünen herhangi bir teoriyi yok ederler. Maxwell'in teorisinin zaferi... Işığın özüne ilişkin görüşü daha önce ne kadar olası görünmüyordu, şimdi bu görüşü paylaşmamak çok zor.

1890'da Hertz iki makale yayınladı: "Durgun cisimlerdeki elektrodinamiğin temel denklemleri hakkında" ve "Hareketli cisimler için elektrodinamiğin temel denklemleri hakkında". Bu makaleler, "elektriksel kuvvet ışınlarının" yayılması üzerine araştırmaları içeriyordu ve özünde, Maxwell'in o zamandan beri ders kitaplarına dahil edilen elektrik alan teorisinin kanonik açıklamasını verdi.

Yazar: Samin D.K.

İlginç makaleler öneriyoruz bölüm En önemli bilimsel keşifler:

▪ kuantum

▪ Öklidyen olmayan geometri

▪ DNA

Diğer makalelere bakın bölüm En önemli bilimsel keşifler.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Dokunma emülasyonu için suni deri 15.04.2024

Mesafenin giderek yaygınlaştığı modern teknoloji dünyasında, bağlantıyı ve yakınlık duygusunu sürdürmek önemlidir. Saarland Üniversitesi'nden Alman bilim adamlarının suni derideki son gelişmeleri, sanal etkileşimlerde yeni bir dönemi temsil ediyor. Saarland Üniversitesi'nden Alman araştırmacılar, dokunma hissini uzak mesafelere iletebilen ultra ince filmler geliştirdiler. Bu son teknoloji, özellikle sevdiklerinden uzakta kalanlar için sanal iletişim için yeni fırsatlar sunuyor. Araştırmacılar tarafından geliştirilen sadece 50 mikrometre kalınlığındaki ultra ince filmler tekstillere entegre edilebiliyor ve ikinci bir deri gibi giyilebiliyor. Bu filmler anne veya babadan gelen dokunsal sinyalleri tanıyan sensörler ve bu hareketleri bebeğe ileten aktüatörler gibi görev yapar. Ebeveynlerin kumaşa dokunması, basınca tepki veren ve ultra ince filmi deforme eden sensörleri etkinleştirir. Bu ... >>

Petgugu Global kedi kumu 15.04.2024

Evcil hayvanların bakımı, özellikle evinizi temiz tutmak söz konusu olduğunda çoğu zaman zorlayıcı olabilir. Petgugu Global girişiminin, kedi sahiplerinin hayatını kolaylaştıracak ve evlerini mükemmel şekilde temiz ve düzenli tutmalarına yardımcı olacak yeni ve ilginç bir çözümü sunuldu. Startup Petgugu Global, dışkıyı otomatik olarak temizleyerek evinizi temiz ve ferah tutan benzersiz bir kedi tuvaletini tanıttı. Bu yenilikçi cihaz, evcil hayvanınızın tuvalet aktivitesini izleyen ve kullanımdan sonra otomatik olarak temizlemeyi etkinleştiren çeşitli akıllı sensörlerle donatılmıştır. Cihaz, kanalizasyon sistemine bağlanarak, sahibinin müdahalesine gerek kalmadan verimli atık uzaklaştırılmasını sağlar. Ek olarak, tuvaletin büyük bir sifonlu depolama kapasitesi vardır, bu da onu çok kedili evler için ideal kılar. Petgugu kedi kumu kabı, suda çözünebilen kumlarla kullanılmak üzere tasarlanmıştır ve çeşitli ek özellikler sunar. ... >>

Bakımlı erkeklerin çekiciliği 14.04.2024

Kadınların "kötü çocukları" tercih ettiği klişesi uzun zamandır yaygın. Ancak Monash Üniversitesi'nden İngiliz bilim adamlarının son zamanlarda yaptığı araştırmalar bu konuya yeni bir bakış açısı sunuyor. Kadınların, erkeklerin duygusal sorumluluklarına ve başkalarına yardım etme isteklerine nasıl tepki verdiklerini incelediler. Araştırmanın bulguları, erkekleri kadınlar için neyin çekici kıldığına dair anlayışımızı değiştirebilir. Monash Üniversitesi'nden bilim adamlarının yürüttüğü bir araştırma, erkeklerin kadınlara karşı çekiciliği hakkında yeni bulgulara yol açıyor. Deneyde kadınlara, evsiz bir kişiyle karşılaştıklarında verdikleri tepkiler de dahil olmak üzere çeşitli durumlardaki davranışları hakkında kısa öykülerin yer aldığı erkeklerin fotoğrafları gösterildi. Erkeklerden bazıları evsiz adamı görmezden gelirken, diğerleri ona yiyecek almak gibi yardımlarda bulundu. Bir araştırma, empati ve nezaket gösteren erkeklerin, kadınlar için empati ve nezaket gösteren erkeklere göre daha çekici olduğunu ortaya çıkardı. ... >>

