История исследований света и его распространения в пространстве. Взаимосвязь света и цвета.

Наука о цвете формируется на протяжении многих столетий. Желание объяснить присутствие цвета в окружающем пространстве подвигло человечество к поиску закономерностей цветообразования и цветовосприятия, значении света в восприятии цвета.

С начала существования человечества люди знали лишь естественный свет Солнца, Луны и Звезд. Настало время, и люди научились самостоятельно добывать огонь. Костер был первым искусственным источником света и одновременно источником тепла. Тысячелетиями исчисляется время совершенствования искусственных источников от костра до электрических ламп и лазеров.

С древних времен существовал вопрос о понятии света и его распространении в пространстве. Древнегреческими учеными в V веке до н. э. была высказана гипотеза о так называемых “глазных лучах”. Эмпедокл предположил что богиня Афродита создала человеческий глаз, и зажгла в нём огонь, свечение которого и делало зрение возможным. Глаза испускают лучи, которые ощупывают необходимые предметы, чтобы различить их или узнать.

В 55 году до н. э. римский писатель Лукреций, продолживший идеи ранних греческих философов-атомистов, в своём сочинении «О природе вещей» писал, что свет и тепло солнца состоят из мельчайших движущихся частиц.

В противоположность данным утверждениям Аристотель и Демокрит, считавшие, что свет исходит из самих тел, которые мы видим.

Начиная с 17 века научные споры о природе света шли между сторонниками волновойи корпускулярной теорий.

Основателем волновой теории можно считать Рене Декарта, который рассматривал свет как возмущения в мировой субстанции — пленуме. Далее волновую теорию светаразрабатывали Роберт Гук и Христиан Гюйгенс. По мнению Гюйгенса световые волны распространяются в особой среде — эфире. “Волновая” теория света и исходила из того предположения, что вся Вселенная заполнена упругой средой, называемой эфиром. Если в упругой среде в некоторых точках появится источник света, то частицы эфира начинают совершать колебательные движения, и это движение передается от точки к точке подобно тому, как распространяются колебания в упругой веревке, то есть получается волна, которая называется продольной. Расстояние между частицами, колеблющимися в одной фазе, называется длиной волны и обозначается как лямбда. Время, за которое частица проходит длину волны, называется периодом, обозначается Т.Число колебаний в единицу времени называется частотой. Вдоль луча бегут волны с громадной скоростью. (Скорость распространения светового луча, или скорость света в вакууме С=300 000 км/с)

Корпускулярную теорию сформулировал Пьер Гассенди и продолжил Исаак Ньютон. Ньютону принадлежит гипотеза о том, что свет - это поток материальных частиц, корпускул, движущихся от источника света с большой скоростью, которая и является скоростью света. Корпускулы, излучаемые светящимся телом, попадая в глаз человека, вызывают ощущение света. Эта теория, носившая название “корпускулярной”, подтверждала многие явления и имела большое распространение.

Волновая теория света объяснила целый ряд необъяснимых до ее появления оптических явлений и получила всеобщее признание, а корпускулярная теория была отвергнута, вплоть до рубежа 19–20 столетий.

В середине 19 в. было доказано теоретически и проверено экспериментально, что СВЕТ – это электромагнитные колебания, а не упругие поперечные колебания эфира, природа которого осталась невыясненной. Согласно новой электромагнитной теории света, разработанной выдающимся английским физиком Джеймсом Максвелом, свет представляет собой периодически меняющиеся в пространстве электрическое и магнитное поля, причем скорость распространения света и вектора, характеризующие электрическое и магнитное поля, перпендикулярны друг другу.

Энергия, распространяющаяся в виде электромагнитных колебаний, получила название электромагнитной энергии(энергия излучения, или световая энергия).

Итак, в оптике явление света рассматривается как сложный электромагнитный процесс, обладающий как волновыми, так и корпускулярными свойствами¹. Оптика как наука, берет свое начало с геометрической оптики Евклида и Птоломея, затем, наиболее значительные работы в этой сфере проводил Декарт. Явлением цвета наиболее продуктивно занимались Ньютон, Ломоносов, Осгвальд и другие ученные.