Святло - гэта ... Прырода святла. законы святла

Святлом прынята лічыць любы від аптычнага выпраменьвання. Іншымі словамі, гэта электрамагнітныя хвалі, даўжыня якіх знаходзіцца ў дыяпазоне адзінак нанаметраў.

агульныя азначэнні

З пункту гледжання оптыкі, святло - гэта электрамагнітнае выпраменьванне, якое ўспрымаецца вокам чалавека. За адзінку змены прынята браць ўчастак у вакууме 750 Тгц. Гэта караткахвалевага мяжа спектру. Яе даўжыня роўная 400 нм. Што тычыцца мяжы шырокіх хваляў, то за адзінку вымярэння бярэцца ўчастак у 760 нм, то ёсць 390 Тгц.

У фізіцы святло разглядаецца як сукупнасць накіраваных часціц, званых фатонамі. Хуткасць размеркавання хваль у вакууме сталая. Фатоны валодаюць пэўным імпульсам, энергіяй, нулявы масай. У больш шырокім сэнсе слова, святло - гэта бачнае ультрафіялетавае выпраменьванне. Таксама хвалі могуць быць і інфрачырвонымі. З пункту гледжання анталогіі, святло - гэта пачатак быцця. Пра гэта паўтараюць і філосафы, і рэлігіязнаўцаў. У геаграфіі гэтым тэрмінам прынята называць асобныя вобласці планеты. Сам па сабе святло - гэта паняцце сацыяльнае. Тым не менш у навуцы яно мае канкрэтныя ўласцівасці, рысы і законы.

Прырода і крыніцы святла

Электрамагнітнае выпраменьванне ствараецца ў працэсе ўзаемадзеяння зараджаных часціц. Аптымальным умовай для гэтага будзе цёпла, якое мае бесперапынны спектр. Максімум выпраменьвання залежыць ад тэмпературы крыніцы. Выдатным прыкладам працэсу з'яўляецца Сонца. Яго выпраменьванне блізка да аналагічных паказчыках абсалютна чорнага цела. Прырода святла на Сонца абумоўліваецца тэмпературай награвання да 6000 К. Пры гэтым каля 40% выпраменьвання знаходзіцца ў межах бачнасці. Максімум спектру па магутнасці размяшчаецца паблізу 550 нм.

Крыніцамі святла таксама могуць быць:

1. Электронныя абалонкі малекул і атамаў падчас пераходу з аднаго ўзроўню на іншы. Такія працэсы дазваляюць дасягнуць лінейны спектр. Прыкладам могуць служыць святлодыёды і газаразрадныя лямпы.
2. Чаранкоўскага выпраменьванне, якое ўтвараецца пры руху зараджаных часціц з фазавай хуткасцю святла.
3. Працэсы тармажэння фатонаў. У выніку ўтворыцца синхро- або цыклатрон выпраменьванне.

Прырода святла можа быць зьвязаная і з люмінесцэнцыі. Гэта датычыцца і штучных крыніц, і арганічных. Прыклад: хемилюминесценция, сцинтилляция, фасфарэсцэнцыі і інш.

У сваю чаргу, крыніцы святла падзяляюцца на групы адносна тэмпературных паказчыкаў: А, У, З, D65. Самы складаны спектр назіраецца ў абсалютна чорнага цела.

характарыстыкі святла

Чалавечае вока суб'ектыўна ўспрымае электрамагнітнае выпраменьванне як колер. Так, святло можа аддаваць белымі, жоўтымі, чырвонымі, зялёнымі колерамі. Гэта толькі глядзельнае адчуванне, якое звязана з частатой выпраменьвання, няхай сабе гэта па складзе спектральным або манахраматычнага. Даказана, што фатоны здольныя распаўсюджвацца нават у вакууме. Пры адсутнасці рэчывы хуткасць патоку раўняецца 300.000 км / с. Гэта адкрыццё было зроблена яшчэ ў пачатку 1970-х гадоў.

На мяжы асяроддзяў паток святла адчувае альбо адлюстраванне, альбо пераламленне. Падчас распаўсюду ён рассейваецца праз рэчыва. Можна сказаць, што аптычныя паказчыкі асяроддзя характарызуюцца значэннем праламлення, роўным адносінах хуткасцяў у вакууме і паглынання. У ізатропнай рэчывам распаўсюджванне патоку не залежыць ад кірунку. Тут паказчык праламлення прадстаўлены скалярнай велічынёй, вызначаць каардынаты і часам. У анізатропнай асяроддзі фатоны выяўляецца ў выглядзе тэнзар.

Акрамя таго, святло бывае палярызаваным і няма. У першым выпадку галоўнай велічынёй вызначэння будзе вектар хвалі. Калі ж струмень не палярызаванае, то ён складаецца з набору часціц, накіраваных у выпадковыя боку.

Найважнейшай характарыстыкай святла з'яўляецца і яго інтэнсіўнасць. Яна вызначаецца такімі Фотаметрычныя велічынямі, як магутнасць і энергія.

