Licht ist ... Die Natur des Lichts. Gesetze des Lichts

Jede Art von optischer Strahlung wird als leicht betrachtet. Mit anderen Worten, das sind elektromagnetische Wellen, deren Länge im Bereich von Nanometern liegt.

Allgemeine Definitionen

Aus Sicht der Optik ist Lichtelektromagnetische Strahlung, die vom Auge einer Person wahrgenommen wird. Für die Einheit der Änderung ist es üblich, den Standort in einem Vakuum von 750 THz zu nehmen. Dies ist die kurzwellige Grenze des Spektrums. Seine Länge beträgt 400 nm. Was die breitwellige Grenze betrifft, wird eine Maßeinheit bei 760 nm, dh 390 THz, genommen.

In der Physik wird Licht als eine Sammlung betrachtetgerichtete Teilchen, Photonen genannt. Die Geschwindigkeit der Verteilung der Wellen im Vakuum ist konstant. Photonen haben ein bestimmtes Momentum, Energie, keine Masse. Im weiteren Sinne ist Licht sichtbare ultraviolette Strahlung. Auch können Wellen Infrarot sein.

Aus der Sicht der Ontologie ist Licht der Beginn des Seins. Dies wird von Philosophen und Religionsgelehrten bestätigt. In der Geographie ist es üblich, diesen Begriff als getrennte Regionen des Planeten zu bezeichnen. Licht selbst ist ein soziales Konzept. Dennoch hat es in der Wissenschaft spezifische Eigenschaften, Eigenschaften und Gesetze.

Natur und Lichtquellen

Dabei wird elektromagnetische Strahlung erzeugtWechselwirkung geladener Teilchen. Die optimale Voraussetzung hierfür ist Wärme, die ein kontinuierliches Spektrum aufweist. Die maximale Strahlung hängt von der Temperatur der Quelle ab. Ein hervorragendes Beispiel für den Prozess ist die Sonne. Seine Strahlung ähnelt der eines absolut schwarzen Körpers. Die Natur des Lichts auf der Sonne wird durch die Temperatur des Erhitzens auf 6000 K bestimmt. Zur gleichen Zeit sind etwa 40% der Strahlung in Sichtweite. Das Maximum des Leistungsspektrums liegt in der Nähe von 550 nm.

Lichtquellen können auch sein:

1. Elektronenschalen von Molekülen und Atomen beim Übergang von einer Ebene zur anderen. Solche Prozesse erlauben uns, ein lineares Spektrum zu erreichen. Ein Beispiel sind LEDs und Gasentladungslampen.
2. Cerenkov-Strahlung, die durch die Bewegung geladener Teilchen mit einer Phasengeschwindigkeit von Licht gebildet wird.
3. Photon Verzögerungsprozesse. Dadurch wird Synchrotron- oder Zyklotronstrahlung erzeugt.

Die Art des Lichts kann auch mit Lumineszenz assoziiert werden. Dies gilt sowohl für künstliche als auch für organische Quellen. Beispiel: Chemilumineszenz, Szintillation, Phosphoreszenz usw.

Die Lichtquellen sind wiederum in Gruppen bezüglich der Temperaturindikatoren eingeteilt: A, B, C, D65. Das komplexeste Spektrum wird in einem absolut schwarzen Körper beobachtet.

Eigenschaften von Licht

Das menschliche Auge nimmt subjektiv wahrelektromagnetische Strahlung als Farbe. So kann das Licht mit weißen, gelben, roten, grünen Überläufen nachgeben. Dies ist nur eine visuelle Empfindung, die mit der Frequenz der Strahlung in Zusammenhang steht, sei es spektral oder monochromatisch in der Zusammensetzung. Es ist bewiesen, dass sich Photonen auch im Vakuum ausbreiten können. In Abwesenheit von Materie beträgt die Strömungsgeschwindigkeit 300.000 km / s. Diese Entdeckung wurde in den frühen 1970er Jahren gemacht.

An der Grenze des Mediums erfährt der Lichtstrom entwederReflexion oder Refraktion. Während der Ausbreitung dissipiert es durch die Substanz. Man kann sagen, dass die optischen Indizes des Mediums durch einen Brechungsindex gekennzeichnet sind, der gleich dem Verhältnis der Geschwindigkeiten im Vakuum und der Absorption ist. In isotropen Substanzen hängt die Ausbreitung des Stroms nicht von der Richtung ab. Hier wird der Brechungsindex durch eine skalare Größe dargestellt, die durch die Koordinaten und die Zeit bestimmt wird. In einem anisotropen Medium manifestiert sich das Photon in Form eines Tensors.

Außerdem ist das Licht polarisiert und nicht. Im ersten Fall ist der Hauptwert der Definition der Wellenvektor. Wenn der Strom nicht polarisiert ist, besteht er aus einer Reihe von Teilchen, die auf zufällige Seiten gerichtet sind.

Die wichtigste Eigenschaft von Licht ist seine Intensität. Es wird durch solche photometrischen Größen wie Energie und Energie bestimmt.

Grundlegende Eigenschaften von Licht

Photonen können nicht nur miteinander interagierenaber auch um eine Richtung zu haben. Infolge des Kontakts mit einem Fremdmedium erfährt der Strom Reflexion und Brechung. Dies sind die zwei grundlegenden Eigenschaften von Licht. Bei der Reflexion ist alles mehr oder weniger klar: es hängt von der Dichte der Materie und dem Einfallswinkel der Strahlen ab. Mit der Brechung ist die Situation jedoch viel komplizierter.

Für den Anfang können Sie ein einfaches Beispiel betrachten: Wenn Sie den Strohhalm ins Wasser legen, erscheint er von der Seite gekrümmt und verkürzt. Dies ist die Lichtbrechung, die an der Grenze von flüssigem Medium und Luft auftritt. Dieser Vorgang wird durch die Richtung der Strahlenverteilung beim Durchgang durch die Materiegrenze bestimmt.

Wenn ein Lichtstrom die Grenze zwischen Medien berührt,seine Wellenlänge ändert sich signifikant. Trotzdem bleibt die Ausbreitungsfrequenz gleich. Wenn der Strahl nicht orthogonal bezüglich der Grenze ist, werden die Wellenlänge und ihre Richtung eine Änderung erfahren.

Künstliche Lichtbrechung wird oft für Forschungszwecke verwendet (Mikroskope, Linsen, Lupen). Zu diesen Quellen der Veränderung der Welleneigenschaften gehören Gläser.

Klassifizierung von Licht

Gegenwärtig werden künstliches und natürliches Licht unterschieden. Jede dieser Arten wird durch die charakteristische Strahlungsquelle bestimmt.

Das natürliche Licht ist eine Menge vongeladene Teilchen mit einer chaotischen und schnell wechselnden Richtung. Ein solches elektromagnetisches Feld wird durch wechselnde Spannungen verursacht. Zu den natürlichen Quellen gehören heiße Körper, die Sonne, polarisierte Gase.

Künstliches Licht ist von den folgenden Arten:

1. Lokal. Es wird am Arbeitsplatz, auf dem Küchenbereich, an Wänden usw. verwendet. Eine solche Beleuchtung spielt eine wichtige Rolle in der Innenarchitektur.
2. Häufig. Diese gleichmäßige Beleuchtung der gesamten Fläche. Die Quellen sind Kronleuchter, Stehlampen.
3. Kombiniert. Mischung der ersten und zweiten Art, um die ideale Ausleuchtung des Raumes zu erreichen.
4. Notfall. Es ist sehr nützlich, wenn die Lichter ausgeschaltet werden. Das Essen wird am häufigsten aus Batterien hergestellt.

Sonnenlicht

Bis heute ist dies die wichtigste Energiequelleauf der Erde. Es ist nicht übertrieben zu sagen, dass Sonnenlicht alle wichtigen Dinge beeinflusst. Dies ist eine quantitative Konstante, die die Energie bestimmt.

In den oberen Schichten der Erdatmosphäre sind etwa 50% der Infrarotstrahlung und 10% der Ultraviolettstrahlung enthalten. Daher beträgt die quantitative Komponente des sichtbaren Lichts nur 40%.

Solarenergie wird in synthetischen undnatürliche Prozesse. Dies ist die Photosynthese und die Umwandlung von chemischen Formen und Erhitzung und vieles mehr. Dank der Sonne kann die Menschheit Elektrizität nutzen. Im Gegenzug können Lichtstrahlen direkt und gestreut sein, wenn sie durch Wolken hindurchgehen.

Die drei Hauptgesetze

Seit alters haben Wissenschaftler geometrische Optik studiert. Bis heute sind die folgenden Gesetze des Lichts grundlegend:

1. Gesetz der Vermehrung. Es besagt, dass in einem homogenen optischen Medium Licht geradlinig verteilt wird.
2. Das Gesetz der Brechung. Ein Lichtstrahl trifft auf die Grenze zweier Medien und seine Projektion vom Schnittpunkt liegt auf einer Ebene. Dies gilt auch für das auf den Kontaktpunkt fallende Lot. In diesem Fall ist das Verhältnis der Sinus der Einfalls- und der Brechungswinkel konstant.
3. Gesetz der Reflexion. Der Lichtstrahl, der auf die Grenze des Mediums und seine Projektion fällt, liegt auf derselben Ebene. Die Reflexions- und Fallwinkel sind gleich.

Wahrnehmung von Licht

Die Welt um uns herum ist sichtbar dankdie Fähigkeit seiner Augen, mit elektromagnetischer Strahlung zu interagieren. Licht wird von retinalen Rezeptoren wahrgenommen, die erfasst und auf den Spektralbereich geladener Teilchen reagieren können.

Eine Person hat 2 Arten von empfindlichen ZellenAugen: Zapfen und Stöcke. Die erste Ursache für den Mechanismus des Sehens am Tag mit einer hohen Beleuchtungsstärke. Die Stäbe sind empfindlicher gegenüber Strahlung. Sie ermöglichen es einer Person, nachts zu sehen.

Die visuellen Schattierungen des Lichts werden durch die Wellenlänge und ihre Richtung bestimmt.