Wikipedia

Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Ánh sáng”

Duyệt lịch sử tương tác
← Thay đổi trướcThay đổi sau →
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Trực quanMã wiki
Dòng 114:
Thông thường động lượng ánh sáng phù hợp với hướng chuyển động của nó. Tuy nhiên, ví dụ trong [[ Sóng Evanescent|sóng]] phát ra xung lượng là phương ngang với hướng truyền. <ref>{{Chú thích tạp chí|last=Antognozzi|first=M.|last2=Bermingham|first2=C. R.|last3=Harniman|first3=R. L.|last4=Simpson|first4=S.|last5=Senior|first5=J.|last6=Hayward|first6=R.|last7=Hoerber|first7=H.|last8=Dennis|first8=M. R.|last9=Bekshaev|first9=A. Y.|date=August 2016|title=Direct measurements of the extraordinary optical momentum and transverse spin-dependent force using a nano-cantilever|journal=Nature Physics|volume=12|issue=8|pages=731–735|arxiv=1506.04248|doi=10.1038/nphys3732|issn=1745-2473}}</ref>
 
== Các lý thuyết lịch sử về ánh sáng, theo trình tự thời gian ==▼
=== Với mắt người ===
Trong [[lịch sử]] khám phá, đã có nhiều [[lý thuyết]] để giải thích các [[hiện tượng tự nhiên]] liên quan đến ánh sáng. Dưới đây trình bày các lý thuyết quan trọng, theo trình tự lịch sử.▼
{{Chính|Màu sắc}}
[[Tập tin:Cảm thụ màu của mắt người.gif|nhỏ|phải|300px|Độ hấp thụ ánh sáng theo bước sóng của ba tế bào thần kinh hình nón (các đường màu) và của tế bào cảm thụ ánh sáng yếu (đường gạch) ở mắt người]]
Các dao động của [[điện trường]] trong ánh sáng tác động mạnh đến các [[tế bào]] cảm thụ ánh sáng trong [[mắt]] người. Có ba loại tế bào cảm thụ ánh sáng trong mắt người, cảm nhận 3 vùng [[quang phổ]] khác nhau (tức ba [[màu sắc]] khác nhau). Sự kết hợp cùng lúc 3 tín hiệu từ ba loại tế bào này tạo nên những cảm giác màu sắc phong phú. Để tạo ra hình ảnh màu trên [[màn hình]], người ta cũng sử dụng ba loại đèn phát sáng ở 3 vùng quang phổ nhạy cảm của người (xem [[phối màu phát xạ]]).
 
=== Hy Lạp cổ đại và Hellenism ===
Tế bào cảm giác [[màu đỏ]] và [[màu lục]] có phổ hấp thụ rất gần nhau, do vậy mắt người phân biệt được rất nhiều màu nằm giữa màu đỏ và lục ([[màu vàng]], [[màu da cam]], [[xanh nõn chuối]],...). Tế bào cảm giác màu lục và [[màu lam]] có phổ hấp thụ nằm xa nhau, nên mắt người phân biệt về các màu xanh không tốt. Trong [[tiếng Việt]], từ "[[xanh]]" đôi khi hơi mơ hồ - vừa mang nghĩa xanh lục vừa mang nghĩa xanh lam.
Vào thế kỷ thứ năm trước Công nguyên, [[Empedocles]] đã mặc định rằng mọi thứ đều được cấu tạo từ [[Nguyên tố cổ điển|bốn yếu tố]] ; lửa, không khí, đất và nước. Ông tin rằng [[Aphrodite]] đã tạo ra mắt người từ bốn yếu tố và cô ấy đã thắp sáng ngọn lửa trong mắt mà ánh sáng đó sẽ tỏa ra từ mắt giúp cho thị giác có thể nhìn thấy được. Nếu điều này là đúng, thì người ta có thể nhìn thấy vào ban đêm cũng như ban ngày, vì vậy Empedocles đã giả định sự tương tác giữa các tia từ mắt và các tia từ một nguồn như mặt trời. <ref>{{Chú thích sách|title=Fundamentals of Optical Engineering|last=Singh|first=S.|publisher=Discovery Publishing House|year=2009|isbn=9788183564366}}</ref>
 
