światło

Fizyczny

2022

Wyjaśniamy wszystko na temat światła, historii jego badań, sposobu rozprzestrzeniania się i innych cech. Dodatkowo światło naturalne i sztuczne.

Światło jest formą promieniowania elektromagnetycznego widocznego dla ludzkiego oka.

Co to jest światło?

To, co nazywamy światłem, jest częścią widmo elektromagnetyczne które mogą być postrzegane przez ludzkie oko. Oprócz światła, w promieniowaniu elektromagnetycznym występują różne formy promieniowania elektromagnetycznego wszechświat, który rozprzestrzenia się przez przestrzeń i transporty Energia z jednego miejsca do drugiego (na przykład promieniowanie ultrafioletowe lub promieniowanie rentgenowskie), ale żadne z nich nie może być postrzegane naturalnie.

Światło widzialne składa się z fotonów (od greckiego słowa phos, „światło”), rodzaj cząstki brak żywiołów masa. Fotony zachowują się dwojako: jako fale i jako cząstki. Ta dwoistość nadaje światłu wyjątkowe właściwości fizyczne.

ten optyka jest oddziałem fizyczny który bada światło, jego właściwości, zachowanie, interakcje i jego wpływ na materiał. Jednak światło jest nauką wielu innych dyscypliny jak chemia, ogólna teoria względności czy fizyka kwant, między innymi.

Historia światła

Natura światła od zawsze intrygowała ludzkość. W starożytności uważano ją za właściwość materii, coś, co emanowało z rzeczy. Wiązało się to również z Słońce, król gwiazd w większości religie Y światopoglądy z ludzkość prymitywne, a zatem również z ciepło i z życie.

Starożytni Grecy rozumieli światło jako coś bliskiego prawda od rzeczy. Badali go filozofowie tacy jak Empedokles i Euklides, którzy odkryli już kilka jego właściwości fizycznych. Z renesans W Europie w XV wieku jego badania i zastosowanie w życiu ludzkim nabrały ogromnego tempa wraz z rozwojem współczesnej fizyki i optyka.

Następnie zarząd Elektryczność dozwolone sztuczne oświetlenie domów i miasta, przestając zależeć od słońca lub płonąc paliwa (lampy diesla lub naftowe). W ten sposób zasiano fundamenty optyki, która rozwinęła się w XX wieku.

Dzięki elektronice i optyce możliwe było opracowanie zastosowań światła, które przed wiekami byłyby nie do pomyślenia. Nasza wiedza na temat jego działania fizycznego wzrosła, po części dzięki teoriom kwantowym i ogromnemu postępowi w fizyce i chemii, który dzięki nim dokonał się.

Dzięki światłu i jego badaniu istnieje technologie tak odmienne jak lasery, kino, ten Fotografia, ksero lub panele fotowoltaiczne.

Charakterystyka światła

Wszystkie kolory zawarte są w świetle.

Światło jest falową i korpuskularną emisją fotonów, to znaczy jednocześnie zachowuje się tak, jakby było zrobione z fale i materia.

Zawsze porusza się w linii prostej, z określoną i stałą prędkością. ten częstotliwość fal świetlnych określa poziom energia świetlnai to właśnie odróżnia światło widzialne od innych form promieniowania.

Chociaż ogólnie światło (zarówno ze Słońca, jak i lampy) wygląda na białe, zawiera fale o długości fali odpowiadającej każdemu kolorowi w widmie widzialnym.

Można to udowodnić, kierując go na pryzmat i rozkładając go na tony Tęcza. To, że obiekt ma określony kolor, jest konsekwencją tego, że pigment obiektu absorbuje pewne długości fal i odbija inne, odzwierciedlając długość fali obiektu. kolor Co widzimy.

Jeśli widzimy biały przedmiot, dzieje się tak dlatego, że pigment odbija całe światło, które jest na niego emitowane, wszystkie długości fal. Z drugiej strony, jeśli widzimy ją czarną, to dlatego, że pochłania ona całe światło i nic nie jest odbijane, nic nie widzimy, to znaczy widzimy czerń.Kolory widma dostrzegalnego przez nasze oko wahają się od czerwieni (700 nanometrów długości fali) do fioletu (400 nanometrów długości fali).

Propagacja światła

Światło porusza się w linii prostej z prędkością 299 792 4458 metrów na sekundę w próżni. Jeśli musi przejść przez gęste lub złożone media, porusza się z mniejszą prędkością.

