Işık ... Işıkların doğası. Işık yasaları

Her türlü optik radyasyon ışık olarak kabul edilir. Başka bir deyişle, bunlar elektromanyetik dalgalardır, uzunluğu ise nanometre birimleri cinsindendir.

Genel Tanımlar

Optik bakış açısından, ışıkBir kişinin gözüyle algılanan elektromanyetik radyasyon. Değişim birimi için, 750 THz'lik bir boşlukta bir yer almak gelenekseldir. Bu, spektrumun kısa dalga sınırıdır. Uzunluğu 400 nm'dir. Geniş dalga sınırına gelince, 760 nm'de bir ölçü birimi alınır, yani 390 THz.

Fizikte ışık bir koleksiyon olarak görülürfotonlar olarak adlandırılan yönlendirilmiş parçacıklar. Dalgaların vakumda dağılma hızı sabittir. Fotonlar belli bir momentuma, enerjiye, sıfır kütleye sahiptir. Daha geniş anlamda, ışık görünür ultraviyole radyasyonudur. Ayrıca dalgalar kızılötesi olabilir.

Ontoloji açısından ışık, varlığın başlangıcıdır. Bu filozoflar ve din bilginleri tarafından doğrulanır. Coğrafyada, bu terimi gezegenin ayrı bölgeleri olarak adlandırmak gelenekseldir. Işığın kendisi sosyal bir kavramdır. Bununla birlikte, bilimde belirli özellikleri, özellikleri ve yasaları vardır.

Doğa ve ışık kaynakları

İşlemde elektromanyetik radyasyon yaratılıryüklü parçacıkların etkileşimi. Bunun için optimum şart sürekli bir spektruma sahip olan ısıdır. Maksimum radyasyon kaynağın sıcaklığına bağlıdır. Sürecin mükemmel bir örneği Güneş'dir. Radyasyonu kesinlikle siyah bir gövdeye yakındır. Güneşteki ışığın niteliği, ısıtma sıcaklığı olarak 6000 K'ya kadar belirlenir. Aynı zamanda radyasyonun yaklaşık% 40'ı görülebilir. Gücün spektrumu maksimum 550 nm civarındadır.

Işık kaynakları da olabilir:

Bir seviyeden diğerine geçiş sırasında moleküllerin ve atomların elektronik kabukları. Bu tür süreçler lineer bir spektrum elde etmemizi sağlar. Bir örnek LED'ler ve gaz deşarj lambalarıdır.
Yüklü parçacıkların ışığın faz hızı ile hareketiyle oluşan Cerenkov radyasyonu.
Foton yavaşlama süreçleri. Sonuç olarak, senkrotron veya siklotron radyasyonu üretilir.

Işığın doğası da lüminesans ile ilişkilendirilebilir. Bu hem yapay kaynaklar hem de organik olanlar için geçerlidir. Örnek: kemilüminesans, sintilasyon, fosforesans, vb.

Buna karşılık, ışık kaynakları sıcaklık göstergelerine göre gruplara ayrılır: A, B, C, D65. En karmaşık spektrum kesinlikle siyah bir vücutta görülür.

Işığın özellikleri

İnsan gözü öznel olarak algılıyorrenk olarak elektromanyetik radyasyon. Böylece ışık beyaz, sarı, kırmızı, yeşil taşmalarla açığa çıkabilir. Bu, radyasyonun frekansıyla ilişkili olan, kompozisyonda spektral veya monokromatik olup olmadığı ile ilgili sadece görsel bir duyumdur. Fotonların vakumda bile çoğaldığı kanıtlanmıştır. Maddenin yokluğunda, akış hızı 300.000 km / s'dir. Bu keşif 1970'lerin başlarında yeniden yapıldı.

Ortamın sınırında, ışık akışı yayansıma veya kırılma. Yayılma sırasında madde boyunca yayılır. Ortamın optik indekslerinin, vakum ve emilimdeki hızların oranına eşit bir kırılma indisi ile karakterize edildiği söylenebilir. İzotropik maddelerde, akımın yayılımı yöne bağlı değildir. Burada kırılma indisi, koordinatlar ve zaman ile belirlenen bir skaler miktar ile temsil edilir. Bir anizotropik ortamda, foton bir tensör şeklinde ortaya çıkar.

Ayrıca ışık polarize ve değil. İlk durumda, tanımın ana değeri dalga vektörüdür. Akış polarize değilse, o zaman rastgele taraflara yönelik bir dizi parçacıktan oluşur.

Işığın en önemli özelliği yoğunluğudur. Güç ve enerji gibi fotometrik büyüklüklerle belirlenir.