Vào khoảng 300 năm trước Công nguyên, [[Euclid]] đã viết ''Optica'', trong đó ông nghiên cứu các đặc tính của ánh sáng. Euclid giả định rằng ánh sáng truyền theo đường thẳng và ông mô tả các định luật phản xạ và nghiên cứu chúng bằng toán học. Anh ta đặt câu hỏi rằng thị giác là kết quả của một chùm tia từ mắt, vì anh ta hỏi làm thế nào người ta nhìn thấy các ngôi sao ngay lập tức, nếu một người nhắm mắt, rồi mở chúng ra vào ban đêm. Nếu chùm tia từ mắt truyền đi nhanh vô hạn thì đây không phải là vấn đề. <ref>{{Chú thích web|url=http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/history/HistTopics/Light_1.html|tựa đề=Light through the ages: Ancient Greece to Maxwell|tác giả=O'Connor|tên=J J|tác giả 2=Robertson|tên 2=E F|ngày=August 2002}}</ref>
Võng mạc người được chia làm 2 lớp (xét về mặt chức năng) gồm lớp tế bào cảm nhận ánh sáng và lớp tế bào dẫn truyền xung thần kinh điện thế. Trong y học, người ta còn phân võng mạc thành 10 lớp theo cấu trúc giải phẫu mô học và hình thái của nó.
 
Vào năm 55 trước Công nguyên, [[Lucretius]], một người La Mã tiếp nối ý tưởng của các [[Trường phái nguyên tử|nhà nguyên tử]] Hy Lạp trước đó, đã viết rằng "Ánh sáng và sức nóng của mặt trời; chúng bao gồm các nguyên tử nhỏ, khi chúng bị đẩy ra, không mất thời gian bắn qua khoảng không khí theo hướng được truyền qua bởi xô đẩy. " (từ ''Về bản chất của Vũ trụ'' ). Mặc dù tương tự với các lý thuyết hạt sau này, quan điểm của Lucretius thường không được chấp nhận. [[Claudius Ptolemaeus|Ptolemy]] (khoảng thế kỷ thứ 2) đã viết về sự [[khúc xạ]] ánh sáng trong cuốn sách ''Quang học'' của mình. <ref>{{Chú thích sách|title=Ptolemy's Theory of Visual Perception: An English Translation of the Optics with Introduction and Commentary|last=Ptolemy and A. Mark Smith|publisher=Diane Publishing|year=1996|isbn=978-0-87169-862-9|page=23}}</ref>
Về tế bào học, võng mạc người chỉ có hai loại tế bào: tế bào gậy và tế bào nón.
Tế bào gậy có chức năng xác định về cấu trúc, hình thể vật, những hình ảnh trong tối
Tế bào nón có chức năng xác định rõ về màu sắc, độ sắc nét
Trong đó, tế bào nón lại được phân thành ba loại, nhận cảm màu sắc ánh sáng tương ứng với 3 vùng quang phổ khác nhau
 
==== VớiẤn mắtĐộ cáccổ sinhđại vật ====
Ở [[ Khoa học và công nghệ ở Ấn Độ cổ đại|Ấn Độ cổ đại]], các trường phái [[ Người theo đạo Hindu|Hindu]] [[ Samkhya|Samkhya]] và [[ Vaisheshika|Vaishedhika]], từ khoảng những thế kỷ đầu sau Công nguyên đã phát triển các lý thuyết về ánh sáng. Theo trường phái Samkhya, ánh sáng là một trong năm yếu tố cơ bản "vi tế" ( ''tanmatra'' ) trong đó nổi lên các yếu tố thô. [[Trường phái nguyên tử|Tính nguyên tử]] của những nguyên tố này không được đề cập cụ thể và có vẻ như chúng thực sự được coi là liên tục. <ref name="sifuae.com">{{Chú thích web|url=http://www.sifuae.com/sif/wp-content/uploads/2015/04/Shastra-Pratibha-2015-Seniors-Booklet.pdf|tựa đề=Shastra Pratibha 2015 Seniors Booklet|website=Sifuae.com|ngày truy cập=29 August 2017}}</ref> Mặt khác, trường phái Vaishedhika đưa ra [[Thuyết nguyên tử|lý thuyết nguyên tử]] về thế giới vật chất trên mặt đất phi nguyên tử của [[ Aether (phần tử cổ điển)|ête]], không gian và thời gian. (Xem ''[[Trường phái nguyên tử|thuyết nguyên tử của Ấn Độ]]'' . ) Các nguyên tử cơ bản là của đất ( ''prthivi'' ), nước ( ''pani'' ), lửa ( ''agni'' ) và không khí ( ''vayu'' ) Các tia sáng được coi là một dòng nguyên tử ''tejas'' (lửa) vận tốc cao. Các hạt ánh sáng có thể thể hiện các đặc điểm khác nhau tùy thuộc vào tốc độ và sự sắp xếp của các nguyên tử ''tejas'' . {{Cần chú thích|date=January 2012}} ''[[ Vishnu Purana|Vishnu Purana]]'' gọi ánh sáng mặt trời là "bảy tia sáng của mặt trời". <ref name="sifuae.com" />
[[Tập tin:Quang phổ Mặt Trời ngay ngoài khí quyển Trái Đất.gif|nhỏ|phải|300px|Cường độ sáng theo bước sóng của bức xạ điện từ [[Mặt Trời]] ngay ngoài khí quyển Trái Đất]]
Các sinh vật khác [[con người]] có thể cảm thụ được nhiều màu hơn ([[chim]] 4 màu gốc) hoặc ít màu hơn ([[bò]] 2 màu gốc) và ở những vùng quang phổ khác ([[ong]] cảm nhận được vùng tử ngoại).
 
Các [[Phật giáo|Phật tử]] Ấn Độ, chẳng hạn như [[Trần-na|Dignāga]] vào thế kỷ thứ 5 và [[Pháp Xứng|Dharmakirti]] vào thế kỷ thứ 7, đã phát triển một loại thuyết nguyên tử là một triết lý về thực tại bao gồm các thực thể nguyên tử là những tia sáng hoặc năng lượng chớp nhoáng nhất thời. Họ coi ánh sáng là một thực thể nguyên tử tương đương với năng lượng. <ref name="sifuae.com2">{{Chú thích web|url=http://www.sifuae.com/sif/wp-content/uploads/2015/04/Shastra-Pratibha-2015-Seniors-Booklet.pdf|tựa đề=Shastra Pratibha 2015 Seniors Booklet|website=Sifuae.com|ngày truy cập=29 August 2017}}</ref>
Hầu hết mắt của các sinh vật nhạy cảm với [[bức xạ điện từ]] có bước sóng nằm trong khoảng từ 300 [[nanômét|nm]] đến 1200&nbsp;nm. Khoảng bước sóng này trùng khớp với vùng phát xạ có cường độ mạnh nhất của [[Mặt Trời]]. Như vậy có thể suy luận là việc các loài vật trên [[Trái Đất]] đã tiến hoá để thu nhận vùng bức xạ tự nhiên mạnh nhất đem lại lợi thế sinh tồn cho chúng. Không hề ngẫu nhiên mà bước sóng ánh sáng (vùng quang phổ mắt người nhìn được) cũng trùng vào khu vực bức xạ mạnh này.
 
=== Descartes ===
▲== Các lý thuyết về ánh sáng ==
[[René Descartes]] (1596–1650) cho rằng ánh sáng là đặc tính [[ Cơ chế (triết học)|cơ học]] của vật thể phát sáng, bác bỏ "dạng" của [[Alhazen|Ibn al-Haytham]] và [[ Witelo|Witelo]] cũng như "loài" của [[Roger Bacon|Bacon]], [[Robert Grosseteste|Grosseteste]] và [[Johannes Kepler|Kepler]] . <ref name="Theoriesof">''Theories of light, from Descartes to Newton'' A.I. Sabra CUP Archive,1981 p. 48 {{ISBN|0-521-28436-8|978-0-521-28436-3}}</ref> Năm 1637, ông công bố lý thuyết về sự [[khúc xạ]] ánh sáng, giả định rằng ánh sáng truyền đi nhanh hơn trong môi trường đặc hơn so với trong môi trường ít đặc hơn. Descartes đưa ra kết luận này bằng cách tương tự với hành vi của sóng âm thanh. {{Cần chú thích|date=January 2010}} Mặc dù Descartes không chính xác về tốc độ tương đối, nhưng ông đã đúng khi cho rằng ánh sáng hoạt động giống như sóng và kết luận rằng khúc xạ có thể được giải thích bằng tốc độ ánh sáng trong các phương tiện khác nhau.
▲Trong [[lịch sử]] khám phá, đã có nhiều [[lý thuyết]] để giải thích các [[hiện tượng tự nhiên]] liên quan đến ánh sáng. Dưới đây trình bày các lý thuyết quan trọng, theo trình tự lịch sử.
 
Descartes không phải là người đầu tiên sử dụng phép loại suy cơ học nhưng vì ông khẳng định rõ ràng rằng ánh sáng chỉ là đặc tính cơ học của vật thể phát sáng và môi trường truyền dẫn, lý thuyết về ánh sáng của Descartes được coi là khởi đầu của quang học vật lý hiện đại. <ref name="Theoriesof2">''Theories of light, from Descartes to Newton'' A.I. Sabra CUP Archive,1981 p. 48 {{ISBN|0-521-28436-8|978-0-521-28436-3}}</ref>
 
=== Lý thuyết hạt ánh sáng ===
{{Chính|Lý thuyết hạt ánh sáng}}
[[Tập tin:PierreGassendi.jpg|liên_kết=https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp%20tin:PierreGassendi.jpg|nhỏ|245x245px|[[Pierre Gassendi]] .]]
Lý thuyết hạt ánh sáng, được [[Isaac Newton]] đưa ra, cho rằng dòng ánh sáng là dòng di chuyển của các [[hạt vật chất]]. Lý thuyết này giải thích được hiện tượng phản xạ và một số tính chất khác của ánh sáng; tuy nhiên không giải thích được nhiều hiện tượng như [[giao thoa]], [[nhiễu xạ]] mang tính chất [[sóng]].
[[Pierre Gassendi]] (1592–1655), một nhà nguyên tử học, đã đề xuất một lý thuyết về hạt của ánh sáng được công bố sau những năm 1660. [[Isaac Newton|Isaac Newton đã]] nghiên cứu công trình của Gassendi ngay từ khi còn nhỏ, và thích quan điểm của ông hơn lý thuyết của Descartes về ''hội nghị toàn thể'' . Ông tuyên bố trong ''Giả thuyết về ánh sáng'' năm 1675 của mình rằng ánh sáng bao gồm các [[ Thuyết xác sống|tiểu thể]] (các hạt vật chất) được phát ra theo mọi hướng từ một nguồn. Một trong những lập luận của Newton chống lại bản chất sóng của ánh sáng là sóng được biết là có thể uốn cong quanh các chướng ngại vật, trong khi ánh sáng chỉ truyền theo đường thẳng. Tuy nhiên, ông đã giải thích được hiện tượng [[nhiễu xạ]] ánh sáng (đã được [[Francesco Maria Grimaldi|Francesco Grimaldi]] quan sát thấy) bằng cách cho phép một hạt ánh sáng có thể tạo ra một làn sóng cục bộ trong [[ Aether (phần tử cổ điển)|aether]] .
 
Lý thuyết của Newton có thể được sử dụng để dự đoán sự [[phản xạ]] của ánh sáng, nhưng chỉ có thể giải thích [[Khúc xạ|sự khúc xạ]] bằng cách giả định không chính xác rằng ánh sáng được gia tốc khi đi vào một [[ Trung bình (quang học)|môi trường]] đặc hơn vì [[Tương tác hấp dẫn|lực hấp dẫn]] lớn hơn. Newton đã xuất bản phiên bản cuối cùng của lý thuyết của mình trong tác phẩm ''[[Opticks]]'' năm 1704. Danh tiếng của ông đã giúp [[Lưỡng tính sóng-hạt|lý thuyết hạt ánh sáng]] tiếp tục giữ uy tín trong thế kỷ 18. Lý thuyết hạt của ánh sáng khiến [[Pierre-Simon Laplace|Laplace]] lập luận rằng một vật thể có khối lượng lớn đến mức ánh sáng không thể thoát ra khỏi nó. Nói cách khác, nó sẽ trở thành cái mà bây giờ được gọi là [[lỗ đen]] . Laplace đã rút lại đề xuất của mình sau đó, sau khi lý thuyết sóng của ánh sáng đã được thiết lập vững chắc như là mô hình cho ánh sáng (như đã được giải thích, cả lý thuyết hạt hay sóng đều không hoàn toàn đúng). Bản dịch bài luận của Newton về ánh sáng xuất hiện trong ''Cấu trúc quy mô lớn của không-thời gian'', của [[Stephen Hawking]] và [[ George FR Ellis|George F. R. Ellis]] .
 
Thực tế là ánh sáng có thể bị [[phân cực]] lần đầu tiên được Newton giải thích một cách định tính bằng lý thuyết hạt. [[Étienne-Louis Malus]] năm 1810 đã tạo ra một lý thuyết hạt toán học về sự phân cực. [[Jean-Baptist Biot|Jean-Baptiste Biot]] năm 1812 đã chỉ ra rằng lý thuyết này giải thích tất cả các hiện tượng phân cực ánh sáng đã biết. Lúc đó sự phân cực được coi là bằng chứng của lý thuyết hạt.
 
=== Lý thuyết sóng ánh sáng ===
Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/wiki/Ánh_sáng”