Duński astronom Ole Roemer dokonał pierwszego przybliżonego pomiaru prędkość światła w 1676 roku. Od tego czasu fizyka znacznie dopracowała mechanizmy pomiar.

Zjawisko cieni wiąże się również z propagacją światła: uderzając w nieprzezroczysty obiekt, światło rzutuje swoją sylwetkę na tło, obrysowując blokowaną przez obiekt część. Istnieją dwa stopnie cienia: jaśniejszy, zwany półcieniem; i inny ciemniejszy, zwany umbra.

Geometria była ważnym narzędziem podczas badania propagacji światła lub projektowania artefaktów w celu uzyskania określonych efektów, na przykład teleskop i mikroskop.

Zjawiska światła

Załamanie na tej figurze występuje, ponieważ prędkość światła spada, gdy przechodzi przez wodę.

Zjawiska światła to zmiany, których doświadcza pod wpływem pewnych mediów lub określonych warunków fizycznych. Wiele z nich jest widocznych na co dzień, nawet jeśli tak naprawdę nie wiemy, jak działają.

  • Odbicie. Uderzając w określone powierzchnie, światło może „odbijać się”, to znaczy zmieniać swoją trajektorię pod pewnymi przewidywalnymi kątami. Na przykład, jeśli obiekt, w który uderza pod określonym kątem, jest gładki i ma właściwości odbijające (takie jak powierzchnia lustra), światło zostanie odbite pod kątem równym padającemu, ale w przeciwnym kierunku. Tak działają lustra.
  • Refrakcja. Kiedy światło przechodzi z jednego przezroczystego ośrodka do drugiego, z różnymi gęstości istnieje zjawisko znane jako „załamanie”. Klasycznym przykładem jest przejście światła między powietrze (mniej gęsty) i Woda (gęstsze), co można wykazać umieszczając sztućce w szklance wody i zauważając, jak obraz sztućców wydaje się być przerywany i powielany, tak jakby w obrazie był „błąd”. Dzieje się tak, ponieważ woda zmienia kierunek propagacji podczas przechodzenia z jednego ośrodka do drugiego.
  • Dyfrakcja. Kiedy promienie światła otaczają obiekt lub przechodzą przez otwory w nieprzezroczystym korpusie, trajektoria ich trajektorii ulega zmianie, powodując efekt otwarcia, jak w przypadku nocnych reflektorów samochodowych. Zjawisko to jest typowe dla wszystkich fal.
  • Dyspersja. Ta właściwość światła pozwala nam uzyskać pełne spektrum barw rozpraszając wiązkę światła, czyli tak się dzieje, gdy przepuszczamy ją przez pryzmat, lub co się dzieje, gdy światło przechodzi przez krople deszczu w atmosfera iw ten sposób generuje tęczę.
  • Polaryzacja. Światło składa się z drgań pole elektryczne Y magnetyczny które mogą mieć różne adresy. Polaryzacja światła to zjawisko, które występuje, gdy np. za pomocą polaryzatora (np. okulary przeciwsłoneczne) zmniejsza się kierunki oscylacji, dzięki czemu światło rozprzestrzenia się z mniejszą intensywnością.

Światło słoneczne i sztuczne

Tradycyjnym źródłem światła dla ludzkości jest to, które pochodzi ze Słońca, które nieustannie emituje światło widzialne, ciepło, światło ultrafioletowe i inne rodzaje promieniowania.

ten światło słoneczne Jest to niezbędne dla fotosynteza i do utrzymania temperatura planety w zakresach zgodnych z życiem. Jest podobny do światła, które obserwujemy od innych gwiazdy z galaktyka, mimo że dzielą je miliardy mil.

Od bardzo wczesnych czasów istota ludzka próbował naśladować to źródło naturalnego światła. Początkowo robiło to poprzez opanowanie ognia, z pochodniami i ogniskami, które wymagały materiałów palnych i nie były zbyt trwałe.

Później stosował świece woskowe, które paliły się w kontrolowany sposób, a znacznie później stworzył latarnie uliczne, które spalały olej lub inne węglowodory, dając początek pierwszej miejskiej sieci oświetleniowej, którą później zastąpiła gazu ziemnego. W końcu doszło do korzystania z energii elektrycznej, jej bezpieczniejszej i wydajniejszej wersji.

!-- GDPR -->