Асноўныя ўласцівасці святла

Фатоны могуць не толькі ўзаемадзейнічаць паміж сабой, але і мець кірунак. У выніку сутыкнення з старонняй асяроддзем паток адчувае адлюстраванне і пераламленне. Гэта два асноватворных ўласцівасці святла. З адлюстраваннем усё больш-менш ясна: яно залежыць ад шчыльнасці матэрыі і кута падзення прамянёў. Аднак з праламленне справа ідзе куды складаней.

Для пачатку можна разгледзець просты прыклад: калі апусціць саломінку ў ваду, то з боку яна падасца выгнутай і скарочанай. Гэта і ёсць праламленне святла, якое наступае на мяжы вадкай асяроддзя і паветра. Гэты працэс вызначаецца напрамкам размеркавання прамянёў падчас праходжання праз мяжу матэрыі. Калі паток святла тычыцца мяжы паміж асяроддзямі, даўжыня яго хвалі істотна змяняецца. Тым не менш частата распаўсюджвання застаецца ранейшай. Калі промень не артаганальны ў адносінах да мяжы, то змене падвергнецца і даўжыня хвалі, і яе кірунак.

Штучнае праламленне святла часта выкарыстоўваецца ў даследчых мэтах (мікраскопы, лінзы, лупы). Таксама да такіх крыніцах змены характарыстык хвалі ставяцца акуляры.

класіфікацыя святла

У цяперашні час адрозніваюць штучны і натуральны святло. Кожны з гэтых відаў вызначаецца характэрным крыніцай выпраменьвання.

Натуральны святло ўяўляе сабой набор зараджаных часціц з хаатычным і хутка зменлівых напрамкам. Такое электрамагнітнае поле абумоўліваецца пераменным ваганнем напружанасці. Да натуральным крыніцах адносяцца распаленыя цела, сонца, палярызаваныя газы.

Штучнае святло бывае наступных відаў:

1. Мясцовы. Яго выкарыстоўваюць на працоўным месцы, на ўчастку кухні, сцены і г.д. Такое асвятленне гуляе важную ролю ў дызайне інтэр'еру.
2. Агульны. Гэта раўнамернае асвятленне ўсёй плошчы. Крыніцамі з'яўляюцца люстры, таршэры.
3. Камбінаваны. Сумесь першага і другога відаў для дасягнення ідэальнай асветленасці памяшкання.
4. Аварыйны. Ён вельмі карысны пры адключэннях святла. Харчаванне вырабляецца часцей за ўсё ад акумулятараў.

сонечнае святло

На сённяшні дзень гэта галоўная крыніца энергіі на Зямлі. Не будзе перабольшаннем сказаць, што сонечнае святло ўздзейнічае на ўсе важныя матэрыі. Гэта колькасная пастаянная, якая вызначае энергію.

У верхніх пластах зямной атмасферы змяшчаецца каля 50% выпраменьвання інфрачырвонага і 10% ультрафіялетавага. Таму колькасная складнік бачнага святла роўная ўсяго 40%.

Сонечная энергія выкарыстоўваецца ў сінтэтычных і прыродных працэсах. Гэта і фотасінтэз, і пераўтварэнне хімічных формаў, і ацяпленне, і многае іншае. Дзякуючы сонцу чалавецтва можа карыстацца электраэнергіяй. У сваю чаргу, патокі святла могуць быць прамымі і безуважлівымі, калі яны праходзяць праз аблокі.

Тры галоўныя закона

Са старажытных часоў навукоўцы займаліся вывучэннем геаметрычнай оптыкі. На сённяшні дзень асноватворнымі з'яўляюцца наступныя законы святла:

1. Закон распаўсюду. Ён абвяшчае, што ў аднастайнай аптычнай асяроддзі святло будзе размяркоўвацца прамалінейна.
2. Закон праламлення. Прамень святла, які падае на мяжу двух асяроддзяў, і яго праекцыя з кропкі перасячэння ляжаць на адной плоскасці. Таксама гэта тычыцца і апушчанага да месца дотыку перпендыкуляра. Пры гэтым стаўленне сінусам кутоў падзення і пераламленні будзе велічынёй сталай.
3. Закон адлюстравання. Апускаюцца на мяжу асяроддзяў прамень святла і яго праекцыя ляжаць на адной плоскасці. Пры гэтым куты адлюстравання і падзенні роўныя.

ўспрыманне святла

Навакольны свет чалавеку бачны дзякуючы здольнасці яго вачэй ўзаемадзейнічаць з электрамагнітным выпраменьваннем. Святло ўспрымаецца рэцэптарамі сятчаткі, якія могуць ўлавіць і адрэагаваць на спектральны дыяпазон зараджаных часціц.

У чалавека ёсць 2 тыпу адчувальных клетак вочы: колбачкамі і палачкі. Першыя абумаўляюць механізм гледжання ў дзённы час пры высокім узроўні асвятлення. Палачкі ж з'яўляюцца больш адчувальнымі да выпраменьвання. Яны дазваляюць чалавеку бачыць у начны час.

Глядзельныя адценні святла абумаўляюцца даўжынёй хвалі і яе накіраванасцю.