1,8K подписчиков

О том, как объясняли отражение/преломление света, но так и не «шмогли».

539 прочитали

Поскольку плоскую синусоидальную электромагнитную волну невозможно отразить по закону «угол отражения равен углу падения», даже в самых современных учебниках для объяснения отражения/преломления используют «шпалу» Гюйгенса.

Поскольку плоскую синусоидальную электромагнитную волну невозможно отразить по закону «угол отражения равен углу падения», даже в самых современных учебниках для объяснения отражения/преломления...

То есть, свет, когда ему приспичит отразиться или преломиться теряет свои синусоподобные волновые свойства, и трансформируется в некое подобие одиночного твердого предмета. Мы его назвали «шпалой», Гюйгенс подразумевал некий «стержень». Как всякий твердый предмет, отражать его по нашему закону гораздо удобнее, чем волну. А с преломлением, все равно, получилось плохо. Напомним объяснение явления преломления Гюйгенсом:

«Каждый волновой фронт можно рассматривать как твердый стержень, удерживаемый двумя людьми за оба конца. Волны в воздухе можно представить в виде этих двух людей, идущих по сухой почве, все время, держась за концы стержня; волны в воде можно представить в виде тех же людей, идущих по жидкой грязи. Когда А и В приближаются к грязи, В вступает на нее раньше и замедляет свой шаг. За тот промежуток времени, в течение которого скорости А и В различны, стержень меняет направление». (Л.Эллиот и У.Уилкокс, «Физика», М., «Наука», 1975г., стр. 560.)

Во-первых, механизм движения стержня в условиях переменных почвенных условиях ничего не говорит о причинах этой переменности. То есть, почему скорость света в среде меньше, чем в вакууме так и осталось загадкой. Во-вторых, для движения стержня совсем необязательно менять при этом направление. С таким же успехом, стержень можно нести и дальше.

Поскольку плоскую синусоидальную электромагнитную волну невозможно отразить по закону «угол отражения равен углу падения», даже в самых современных учебниках для объяснения отражения/преломления...-2

Поэтому причина и механизм изменения направления тоже осталась неясна. Что-то звучало на тему об обязательной перпендикулярности «шпал» направлению «направляющих», но тогда из этого следует, что дело совсем не в «шпале», а в «направляющих». Это они меняют направление. А шпала уже подчиняется им. При этом, подстраиваясь под направляющие всеми силами. Меняет свою длину

Поскольку плоскую синусоидальную электромагнитную волну невозможно отразить по закону «угол отражения равен углу падения», даже в самых современных учебниках для объяснения отражения/преломления...-3

А теперь представьте себе, что мы только половину шпалы рассмотрели, а на самом деле она была длиньше:

Поскольку плоскую синусоидальную электромагнитную волну невозможно отразить по закону «угол отражения равен углу падения», даже в самых современных учебниках для объяснения отражения/преломления...-4

То есть, ее еще и «ломает» в процессе преломления.

В общем, причина преломления механизмом ношения стержня никак не объясняется. И уж тем более, эта объяснялка ничего не может сказать про преломление с дисперсией (это когда среда не только меняет направление направляющей, но и для каждой шпалы она меняет направление чуть-чуть по-разному).

Впрочем, попытки преломлять плоскую синусоидальную волну тоже наблюдаются, но получается еще хуже.

А.В. Барбатунова, "Физика света. Работа над ошибками.", "Филинъ", 2019г.
А.В. Барбатунова, "Физика света. Работа над ошибками.", "Филинъ", 2019г.

Другими словами, в этой геометрии не стоило делать упор на штрихованные волновые проекции векторов k на ось х.

И с отражением здесь только на первый взгляд кажется все чудесно. Ровно до тех пор, пока «траектории» падающего света и отраженного не заменить на собственно синусоидальную волну.

Поскольку плоскую синусоидальную электромагнитную волну невозможно отразить по закону «угол отражения равен углу падения», даже в самых современных учебниках для объяснения отражения/преломления...-6

Становится видно, что по закону «угол отражения равен углу падения» эту волну просто будет «рвать». Ну а движение хвостом противофазой вперед – просто неизбежно.

Дисперсия – это вообще другая физика. Там ни «стержень», ни «траектория» никак не подходят. И что подходит до сих пор не определились. Существует несколько версий преломления с дисперсией, но в каждой из них несовместимые с жизнью врожденные косяки.

Продолжение следует.