Arşivden rastgele haberler

Bir karanlık madde kasırgası tarafından eksenleri arayın 24.11.2018

King's College London, İngiliz Astronomi Enstitüsü ve İspanya Zaragoza Üniversitesi'nden bir grup bilim insanı, şu anda güneş sistemimizden geçmekte olan karanlık madde 'kasırgasının' eksenleri tespit etmek için büyük bir şans sağladığını keşfetti. Okurlarımıza, eksenlerin karanlık madde parçacıkları başlığı için adaylardan biri olan temel parçacıklar olduğunu ve bunların tespiti ve incelenmesi, bilim adamlarının karanlık madde fenomenini ve ilgili fenomenleri anlamalarını sağlayacağını hatırlatırız.

Modern bilim, karanlık maddenin varlığını görme ve yaşama "hissetme" yeteneğinin olmamasına rağmen, halihazırda oldukça güvenilir dolaylı kanıtlara sahiptir. Ve bilim adamlarının "karanlık sır"a dokunmalarını sağlayacak yeni yollar ve teknolojiler aramaya devam etmeleri oldukça doğaldır.

Uzmanlar, bu akışın yıldızlarının bir zamanlar Samanyolu tarafından yutulan bir cüce gökadanın parçası olduğunu gösteren bir yörünge boyunca hareket eden yaklaşık 1 yıldızdan oluşan S30 yıldız akışına odaklandı. S1 akışı, Gaia uzay teleskobu tarafından toplanan verileri inceleyen bir gökbilimciler ekibi tarafından daha geçen yıl keşfedildi. S1'in bilim adamları tarafından bilinen ilk yıldız akışı olmadığını, ancak hareket yörüngesi güneş sisteminin uzayıyla kesişen ilk ve tek olduğunu unutmayın.

Bilim adamlarının varsayımlarına göre, S1 akışı, içerdiği karanlık maddenin yerçekimi kuvvetleri tarafından tek bir kozmik nesne şeklinde tutulur. Ve şimdi bu karanlık madde kütlesi, güneş sisteminde hareket ediyor, saniyede yaklaşık 500 kilometre hızla hareket ediyor, bu da bilim adamlarına karanlık madde parçacıklarını tespit etmek ve incelemek için eşsiz bir şans veriyor.

Şimdi bilim adamları, hareket eden karanlık maddenin kütlesinin ve yoğunluğunun dağılımını gösteren bir dizi matematiksel model oluşturdular. Bu modellerin hesaplamaları sırasında elde edilen veriler diğer bilim insanları için bir ipucu niteliğinde olabilir, bu verilere göre karanlık maddeyi tespit etme şansının birkaç kat arttığı alanları tespit etmek mümkün. Ayrıca modellerin hesaplama verileri, tam olarak ne ve nasıl arama yapılması gerektiği hakkında bilgi içerir.

Hesaplamaların sonuçlarına göre, karanlık madde parçacıkları başlığına da aday olan WIMP parçacıklarını tespit etme şansı son derece düşüktür. Ancak bu durumda eksenleri tespit etme şansı, normal koşullara göre çok daha yüksektir. Bunun nedeni, yıldız akışı S1 ile birlikte hareket eden karanlık madde akışında, kütle ve enerji değerlerinin geniş bir aralığına sahip eksenlerin olabileceği gerçeğidir.

Ne yazık ki, günümüzde mevcut olan kayıt bilimsel ekipman, akışlarının geniş enerji spektrumuna rağmen, eksenleri kaydetme yeteneğine sahip değildir. Ancak S1 yıldız akışı, güneş sisteminin uzayını çok uzun bir süre boyunca geçecek ve bu bitene kadar bilim adamlarının, gerekli hassasiyet seviyelerine sahip yeni nesil parçacık algılama sistemlerini geliştirmek ve kullanmak için zamanları olması muhtemeldir. .

Diğer ilginç haberler:

▪ Bir yarı iletken yüzeyinde kararlı iki boyutlu elektron gazı

▪ Kuyruklu hap

▪ Elektrikli Araçlar için Katı Hal Pilleri

▪ Apple iPod Ailesi

▪ Sürekli kullanım için Seagate Video 2.5 HDD'ler

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ Sitenin Sanat videosu bölümü. Makale seçimi

▪ Altın buzağı makalesi. Popüler ifade

▪ makale Tifo ateşi nedir? ayrıntılı cevap

▪ makale Nova TV'lerin işlevsel bileşimi. dizin

▪ makale Kartonpiyerden kitleler. Basit tarifler ve ipuçları

▪ Makale Düzeni, pin çıkışı (pin çıkışı) kablosu Ericsson T10s, T18s, T28s, A1018s. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Bu makaleye yorumunuzu bırakın:

Bu sayfanın tüm dilleri

Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri