svetlo

Fyzický

2022

Vysvetľujeme všetko o svetle, histórii jeho štúdia, ako sa šíri a ďalšie vlastnosti. Okrem toho prirodzené a umelé svetlo.

Svetlo je forma elektromagnetického žiarenia viditeľná ľudským okom.

Čo je svetlo

To, čo nazývame svetlom, je súčasťou elektromagnetické spektrum ktoré je možné vnímať ľudským okom. Okrem svetla existujú rôzne formy elektromagnetického žiarenia vesmír, ktorá sa šíri cez priestor a prepravy energie z jedného miesta na druhé (napríklad ultrafialové žiarenie alebo röntgenové lúče), ale žiadne z nich nemožno vnímať prirodzene.

Viditeľné svetlo sa skladá z fotónov (z gréckeho slova phos, „svetlo“), druh častice chýbajú elementály omša. Fotóny sa správajú dvojakým spôsobom: ako vlny a ako častice. Táto dualita dáva svetlu jedinečné fyzikálne vlastnosti.

The optika je pobočka fyzické ktorá študuje svetlo, jeho vlastnosti, správanie, interakciu a jeho účinky na záležitosť. Svetlo je však štúdiom mnohých ďalších disciplín ako chémiavšeobecná relativita alebo fyzika kvantový, okrem iného.

História svetla

Povaha svetla navždy fascinovala ľudskú rasu. V dávnych dobách to bolo považované za vlastnosť hmoty, niečo, čo vychádzalo z vecí. Súviselo to aj s slnko, hviezdny kráľ vo väčšine náboženstva Y svetonázory z ľudskosť primitívne a teda aj s tým teplo a s života.

Starovekí Gréci chápali svetlo ako niečo blízke pravda vecí. Študovali ho filozofi ako Empedokles a Euklides, ktorí už objavili niekoľko jeho fyzikálnych vlastností. Od renesancie V Európe v pätnástom storočí jeho štúdium a aplikácia na ľudský život zaznamenali veľkú podporu s rozvojom modernej fyziky a optika.

Následne vedenie k elektriny povolené umelé osvetlenie domov a Mestá, prestane závisieť od Slnka alebo horí palivá (dieselové alebo petrolejové lampy). Tak boli zasiate základy optického inžinierstva, ktoré sa vyvinulo v dvadsiatom storočí.

Vďaka elektronike a optike bolo možné vyvinúť aplikácie pre svetlo, ktoré by pred storočiami boli nemysliteľné. Naše chápanie jeho fyzikálneho fungovania sa zvýšilo, čiastočne vďaka kvantovým teóriám a obrovskému pokroku vo fyzike a chémii, ktorý sa vďaka nim udial.

Vďaka svetlu a jeho štúdiu existujú technológie tak rozdielne ako lasery, kino, Fotografovanie, kopírovanie resp fotovoltaické panely.

Charakteristika svetla

Všetky farby sú obsiahnuté vo svetle.

Svetlo je zvlnená a korpuskulárna emisia fotónov, to znamená, že sa zároveň správa, ako keby bola vyrobená z vlny a hmota.

Pohybuje sa vždy v priamom smere, definovanou a konštantnou rýchlosťou. The frekvencia svetelných vĺn určuje úroveň svetelná energiaa to je to, čo odlišuje viditeľné svetlo od iných foriem žiarenia.

Hoci svetlo vo všeobecnosti (ako zo Slnka, tak aj z lampy) vyzerá biele, obsahuje vlny s vlnovými dĺžkami, ktoré zodpovedajú každej farbe vo viditeľnom spektre.

Dá sa to doložiť nasmerovaním na hranol a jeho rozložením na tóny Rainbow. To, že objekt má konkrétnu farbu, je dôsledkom toho, že pigment objektu absorbuje určité vlnové dĺžky a odráža iné, pričom odráža vlnovú dĺžku objektu. farba Čo vidíme.

Ak vidíme predmet biely, je to preto, že pigment odráža všetko svetlo, ktoré je naň vyžarované, všetky vlnové dĺžky. Ak ho naopak vidíme čierno, je to preto, že pohlcuje všetko svetlo a nič sa neodráža, nič nevidíme, teda vidíme čiernu.Farby spektra vnímateľné našim okom siahajú od červenej (700 nanometrov vlnovej dĺžky) po fialovú (400 nanometrov vlnovej dĺžky).

Šírenie svetla

Svetlo sa vo vákuu šíri priamočiaro a rýchlosťou 299 792 4458 metrov za sekundu. Ak musí prejsť hustým alebo zložitým médiom, pohybuje sa pomalšou rýchlosťou.

