Гульмира Жамантикова - Природа света. Основы информационной оптики

Природа света. Основы информационной оптики
Название: Природа света. Основы информационной оптики
Автор:
Жанры: Книги по философии | Прочая образовательная литература | Публицистика
Серии: Нет данных
ISBN: Нет данных
Год: Не установлен
О чем книга "Природа света. Основы информационной оптики"

Почему зеркало отражает окружающий мир? Почему одни тела прозрачны, а другие – нет? Чем отличается излученный свет от отраженного? Почему изображение в фотоаппарате или на сетчатке глаза получается перевернутым? Подобные детские вопросы покажутся многим банальными, давно изученными и не стоящими внимания. Но они не так просты, как кажутся на первый взгляд, и ответы на них могут дать совершенно удивительную картину бытия, более глубокое понимание сути природных процессов.

Бесплатно читать онлайн Природа света. Основы информационной оптики


© Гульмира Жамантикова, 2016

© André Sousa Freeimages.com, фотографии, 2016


ISBN 978-5-4483-0892-5

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Введение

Почему зеркало или отполированная поверхность отражает окружающий мир? Почему одни тела прозрачны, а другие – нет? Чем отличается излученный свет от отраженного? Почему изображение в фотоаппарате получается перевернутым?

Подобные детские вопросы покажутся многим банальными, давно изученными и не стоящими внимания. Но они не так просты, как кажутся на первый взгляд, и ответы на них могут дать совершенно удивительную картину бытия, более глубокое понимание сути природных процессов.

Отражение – фундаментальное явление природы

Начнем с понятия отражение. Что это такое, и как оно возникает?

Надо сказать, что отражение – слово многозначное, поскольку обозначает самое фундаментальное (универсальное, распространенное) явление в природе. Оно обозначает не только отражение видимого света, но и любых других волновых процессов: звуковых, тепловых, радиоволн.

Закон отражения одинаково применим и к волновым явлениям, и к механическим взаимодействиям. Угол падения равен углу отражения. Это справедливо и для луча, отраженного от зеркальной поверхности, и для мячика, отскочившего от стены, и для молекулы в модели идеального газа, отскочившей от препятствия.

Слово отражение часто применяется и в повседневной речи, и в художественной литературе. Например, когда мы говорим, что данное произведение прекрасно отражает красоту природы, что жена является отражением мужа, что окружающий мир является отражением мира внутреннего или наоборот. Здесь речь идет об отражении информации.

В геометрии и в математике вообще понятие отражения тесно связано с понятием симметрии и лежит в основе множества закономерностей, разделения чисел на положительные и отрицательные, четные и нечетные и т. д.

Таким образом, мы видим, что отражение – это универсальное явление, а значит и законы отражения должны быть универсальными, независимо от того, в какой области применяются.

По-видимому, это и есть тот самый фундаментальный закон, который связывает волновые, информационные, энергетические и механические процессы воедино.

Что мы знаем об отражении?

Отражение возникает на границе двух сред.

Закон отражения звучит так:

«На границе раздела двух различных сред, если этаграница разделазначительно превышает длину волны, происходит изменение направления распространения света: часть световой энергии возвращается в первую среду, то есть отражается, а часть проникает во вторую среду и при этом преломляется».

Обратите внимание на слова, выделенные жирным шрифтом: «если этаграница разделазначительно превышает длину волны». Понятие границы имеет очень важное значение и требует пояснений.

Граница между средами

Каждый объект (или система) в природе имеет свои границы. Это то, что отделяет внутреннюю среду объекта от внешней среды. Через эту границу происходит обмен с окружающей средой (энергией или веществом). Именно на границе происходят явления отражения и поглощения. Какую-то часть энергии (материи) система поглощает, а какую-то отражает по закону отражения.

Соотношение между поглощенной и отраженной энергией и есть информация, которая дает представление об объекте, о его цвете, структуре, форме, например.

Изучая какой-либо объект, мы познаем его на разных уровнях организации материи.

Если объект имеет размер, сопоставимый с нашим, то мы можем его потрогать, толкнуть, т.е. вступить с ним в физическое взаимодействие. Изучением таких взаимодействий занимается механика.

Мы также можем почувствовать холод, тепло. Это энергетическое взаимодействие, которое изучает термодинамика.

И наконец, мы можем его увидеть на расстоянии, оценить его формы, цвет, степень прозрачности, заметить излучение, свечение, идущее от него. Это волновое взаимодействие, которое изучают оптика, электродинамика и другие разделы физики.

Но когда речь идет о взаимодействии объектов, масштабы которых существенно различаются, мы можем наблюдать переход малого объекта из одной среды в другую, т.е. переход через границу. Это всегда сопровождается преломлением, т.е. изменением характеристик самого объекта. С точки зрения человеческого восприятия это означает изменение сознания, мировоззрения, переход на новый уровень развития, восприятия. Хотя физика процесса довольно проста. И это позволяет понять природу света.

Мы говорим, что свет – это волна, но оптика изучает его как луч. Почему так? Все дело в точке зрения. Если мы представим себя на месте излучающего тела, то наше излучение направлено во все стороны, то есть представляет собой сферические волны, исходящие от нас. Если же мы наблюдаем со стороны излучатель и приемник, то мы мысленно соединяем их прямой линией, которую и называем лучом света.

