Lumina este ... Natura lumina. Legile luminii

Orice tip de radiație optică este considerată ușoară. Cu alte cuvinte, acestea sunt unde electromagnetice, lungimea căreia se află în intervalul de unități de nanometri.

Definiții generale

Din punct de vedere al opticii, lumina este radiația electromagnetică, care este percepută de ochiul unei persoane. Pentru unitatea de schimbare, este obișnuit să ia site-ul într-un vid de 750 THz. Aceasta este limita de frecvență scurtă a spectrului. Lungimea sa este de 400 nm. În ceea ce privește limita de undă largă, o unitate de măsură este luată la 760 nm, adică 390 THz.

În fizică, lumina este privită ca un set de particule direcționate numite fotoni. Viteza de distribuție a undelor în vid este constantă. Fotonii au un anumit impuls, energie, masa zero. În sensul mai larg al cuvântului, lumina este vizibilă radiații ultraviolete. De asemenea, valurile pot fi în infraroșu.Din punct de vedere al ontologiei, lumina este începutul ființei. Acest lucru este confirmat de filozofi și învățați religioși. În geografie, este obișnuit să numim acest termen termeni separați ai planetei. Lumina însăși este un concept social. Cu toate acestea, în știință are proprietăți, caracteristici și legi specifice.

Natură și surse de lumină

Radiația electromagnetică este generată în timpul interacțiunii particulelor încărcate. Condiția optimă pentru aceasta este căldura, care are un spectru continuu. Radiația maximă depinde de temperatura sursei. Un exemplu excelent al procesului este Soarele. Radiația sa este aproape de cele ale unui corp absolut negru. Natura luminii pe Soare este determinată de temperatura de încălzire la 6000 K. În același timp, aproximativ 40% din radiații se află în vedere. Maximul spectrului de putere este situat la 550 nm.

1. Cochilii electronice ale moleculelor și atomilor în timpul tranziției de la un nivel la altul. Astfel de procese ne permit să realizăm un spectru liniar. Un exemplu sunt LED-urile și lămpile cu descărcare în gaz.
2. Radiația Cerenkov, care este formată de mișcarea particulelor încărcate cu o viteză de fază a luminii.
3. Procesele de decelerare a fotonului. Ca rezultat, se produce radiația sincrotronică sau ciclotronă.

Natura luminii poate fi, de asemenea, asociată cu luminescența. Acest lucru se aplică atât surselor artificiale, cât și celor organice. Exemplu: chemiluminescență, scintilație, fosforescență etc.

La rândul lor, sursele de lumină sunt împărțite în grupuri în ceea ce privește indicatorii de temperatură: A, B, C, D65. Spectrul cel mai complex este observat într-un corp absolut negru.

Caracteristicile luminii

Ochiul uman percepe subiectiv radiația electromagnetică ca o culoare. Deci, lumina se poate da cu alb, galben, roșu, verde deversări. Aceasta este doar o senzație vizuală, care este legată de frecvența radiației, fie că este compoziție spectrală sau monocromatică. Se demonstrează că fotonii se pot propaga chiar și în vid. În absența materiei, viteza de curgere este de 300.000 km / s. Această descoperire a fost făcută la începutul anilor 1970.

La limita mediei, fluxul de lumină suferă fie reflexie, fie reflexie. În timpul răspândirii, se disipează prin substanță. Se poate spune că mediul optic caracterizat indici de refracție valoarea vitezelor relative egale și absorbția în vid. În substanțele izotropice, propagarea fluxului nu depinde de direcție. aici indicele de refracție este reprezentată de o valoare scalară determinată de coordonate și timp. Într-un mediu anizotropic, fotonul se manifestă sub forma unui tensor.

În plus, lumina este polarizată și nu. În primul caz, valoarea principală a definiției este vectorul de undă. Dacă fluxul nu este polarizat, atunci acesta constă dintr-un set de particule direcționate către părți aleatorii.