Dánsky astronóm Ole Roemer urobil prvé hrubé meranie rýchlosť svetla v roku 1676. Odvtedy fyzika značne vyladila mechanizmy o meranie.

Fenomén tieňov súvisí aj so šírením svetla: pri dopade na nepriehľadný objekt svetlo premieta svoju siluetu na pozadie, pričom obkresľuje časť blokovanú objektom. Existujú dva stupne tieňa: jasnejší, nazývaný penumbra; a ďalší tmavší, nazývaný umbra.

Geometria bola dôležitým nástrojom pri štúdiu šírenia svetla alebo pri navrhovaní artefaktov na získanie určitých efektov, napr. ďalekohľad a mikroskop.

Svetelné javy

K lomu na tomto obrázku dochádza, pretože rýchlosť svetla sa pri prechode vodou znižuje.

Fenomény svetla sú zmeny, ktoré zažíva, keď je vystavené určitým médiám alebo určitým fyzickým podmienkam. Mnohé z nich sú viditeľné na dennej báze, aj keď vlastne ani nevieme, ako fungujú.

  • Reflexia. Pri dopade na určité povrchy je svetlo schopné „odskakovať“, teda meniť svoju trajektóriu v určitých a predvídateľných uhloch. Ak je napríklad predmet, na ktorý dopadá pod určitým uhlom, hladký a má reflexné vlastnosti (napríklad povrch zrkadla), svetlo sa odrazí pod uhlom, ktorý sa rovná dopadajúcemu, ale v opačnom smere. Takto fungujú zrkadlá.
  • Refrakcia. Keď svetlo prechádza z jedného priehľadného média do druhého, s rôznymi hustoty existuje jav známy ako „refrakcia“. Klasickým príkladom je prechod svetla medzi vzduchu (menej husté) a Voda (hustejšie), čo možno doložiť tak, že príbor vložíte do pohára s vodou a všimnete si, ako sa obraz príboru zdá byť prerušovaný a duplikovaný, akoby bola na obrázku „chyba“. Voda totiž pri prechode z jedného média do druhého mení smer šírenia.
  • Difrakcia. Keď svetelné lúče obklopujú predmet alebo prechádzajú otvormi v nepriehľadnom tele, zaznamenajú zmenu ich trajektórie, čím sa vytvorí efekt otvorenia, ako sa to stáva pri svetlometoch auta v noci. Tento jav je typický pre všetky vlny.
  • Rozptyl. Táto vlastnosť svetla nám umožňuje získať celé farebné spektrum rozptýlením lúča svetla, to znamená, čo sa stane, keď ho necháme prejsť hranolom, alebo čo sa stane, keď svetlo prejde cez dažďové kvapky v atmosféru a tak vytvára dúhu.
  • Polarizácia. Svetlo sa skladá z oscilácií elektrické pole Y magnetické ktoré môžu mať rôzne adresy. Polarizácia svetla je jav, ku ktorému dochádza, keď sa napríklad pomocou polarizátora (ako sú slnečné okuliare) znížia smery kmitov, takže sa svetlo šíri s menšou intenzitou.

Slnečné svetlo a umelé svetlo

Tradičným zdrojom svetla ľudstva bolo svetlo pochádzajúce zo Slnka, ktoré neustále vyžaruje viditeľné svetlo, teplo, ultrafialové svetlo a iné druhy žiarenia.

The slnečné svetlo Je nevyhnutné pre fotosyntéza a udržiavať teplota planéty v rozsahu kompatibilnom so životom. Je to podobné ako svetlo, ktoré pozorujeme od toho druhého hviezdy z galaxie, aj keď sú od seba vzdialené miliardy kilometrov.

Od veľmi raných čias ľudská bytosť sa pokúsil napodobniť tento zdroj prirodzeného svetla. Spočiatku to bolo zvládnutím ohňa s fakľami a ohňami, ktoré si vyžadovali horľavé materiály a neboli príliš odolné.

Neskôr používal voskové sviečky, ktoré horeli kontrolovaným spôsobom, a oveľa neskôr vytvoril pouličné osvetlenie, ktoré spaľovalo olej alebo iné uhľovodíkov, čím vznikla prvá mestská osvetľovacia sieť, ktorá bola neskôr nahradená o zemný plyn. Nakoniec prišlo k využívaniu elektriny, jej bezpečnejšej a efektívnejšej verzii.

!-- GDPR -->