На поверхности (границе) объекта, которого коснулся луч, происходят различные явления (оптические, термодинамические, химические). И для того чтобы объяснить эти явления, физики вынуждены считать свет потоком частиц (фотонов). Для нас это противоречие, которое не укладывается в сознании, и которое мы назвали корпускулярно-волновым дуализмом. Является ли свет волной или частицей? Или и тем и другим одновременно? Как это понять?

Преодоление корпускулярно-волнового дуализма

С корпускулярной точки зрения, движение и энергия – это есть результат взаимодействия твердых, точечных тел. То есть, тело, точка – это некая первичная статика, от которой отталкивается любой процесс. В этом случае движение носит строго закономерный, детерминированный (причинно-следственный) характер.

С точки зрения волновых процессов, любой объект в природе – есть результат повторяющегося движения, некой функции, имеющей значение для системы. Именно эта необходимая функция формирует некий «орган» – свое материальное воплощение (в виде анатомического органа, атома или космического явления – неважно). То есть движение первично, а статика – есть лишь некий застывший слепок, срез истории, момент общего, единого процесса.

Истина в том, что оба эти мировоззрения представляют собой крайности, границы, между которыми разворачивается процесс жизни и её эволюции.

И больше всего человека беспокоит то, что происходит на границе двух сред, двух «миров». Поскольку без этого понимания мы живем в квантовом, скачкообразном мире. Согласитесь, что не очень спокойно засыпать в одном мире, зная, что завтра проснешься в совершенно другом, и неизвестно каком.

Для того чтобы это понять, необходимо строго определить, что из себя представляет информационное взаимодействие.

С точки зрения механики, это обмен импульсом. С точки зрения термодинамики, это обмен энергией. В электродинамике – это обмен зарядами. В физиологии – обмен веществ. В повседневной жизни – это словесный обмен, и т. д.


С этой книгой читают
Еврейский народ имеет богатую историю. Евреев называют народом Книги. Однако его можно назвать и народом памяти. К такой памяти относятся воспоминания о Холокосте. Многие художественные произведения о Холокосте не передают всю трагичность тех жутких событий. Холокост – это промышленный масштаб унижения и уничтожения еврейского народа. Книга Владимира Мельницкого «У Стены плача» об этом, она перед вами. Набирайтесь мужества и читайте.Евгений Булка
Книга для каждой семьи. Это мудрые советы о том, как построить своё государство – семью. Построить и сохранить, чтобы мечты «прожить всю жизнь вместе в любви и понимании» стали действительностью. Книга поможет и семьям со стажем, в которых начали угасать чувства, подкинуть дров в костёр любви. Рекомендации из книги подойдут каждому из нас. Книга заставляет о многом задуматьсяи изменить взгляд на привычные вещи. Рекомендую к прочтению всем, кто хо
Счастье – цель жизни каждого человека. Но что такое счастье? И как его достичь? Как соотносятся счастье и истина?На эти и другие вопросы представлены ответы в этой книжечке, явившейся результатом многолетних исканий автора.
В учебном пособии кратко освещаются ключевые проблемы философии истории, которые формулировались в период становления французской интеллектуальной традиции. Изучение разнообразных подходов к осмыслению истории и сложившихся в контексте этих подходов методологических стратегий постижения истории позволит глубже понять характер французского менталитета и особенности национальной культуры Франции.Учебное пособие адресовано студентам магистратуры, об
Труд английского историка 18 века Эдварда Гиббона «История упадка и крушения Римской империи» – одно из самых замечательных научно-исследовательских сочинений.«История» Гиббона содержит достоверные яркие и образные портреты выдающихся людей, ее отличает тонкое аналитическое чутье и эрудиция автора, живой литературный язык повествования.Гиббон был активным участником Семилетней войны, не понаслышке знающим военное дело. Понимание стратегии и такти
Москва будущего. Все знакомства давно происходят онлайн. Каждый сантиметр столицы – под наблюдением клаудкамер. Назначая свидание у памятника Пушкину, героиня не ожидает, что она окажется в отделении полиции…Познакомившись с девушкой на просторах интернета, герой мгновенно влюбляется в нее. Откуда ему знать, что его разыграли и предмета его любви не существует. Однако обстоятельства складываются так, что девушка «оживает», превращаясь в робота…Та
Премия «Хьюго» за лучший роман.Премия «Локус» за лучший роман.Финалист премии «Небьюла» за лучший роман.Премия «Хьюго» за лучшую серию всех времен.Наконец-то разорительное и ожесточенное противостояние между двумя Академиями подошла к концу. Ученые Первой Академии одержали победу, и теперь они возвращаются к давно разработанному плану Гэри Селдона по созданию новой Империи на руинах старой. Но ходят слухи, что Вторая Академия не уничтожена и ее н
Альрих фон Штернберг – учёный со сверхъестественными способностями, проникший в тайны Времени. Теперь он – государственный преступник. Шантажом его привлекают к работе над оружием тотального уничтожения. Для него лишь два пути: либо сдаться и погибнуть – либо противостоять чудовищу, созданному его же гением.Дана, бывшая заключённая, бежала из Германии. Ей нужно вернуться ради спасения того, кто когда-то уберёг её от гибели.Когда-то они были врага