Svjetlost je ... Priroda svjetlosti. Zakoni svjetlosti

Bilo koja vrsta optičkog zračenja smatra se svjetlom. Drugim riječima, to su elektromagnetski valovi, duljina koja je u rasponu jedinica nanometara.

Opće definicije

S gledišta optike, svjetlo jeelektromagnetsko zračenje koje percipira oko osobe. Za jedinica promjena, uobičajeno je da se mjesto u vakuumu od 750 THz. Ovo je granica kratkog vala spektra. Dužina je 400 nm. Što se tiče širih valova, mjerna jedinica se uzima na 760 nm, tj. 390 THz.

U fizici se svjetlo promatra kao zbirkausmjerene čestice nazvane fotoni. Brzina raspodjele valova u vakuumu je konstantna. Fotoni imaju određeni zamah, energiju i nulu. U širem smislu, svjetlo je vidljivo ultraljubičasto zračenje. Također, valovi mogu biti infracrveni.

S gledišta ontologije, svjetlo je početak bića. To potvrđuju filozofi i vjerski učenjaci. U geografiji je uobičajeno nazvati ovaj izraz zasebnim područjima planeta. Svjetlost sama je društveni koncept. Ipak, u znanosti ima specifična svojstva, značajke i zakone.

Priroda i izvori svjetlosti

U tom procesu nastaje elektromagnetsko zračenjeinterakcija napunjenih čestica. Optimalni uvjet za to je toplina, koja ima kontinuirani spektar. Maksimalno zračenje ovisi o temperaturi izvora. Odličan primjer procesa je Sunce. Njezino zračenje je blisko onima apsolutno crnog tijela. Priroda svjetlosti na Suncu određuje se temperaturom grijanja na 6000 K. Istodobno se oko 40% zračenja nalazi unutar vidokruga. Maksimalni spektar snage nalazi se blizu 550 nm.

Izvori svjetlosti također mogu biti:

1. Elektronske ljuske molekula i atoma tijekom prijelaza s jedne razine na drugu. Takvi procesi omogućuju postizanje linearnog spektra. Primjer su LED i žarulje s ispušnim plinom.
2. Cerenkov zračenje, koje je nastalo kretanjem nabijenih čestica faznom brzinom svjetlosti.
3. Procesi usporavanja fotona. Kao rezultat toga, proizvodi se sinkrotron ili ciklotron.

Priroda svjetlosti također može biti povezana s luminescencijom. To vrijedi i za umjetne izvore i za organske. Primjer: kemiluminescencija, scintilacija, fosforescencija itd.

S druge strane, izvori svjetlosti dijele se u skupine u odnosu na indikatore temperature: A, B, C, D65. Najkompleksniji spektar promatra se u apsolutno crnom tijelu.

Svojstva svjetlosti

Ljudsko je oko subjektivno percipiraelektromagnetsko zračenje kao boja. Dakle, svjetlo se može prepustiti bijelim, žutim, crvenim, zelenim preljevom. To je samo vizualna senzacija, koja se odnosi na učestalost zračenja, bilo da je to spektralno ili monokromatski u sastavu. Dokazano je da se fotoni mogu propagirati čak i u vakuumu. U nedostatku tvari brzina strujanja je 300.000 km / s. Ovo otkriće je napravljeno još početkom 1970-ih.

Na granici medija dolazi i struja svjetlostirefleksije ili refrakcije. Tijekom širenja raspršuje se kroz tvar. Može se reći da su optički indeksi medija karakterizirani indeksom loma koji je jednak omjeru brzina u vakuumu i apsorpciji. U izotropnim tvarima propagacija struje ne ovisi o smjeru. Ovdje je indeks loma prikazan skalarnom količinom određenom koordinatama i vremenom. U anizotropnom mediju, foton se očituje u obliku tenzora.

Osim toga, svjetlo je polarizirano, a ne. U prvom slučaju, glavna vrijednost definicije je valni vektor. Ako struja nije polarizirana, sastoji se od skupa čestica usmjerenih na slučajne strane.

Najvažnija karakteristika je svjetlo i njen intenzitet. To se određuje fotometrijskih vrijednosti poput snage i energije.