Cea mai importantă caracteristică a luminii este intensitatea ei. Se determină prin astfel de cantități fotometrice ca putere și energie.

Proprietățile de bază ale luminii

Pentru început, puteți lua în considerare un exemplu simplu: dacă puneți paiele în apă, atunci din lateral se pare curbată și scurtă. Aceasta este refracția luminii, care are loc la limita mediei lichide și a aerului. Acest proces este determinat de direcția distribuției razelor în timpul trecerii prin limita materiei. Când fluxul de lumină atinge limita dintre medii, lungimea de undă a undei sale se modifică semnificativ. Cu toate acestea, frecvența de propagare rămâne aceeași. Dacă raza nu este ortogonală în raport cu limita, atunci lungimea de undă și direcția acesteia vor suferi o schimbare.

artificial refracția luminii utilizate frecvent în scopuri de cercetare (microscoape, lentile, lămpi). Aceste surse de schimbare a caracteristicilor valurilor includ ochelarii.

Clasificarea luminii

În prezent, se disting lumina artificială și naturală. Fiecare dintre aceste specii este determinată de sursa caracteristică de radiație.

Lumina naturală este o colecție de particule încărcate cu o direcție haotică și în schimbare rapidă. Un astfel de câmp electromagnetic este cauzat de tensiuni alternative. Sursele naturale includ corpurile fierbinți, soarele, gazele polarizate.

Luminile artificiale sunt de tipul:

1. Local. Se folosește la locul de muncă, în zona de bucătărie, pereți etc. Asemenea iluminat joacă un rol important în designul interior.
2. În general. Această iluminare uniformă a întregii zone. Sursele sunt candelabre, lămpi de podea.
3. Combinat. Amestec de prima și a doua specie pentru a obține iluminarea ideală a camerei.
4. De urgență. Este extrem de util când opriți luminile. Alimentele se produc cel mai adesea din baterii.

lumina soarelui

Astăzi este principala sursă de energie pe Pământ. Nu este o exagerare să spunem că lumina soarelui afectează toate chestiunile importante. Aceasta este o constantă cantitativă care determină energia.

În straturile superioare ale atmosferei pământului se află circa 50% din radiația infraroșie și 10% din radiațiile ultraviolete. Prin urmare, componenta cantitativă a luminii vizibile este de numai 40%.

Energia solară este utilizată în procesele sintetice și naturale. Aceasta este fotosinteza, conversia formelor chimice, încălzirea și multe altele. Datorită soarelui, omenirea poate folosi energie electrică. La rândul lor, fluxurile de lumină pot fi directe și împrăștiate dacă trec prin nori.

Cele trei legi principale

Din cele mai vechi timpuri, oamenii de stiinta au studiat optica geometrica. Până în prezent, sunt fundamentale următoarele legi ale luminii:

1. Legea propagării. Se spune că într-un mediu optic omogen, lumina va fi distribuită rectiliniu.
2. Legea refracției. O rază de lumină care a survenit la limita a două medii și proiecția ei din punctul de intersecție se află pe un plan. Acest lucru se aplică și perpendicularului scăzut până la punctul de contact. În acest caz, raportul dintre sinele unghiurilor de incidență și refracție va fi constant.
3. Legea reflexiei. Raza de lumină care cade pe limita mediei și proiecția ei se află pe același plan. Unghiurile de reflecție și cădere sunt egale.

Percepția luminii

Lumea din jurul nostru este vizibilă datorită capacității ochilor săi de a interacționa cu radiațiile electromagnetice. Lumina este percepută de receptorii retinieni, care pot fi capturați și reacționați la domeniul spectral al particulelor încărcate.

O persoană are 2 tipuri de celule de ochi sensibile: conuri și tije. Prima cauză provoacă mecanismul de vizibilitate în timpul zilei, cu un nivel ridicat de iluminare. Tijele sunt mai sensibile la radiații. Ele permit unei persoane să vadă noaptea.

Nuanțele vizuale ale luminii sunt determinate de lungimea de undă și de direcția ei.