1.1. Природа света
Свет является одной из форм электромагнитного излучения, которое испускает материя, находящаяся в возбужденном состоянии.
Свет и другие формы электромагнитного излучения могут быть описаны и как волны, и как поток частиц (фотонов). Фотоны – кванты света, частицы, характеризующиеся определенной энергией и количеством движения. Карпускулярные свойства света проявляются в явлениях микромира на уровне атомов. Макромир, в том числе и оптические явления, используемые в рудной микроскопии, хорошо описываются волновой теорией света.
Гипотеза о волновой природе света была впервые высказана в «Трактате о свете» в 1690 г. датским физиком Х. Гюйгенсом, который предположил, что световая энергия переносится при посредстве гипотетического «светового эфира», а волны продольны по отношению к световому лучу. В соответствии с известным принципом Гюйгенса каждая точка поверхности, которой достигла в данный момент волна, является точечным источником вторичных волн. Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени.
Исследователи начала XIX в. показали, что многие явления, наблюдаемые при прохождении луча через кристаллы, не объясняются теорией Гюйгенса. А. Френель и Т. Юнг сделали предположение, что световые волны поперечны. Также как и Гюйгенс, Френель полагал, что световые колебания – это движение частиц эфира. Гипотеза Френеля легла в основу кристаллооптики: cветовые волны подобны упругим волнам, средой для распространения которых является «световой эфир».
Позднее были установлены факты, вскрывшие связь между электромагнитным излучением и оптическими явлениями. Она объясняется электромагнитной теорией света шотландского ученого Дж. К. Максвелла (1865 г.): световые волны – это разновидность электромагнитных волн с очень высокими частотами, порядка 1015 Гц.