Osnovna svojstva svjetla

Fotoni ne mogu samo međusobno djelovatiali i imati smjer. Kao rezultat dodirivanja s nekim vanjskim medijem, struja doživljava refleksiju i refrakciju. To su dva temeljna svojstva svjetlosti. S odrazom sve je više-manje jasno: ovisi o gustoći materije i kutu incidencije zraka. Međutim, s refrakcijom situacija je mnogo složenija.

Za početnike možete razmotriti jednostavan primjer: ako stavite slamku u vodu, a onda sa strane izgleda zakrivljeno i skraćeno. Ovo je lom svjetlosti, koji se javlja na granici tekućeg medija i zraka. Ovaj proces određuje smjer distribucije zraka tijekom prolaska kroz granicu materije.

Kada struja svjetlosti dotakne granicu između medija,njegova se valna duljina značajno mijenja. Ipak, frekvencija širenja ostaje ista. Ako zraka nije ortogonalna s obzirom na granicu, onda valna duljina i njezin smjer će proći promjenu.

Umjetno lom svjetlosti često se koristi u istraživačke svrhe (mikroskopi, leće, povećala). Ovi izvori promjene karakteristika valova uključuju naočale.

Razvrstavanje svjetlosti

Trenutno se razlikuju umjetna i prirodna svjetlost. Svaka od tih vrsta određena je karakterističnim izvorom zračenja.

Prirodno svjetlo je skupnapunjene čestice s kaotičnim i brzo mijenjanjem smjera. Takvo elektromagnetsko polje uzrokovano je izmjeničnim napetostima. Prirodni izvori uključuju vruća tijela, sunce, polarizirane plinove.

Umjetno svjetlo je sljedeće vrste:

1. Lokalna. Koristi se na radnom mjestu, na kuhinjskom prostoru, zidovima itd. Takva rasvjeta igra važnu ulogu u dizajnu interijera.
2. Sve u svemu. Ova uniformna rasvjeta cijelog područja. Izvori su lusteri, podne svjetiljke.
3. U kombinaciji. Mješavina prve i druge vrste kako bi se postigla idealna osvjetljenja prostorije.
4. Hitna. Izuzetno je korisno kada isključujete svjetla. Hrana se proizvodi najčešće iz baterija.

sunčana svjetlost

Do danas je ovo glavni izvor energijena Zemlji. Nije pretjerano reći da sunčeva svjetlost utječe na sva važna pitanja. Ovo je kvantitativna konstanta koja određuje energiju.

Gornji slojevi zemljine atmosfere sadrži oko 50% infracrveno zračenje i 10% UV. Stoga je kvantitativna komponenta vidljive svjetlosti samo 40%.

Solarna energija se koristi u sintetičkim iprirodnih procesa. Ovo je fotosinteza i pretvorba kemijskih oblika, grijanja i još mnogo toga. Zahvaljujući suncu, čovječanstvo može iskoristiti električnu energiju. S druge strane, struje svjetlosti mogu biti izravne i rasute ako prolaze kroz oblake.

Tri glavna zakona

Od davnih vremena znanstvenici proučavaju geometrijsku optiku. Do danas su sljedeći zakoni svjetlosti temeljni:

1. Zakon propagacije. Kaže da će se u homogenom optičkom mediju svjetlost ravnomjerno rasporediti.
2. Zakon o lomljenju. Na granici dvaju medija pojavljuje se zraka svjetlosti, a njegova izbočenja iz točke raskrižja leže na jednoj ravnini. To se također odnosi na okomicu koja se spušta do točke kontakta. U ovom slučaju, odnos sinusa kutova incidencije i refrakcije će biti konstantan.
3. Zakon razmišljanja. Plava svjetlosti koja pada na granicu medija i njegova projekcija leže na istoj ravnini. Kutovi refleksije i pada su jednaki.

Percepcija svjetlosti

Svijet oko nas vidljiv je zahvaljujućisposobnost njegovih oči da stupaju u interakciju s elektromagnetskim zračenjem. Svjetlost se percipiraju pomoću retinalnih receptora, koji se mogu uhvatiti i reagirati na spektralni raspon nabijenih čestica.

Osoba ima 2 vrste osjetljivih stanicaoči: češeri i štapići. Prvi uzrokuje mehanizam vidljivosti tijekom dana s visokom razinom osvjetljenja. Šipke su osjetljivije na zračenje. Dopuštaju osobi da vidi noću.

Vizualne nijanse svjetlosti određene su valnom duljinom i njegovim smjerom.