Главная страница » Свет
Физика

Свет

Мы расскажем все о свете, истории его изучения, способах распространения и других характеристиках. Кроме того, естественное и искусственное освещение
Свет – это форма электромагнитного излучения, видимая человеческим глазом

Что такое свет?

То, что мы называем светом, – это та часть электромагнитного спектра , которую может воспринимать человеческий глаз. Кроме света, во Вселенной существуют различные формы электромагнитного излучения, которые распространяются через пространство и переносят энергию из одного места в другое (например, ультрафиолетовое излучение или рентгеновские лучи), но ни одна из них не может быть воспринята естественным образом

Видимый свет состоит из фотонов (от греч. phos – свет), типа элементарных частиц, не имеющих массы. Фотоны ведут себя двойственно: как волны и как частицы. Эта двойственность наделяет свет уникальными физическими свойствами

M0GWV оптика – это отрасль физики , изучающая свет, его свойства, поведение, взаимодействие и влияние на материю. Однако свет изучают многие другие дисциплины , такие как химия , общая относительность или V квантовая физика , среди прочих

История света

Природа света всегда интриговала человечество. В древние времена она считалась свойством материи , чем-то, что исходит от вещей. Он также был связан с Солнцем , королевской звездой в большинстве религий мировоззрений раннего человечества , а значит, и с теплом жизнью

Древние греки понимали свет как нечто близкое к истине вещей. Его изучали такие философы, как Эмпедокл и Евклид, которые уже открыли несколько его физических свойств. Начиная с европейского Возрождения и далее в 15 веке его изучение и применение в жизни человека получило значительный толчок , с развитием современной физики оптики

Впоследствии использование электроэнергии позволило искусственно освещать дома и города , перестав зависеть от Солнца или сжигания топлива (дизельные или керосиновые лампы). Это заложило основу для оптической техники, которая развивалась в 20 веке

Благодаря электронике и оптике стало возможным разработать такие применения света, которые были бы немыслимы столетиями ранее. Оно расширило наше понимание его физической работы, отчасти благодаря квантовым теориям и огромным достижениям в физике и химии, которые стали их результатом

Благодаря свету и его изучению существуют технологии такие разнообразные, как лазеры, кино фотография , ксерокопирование и фотоэлектрические панели

Световые характеристики

Все цвета содержатся в свете.

Свет является волнообразным, корпускулярным излучением фотонов , т.е. одновременно он ведет себя так, как будто состоит из волн и материи

Она всегда движется по прямой , с определенной и постоянной скоростью. Частота световых волн определяет энергетический уровень света , и именно это отличает видимый свет от других форм излучения

Хотя свет в целом (как от Солнца, так и от лампы) выглядит белым, он содержит волны с длиной волны, соответствующей каждому цвету видимого спектра

Это можно подтвердить, направив его на призму и разложив на оттенки радуги. То, что объект имеет определенный цвет, является следствием того, что пигмент в объекте поглощает определенные длины волн и отражает другие, отражая длину волны цвета , который мы видим

Если мы видим предмет белым, это потому, что пигмент отражает весь свет, который на него попадает, все длины волн. Если, с другой стороны, мы видим его черным, то это потому, что он поглощает весь свет и ничего не отражает, мы ничего не видим, т.е. мы видим черное. Цвета спектра, воспринимаемые нашим глазом, варьируются от красного (длина волны 700 нанометров) до фиолетового (длина волны 400 нанометров)

Распространение света

Свет распространяется по прямой линии и со скоростью 299 792 4458 метров в секунду в вакууме. Если она проходит через плотные или сложные среды, то движется с меньшей скоростью

Датский астроном Оле Рёмер сделал первое приблизительное измерение скорости света в 1676 году. С тех пор физика значительно усовершенствовала механизмы измерения

Явление теней также связано с распространением света: попадая на непрозрачный объект, свет проецирует свой силуэт на фон, очерчивая часть, заблокированную объектом. Существует две степени тени: более светлая тень, называемая полутенью, и более темная тень, называемая умброй

Геометрия была важным инструментом при изучении распространения света или конструировании артефактов для получения определенных эффектов, например, телескопа микроскопа

Явления света

Преломление на этом рисунке происходит потому, что скорость света уменьшается при прохождении через воду.

Явления света это изменения , которые он претерпевает при воздействии определенных сред или определенных физических условий. Многие из них видны каждый день, даже если мы не знаем, как они работают

  • Размышление. При столкновении с определенными поверхностями свет способен отражаться, то есть менять свою траекторию, описывая определенные и предсказуемые углы. Например, если объект, на который он падает под определенным углом, гладкий и обладает отражающими свойствами (как поверхность зеркала), свет будет отражен под углом, равным углу падения света, но в противоположном направлении. Вот как работают зеркала.
  • Преломление. Когда свет переходит из одной прозрачной среды в другую, с различной плотностью , происходит явление, известное как ‘преломление’. Классическим примером является прохождение света между воздухом (менее плотным) и водой (более плотной), что можно увидеть, поместив столовый прибор в стакан с водой и заметив, как изображение столового прибора как бы прерывается и дублируется, как будто в изображении есть ошибка. Это происходит потому, что вода изменяет направление распространения при переходе из одной среды в другую.
  • Дифракция. Когда лучи света проходят вокруг объекта или через отверстия в непрозрачном теле, они изменяют свой путь, создавая эффект открытия, как это происходит с фарами автомобиля ночью. Это явление характерно для всех волн.
  • Дисперсия. Это свойство света позволяет нам получить полный цветовой спектр путем рассеивания светового луча, т.е. это то, что происходит, когда мы заставляем его пройти через призму, или то, что происходит, когда свет проходит через капли дождя в атмосфере и таким образом создает радугу.
  • Поляризация. Свет состоит из колебаний электрического магнитного поля, которые могут иметь различные направления. Поляризация света – это явление, которое возникает, когда, например, с помощью поляризатора (такого как солнцезащитные очки) направления колебаний уменьшаются, так что свет распространяется с меньшей интенсивностью.

Солнечный свет и искусственное освещение

Традиционным источником света для человечества было Солнце, которое постоянно излучает видимый свет, тепло, ультрафиолетовое излучение и другие виды радиации

CZRQ3 солнечный свет необходим для фотосинтеза и поддержания температуры планеты в пределах, совместимых с жизнью. Он похож на свет, который мы наблюдаем от других звезд в галактике , хотя они находятся на расстоянии миллиардов километров

С самых ранних времен люди пытались имитировать этот естественный источник света. Первоначально это достигалось благодаря владению огнем, с помощью факелов и костров, которые требовали горючих материалов и были не очень долговечны

Позже использовали восковые свечи, которые горели контролируемо, а гораздо позже создали уличные фонари , которые сжигали нефть или другие углеводороды , положив начало первой городской сети освещения, которая позже была заменена природным газом. В конце концов стало использоваться электричество, его более безопасная и эффективная версия

Федор Лебедев

Федор Лебедев

Окончил МГТУ имени Н. Э. Баумана. Физик, специалист в области теоретической электротехники, член-корреспондент РАН. Автор работ по теоретической электротехнике, информатике.

Добавить комментарий

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий

Вам будет интересно