- Kas yra šviesa
- Šviesos istorija
- Šviesos charakteristikos
- Šviesos sklidimas
- Šviesos reiškiniai
- Saulės šviesa ir dirbtinė šviesa
Mes paaiškiname viską apie šviesą, jos tyrimo istoriją, plitimą ir kitas savybes. Be to, natūrali ir dirbtinė šviesa.
Kas yra šviesa
Tai, ką vadiname šviesa, yra dalis elektromagnetinis spektras kurį gali suvokti žmogaus akis. Be šviesos, jose yra įvairių formų elektromagnetinės spinduliuotės visata, kuris plinta per erdvė ir transportuoja Energija iš vienos vietos į kitą (pvz., ultravioletinė spinduliuotė ar rentgeno spinduliai), tačiau nė vienas iš jų negali būti suvokiamas natūraliai.
Matoma šviesa susideda iš fotonų (iš graikų kalbos žodžio phos, „šviesa“), savotiškas dalelės trūksta elementų masė. Fotonai elgiasi dvejopai: kaip bangos ir kaip dalelės. Šis dvilypumas suteikia šviesai unikalių fizinių savybių.
The optika yra filialas fizinis kuri tiria šviesą, jos savybes, elgesį, sąveiką ir jos poveikį šviesai reikalas. Tačiau šviesa yra daugelio kitų tyrinėjimas disciplinas kaip ir chemija, bendroji reliatyvumo teorija arba fizika kvantinis, tarp kitko.
Šviesos istorija
Šviesos prigimtis amžinai intrigavo žmonių rasę. Senovėje tai buvo laikoma materijos savybe, kažkuo, kilusiu iš daiktų. Jis taip pat buvo susietas su Saulė, žvaigždžių karalius daugumoje religijos Y pasaulėžiūros iš žmogiškumas primityvus ir todėl taip pat su karštis ir su gyvenimą.
Senovės graikai šviesą suprato kaip kažką artimo tiesa dalykų. Jį tyrinėjo tokie filosofai kaip Empedoklis ir Euklidas, kurie jau buvo atradę keletą jo fizinių savybių. Iš renesansas Europoje XV amžiuje jos tyrimas ir taikymas žmogaus gyvenime įgavo didelį postūmį, vystantis šiuolaikinei fizikai ir optika.
Vėliau valdymas elektros leidžiamas dirbtinis namų apšvietimas ir miestai, nustoja priklausyti nuo Saulės arba dega kuro (dyzelinės arba žibalinės lempos). Taip buvo pasėti XX amžiuje susiformavusios optinės inžinerijos pagrindai.
Dėl elektronikos ir optikos buvo įmanoma sukurti šviesos pritaikymus, kurie prieš šimtmečius būtų buvę neįsivaizduojami. Mūsų supratimas apie jo fizinį veikimą išaugo, iš dalies dėl kvantinių teorijų ir dėl jų padarytos didžiulės fizikos bei chemijos pažangos.
Šviesos ir jos studijos dėka egzistuoja technologijas tokie skirtingi kaip lazeriai, kino teatras, Fotografija, kopijavimas arba fotovoltinės plokštės.
Šviesos charakteristikos
Šviesa yra banguota ir korpuskulinė fotonų emisija, ty tuo pačiu metu ji elgiasi taip, lyg būtų sudaryta iš bangos ir materija.
Jis visada važiuoja tiesia linija, nustatytu ir pastoviu greičiu. The dažnis šviesos bangų lygis lemia šviesos energija, ir tai išskiria matomą šviesą nuo kitų spinduliuotės formų.
Nors šviesa apskritai (tiek iš Saulės, tiek iš lempos) atrodo balta, joje yra bangų, kurių bangos ilgiai atitinka kiekvieną matomo spektro spalvą.
Tai galima įrodyti nukreipus jį į prizmę ir suskaidžius į tonus Vaivorykštė. Tai, kad objektas turi tam tikrą spalvą, yra to, kad objekto pigmentas sugeria tam tikrus bangos ilgius ir atspindi kitus, atspindėdamas objekto bangos ilgį. spalva Ką matome.
Jei matome objektą baltą, tai todėl, kad pigmentas atspindi visą šviesą, kuri skleidžiama ant jo, visus bangos ilgius. Kita vertus, jei matome jį juodą, tai todėl, kad jis sugeria visą šviesą ir niekas neatsispindi, nieko nematome, tai yra, matome juodą.Mūsų akimis suvokiamo spektro spalvos svyruoja nuo raudonos (700 nanometrų bangos ilgio) iki violetinės (400 nanometrų bangos ilgio).