Işığın temel özellikleri

Fotonlar sadece aralarında etkileşim kuramazama aynı zamanda yönü var. Yabancı bir ortam ile temas sonucu, akış yansıma ve kırılma deneyimlemektedir. Bunlar ışığın iki temel özelliğidir. Yansıma ile, her şey az ya da çok açıktır: maddenin yoğunluğuna ve ışınların insidans açısına bağlıdır. Ancak, kırılma ile durum çok daha karmaşıktır.

Yeni başlayanlar için basit bir örnek düşünebilirsiniz: Pipeti suya koyarsanız, o zaman yanlardan eğri ve kısalmış görünür. Bu, sıvı ortamın ve havanın sınırında meydana gelen ışığın kırılmasıdır. Bu süreç, maddenin sınırı boyunca geçiş sırasında ışınların dağılımı yönüyle belirlenir.

Bir ışık akışı medya arasındaki sınırlara dokunduğunda,dalga boyu önemli ölçüde değişir. Bununla birlikte, yayılma frekansı aynı kalır. Eğer ışın, sınıra göre ortogonal değilse, o zaman dalga boyu ve yönü bir değişime uğrayacaktır.

Işığın yapay kırılması genellikle araştırma amaçlı kullanılır (mikroskoplar, mercekler, büyüteçler). Dalga özelliklerinde bu değişim kaynakları gözlük içerir.

Işığın sınıflandırılması

Şu anda, yapay ve doğal ışık ayırt edilir. Bu türlerin her biri, karakteristik radyasyon kaynağıyla belirlenir.

Doğal ışık bir diziKaotik ve hızla değişen bir yön ile yüklü parçacıklar. Böyle bir elektromanyetik alan, değişen gerilimlerden kaynaklanır. Doğal kaynaklar arasında sıcak cisimler, güneş, kutuplaşmış gazlar bulunur.

Suni ışık aşağıdaki tiplerde:

Yerel. İşyerinde, mutfak alanında, duvarlarda vb. Kullanılır. Bu tür aydınlatma, iç tasarımda önemli bir rol oynar.
Genel olarak. Tüm alanın bu düzgün aydınlatma. Kaynaklar avizeler, zemin lambaları.
Kombine. Odanın ideal aydınlatmasını sağlamak için birinci ve ikinci türün karışımı.
Acil. Işıkları söndürürken son derece kullanışlıdır. Gıda en sık pillerden üretilir.

güneş ışığı

Bugüne kadar, bu ana enerji kaynağıdırDünyada. Güneş ışığının tüm önemli konuları etkilediğini söylemek abartı değil. Bu, enerjiyi belirleyen nicel bir sabittir.

Dünya atmosferinin üst katmanlarında, kızılötesi radyasyonun yaklaşık% 50'si ve ultraviyole radyasyonunun% 10'u bulunur. Bu nedenle, görünür ışığın nicel bileşeni sadece% 40'tır.

Güneş enerjisi sentetik olarak kullanılır vedoğal süreçler. Bu fotosentez, kimyasal formların dönüşümü, ısınma ve çok daha fazlasıdır. Güneş sayesinde insanlık elektrik kullanabilir. Buna karşılık, ışık akışları bulutlardan geçerse doğrudan ve dağınık olabilir.

Üç Ana Yasa

Eski zamanlardan beri, bilim adamları geometrik optik üzerinde çalışıyorlar. Bugüne kadar, aşağıdaki ışık yasaları temeldir:

Yayılma Hukuku. Homojen bir optik ortamda ışığın doğrusal olarak dağıtılacağını söylüyor.
Kırılma yasası. İki ortamın sınırında bir ışık ışını ışını ve kesişme noktasından gelen izdüşümü bir düzlemde uzanır. Bu aynı zamanda temas noktasına düşmüş dikey için de geçerlidir. Bu durumda, insidans açıları ve kırılma oranlarının oranı sabit olacaktır.
Yansıma kanunu Ortamın sınırına düşen ışık ışını ve izdüşümü aynı düzlemde uzanır. Yansıma ve düşme açıları eşittir.

Işık algısı

Çevremizdeki dünya sayesinde görünürGözlerinin elektromanyetik radyasyon ile etkileşime girme yeteneği. Işık, çekilen parçacıkların spektral aralığına yakalanabilen ve reaksiyona sokulabilen retinal reseptörler tarafından algılanır.

Bir kişi 2 tip hassas hücreye sahiptirgözler: koniler ve çubuklar. İlk sebep, gündüz vakti görme mekanizmasının yüksek seviyede aydınlatma ile gerçekleşmesidir. Çubuklar radyasyona karşı daha hassastır. Bir kişinin geceleri görmesine izin veriyorlar.

Işık görsel tonları dalga boyu ve yönü ile belirlenir.