Šviesos sklidimas
Šviesa keliauja tiesia linija ir vakuume 299 792 4458 metrų per sekundę greičiu. Jei jis turi pereiti per tankią ar sudėtingą laikmeną, jis juda lėčiau.
Danų astronomas Ole Roemeris atliko pirmąjį apytikslį matavimą šviesos greitis 1676 m. Nuo tada fizika labai sureguliavo mechanizmus matavimas.
Šešėlių reiškinys taip pat susijęs su šviesos sklidimu: pataikant į nepermatomą objektą, šviesa projektuoja savo siluetą fone, nubrėždama objekto užblokuotą dalį. Yra du atspalvio laipsniai: ryškesnis, vadinamas penumbra; ir kitas tamsesnis, vadinamas umbra.
Geometrija buvo svarbi priemonė tiriant šviesos sklidimą arba kuriant artefaktus, siekiant gauti tam tikrus efektus, pavyzdžiui, teleskopu ir mikroskopu.
Šviesos reiškiniai
Šviesos reiškiniai yra pokyčiai, kuriuos ji patiria veikiant tam tikroms terpėms ar tam tikroms fizinėms sąlygoms. Daugelis jų matomi kasdien, net jei nelabai žinome, kaip jie veikia.
- Atspindys. Atsitrenkdama į tam tikrus paviršius šviesa gali „atšokti“, tai yra keisti savo trajektoriją tam tikrais ir nuspėjamais kampais. Pavyzdžiui, jei objektas, į kurį jis atsitrenkia tam tikru kampu, yra lygus ir turi atspindinčių savybių (pavyzdžiui, veidrodžio paviršius), šviesa atsispindės kampu, lygiu krintant, bet priešinga kryptimi. Taip veikia veidrodžiai.
- Refrakcija. Kai šviesa pereina iš vienos skaidrios terpės į kitą, su skirtinga tankiai yra reiškinys, žinomas kaip "lūžis". Klasikinis pavyzdys yra šviesos praėjimas tarp oro (mažiau tankus) ir Vanduo (tankesnis), ką galima paliudyti įdėjus stalo įrankius į stiklinę vandens ir pastebėjus, kaip atrodo, kad stalo įrankių vaizdas nutrūksta ir dubliuojasi, tarsi vaizde būtų „klaida“. Taip yra todėl, kad vanduo keičia sklidimo kryptį, kai pereina iš vienos terpės į kitą.
- Difrakcija. Kai šviesos spinduliai supa objektą arba praeina pro nepermatomo korpuso angas, jų trajektorija pasikeis ir atsidarys, kaip tai atsitinka su automobilio priekiniais žibintais naktį. Šis reiškinys būdingas visoms bangoms.
- Sklaida. Ši šviesos savybė leidžia mums gauti visą spalvų spektrą išsklaidant šviesos spindulį, tai yra tai, kas atsitinka, kai jį praleidžiame per prizmę, arba kas nutinka, kai šviesa praeina pro lietaus lašus. atmosfera ir taip sukuria vaivorykštę.
- Poliarizacija. Šviesa susideda iš svyravimų elektrinis laukas Y magnetinis kurios gali turėti skirtingus adresus. Šviesos poliarizacija yra reiškinys, atsirandantis, kai, pavyzdžiui, naudojant poliarizatorių (pvz., akinius nuo saulės) sumažinamos virpesių kryptys, todėl šviesa sklinda mažesniu intensyvumu.
Saulės šviesa ir dirbtinė šviesa
Tradicinis žmonijos šviesos šaltinis buvo iš Saulės, kuri nuolat skleidžia matomą šviesą, šilumą, ultravioletinę šviesą ir kitokią spinduliuotę.
The saulės šviesa Tai būtina, kad fotosintezė ir išlaikyti temperatūros planetos su gyvybe suderinamuose diapazonuose. Ji panaši į šviesą, kurią stebime iš kitos žvaigždės iš galaktika, nors juos skiria milijardai mylių.
Nuo labai ankstyvų laikų zmogus bandė imituoti tą natūralios šviesos šaltinį. Iš pradžių tai darė įvaldydami ugnį, su fakelais ir laužais, kuriems reikėjo degių medžiagų ir kurie nebuvo labai patvarūs.
Vėliau jis naudojo vaškines žvakes, kurios degė kontroliuojamai, o daug vėliau sukūrė gatvių žibintus, deginančius alyvą ar kt. angliavandeniliai, todėl atsirado pirmasis miesto apšvietimo tinklas, kuris vėliau buvo pakeistas gamtinių dujų. Ilgainiui priėjo prie elektros naudojimo – saugesnės ir efektyvesnės jos versijos.