Cahaya adalah ... Sifat cahaya. Undang-undang cahaya

Sebarang sinaran optik dianggap ringan. Dalam erti kata lain, ini adalah gelombang elektromagnetik, panjangnya yang berada dalam pelbagai unit nanometer.

Definisi Am

Dari sudut pandangan optik, cahaya adalah radiasi elektromagnet, yang dilihat oleh mata seseorang. Untuk unit perubahan, adalah kebiasaan untuk mengambil tapak ini dalam vakum 750 THz. Ini adalah sempadan gelombang pendek spektrum. Panjangnya ialah 400 nm. Bagi sempadan gelombang lebar, unit pengukuran diambil pada 760 nm, iaitu 390 THz.

Dalam fizik, cahaya dilihat sebagai satu set zarah yang diarahkan dipanggil foton. Kelajuan pengagihan gelombang dalam vakum adalah malar. Foton mempunyai momentum, tenaga, jisim nol tertentu. Dalam erti kata yang lebih luas, cahaya boleh dilihat sebagai radiasi ultraviolet. Juga, gelombang boleh menjadi inframerah. Dari sudut pandangan ontologi, cahaya adalah permulaan. Ini disahkan oleh ahli falsafah dan sarjana agama. Dalam geografi, istilah ini biasanya digunakan untuk merujuk kepada kawasan individu di planet ini. Cahaya itu sendiri adalah konsep sosial. Walau bagaimanapun, dalam sains ia mempunyai ciri, ciri dan undang-undang tertentu.

Alam dan sumber cahaya

Radiasi elektromagnetik dihasilkan semasa interaksi zarah yang dikenakan. Keadaan optimum untuk ini adalah haba, yang mempunyai spektrum yang berterusan. Sinaran maksimum bergantung pada suhu sumber. Satu contoh proses yang sangat baik adalah Matahari. Radiasinya adalah dekat dengan tubuh yang sama sekali hitam. Sifat cahaya di Matahari ditentukan oleh suhu pemanasan sehingga 6000 K. Pada masa yang sama, kira-kira 40% radiasi berada dalam penglihatan. Maksimum spektrum kuasa terletak berhampiran 550 nm.

Sumber cahaya juga boleh:

1. Cengkerang elektronik molekul dan atom semasa peralihan dari satu peringkat ke tahap yang lain. Proses sedemikian membolehkan kita mencapai spektrum linear. Contohnya ialah lampu LED dan lampu pelepasan gas.
2. Radiasi Cherenkov, yang dibentuk oleh gerakan zarah yang dikenakan dengan halaju fasa cahaya.
3. Proses percampuran foton. Akibatnya, radiasi synchrotron atau siklotron dihasilkan.

Sifat cahaya juga boleh dikaitkan dengan luminescence. Ini terpakai kepada kedua-dua sumber buatan dan organik. Contoh: chemiluminescence, scintillation, phosphorescence, dll.

Sebaliknya, sumber cahaya dibahagikan kepada kumpulan berkenaan dengan penunjuk suhu: A, B, C, D65. Spektrum yang paling kompleks diperhatikan dalam badan yang sama sekali hitam.

Ciri-ciri cahaya

Mata manusia secara subyektif menganggap radiasi elektromagnet sebagai warna. Oleh itu, cahaya boleh memberi limpahan putih, kuning, merah, hijau. Ini hanya sensasi visual, yang berkaitan dengan frekuensi radiasi, sama ada spektrum atau monokromatik dalam komposisi. Ia terbukti bahawa foton boleh menyebar walaupun dalam vakum. Dalam ketiadaan masalah, halaju aliran adalah 300,000 km / s. Penemuan ini dibuat kembali pada awal tahun 1970-an.

Di sempadan medium, aliran cahaya mengalami sama ada refleksi atau pembiasan. Semasa penyebaran itu, ia akan hilang melalui bahan tersebut. Ia boleh dikatakan bahawa indeks optik medium dicirikan oleh indeks biasan sama dengan nisbah halaju dalam vakum dan penyerapan. Dalam bahan isotropik, penyebaran aliran tidak bergantung kepada arah. Di sini indeks bias diwakili oleh kuantiti skalar yang ditentukan oleh koordinat dan masa. Dalam media anisotrop, foton ditunjukkan dalam bentuk tensor.

Di samping itu, cahaya itu terpolarisasi dan tidak. Dalam kes pertama, nilai utama definisi ialah vektor gelombang. Jika aliran tidak terpolarisasi, maka ia terdiri daripada satu set zarah yang diarahkan ke sisi rawak.

Ciri khas cahaya adalah keamatannya. Ia ditentukan oleh kuantiti fotometrik seperti kuasa dan tenaga.

Sifat asas cahaya

Foton tidak boleh hanya berinteraksi dengan satu sama lain, tetapi juga mempunyai arahan. Hasil daripada hubungan dengan medium luar, aliran mengalami refleksi dan pembiasan. Ini adalah dua sifat asas cahaya. Dengan refleksi, semuanya lebih kurang jelas: ia bergantung kepada kepadatan benda dan sudut kejadian sinar. Walau bagaimanapun, dengan pembiasan keadaan lebih rumit.

Sebagai permulaan, anda boleh mempertimbangkan satu contoh mudah: jika anda menjatuhkan jerami ke dalam air, maka dari sisi itu kelihatan melengkung dan dipendekkan. Ini adalah pembiasan cahaya, yang berlaku di sempadan medium dan udara cair. Proses ini ditentukan oleh arah pengedaran sinar semasa laluan melalui sempadan perkara. Apabila fluks cahaya menyentuh sempadan antara media, panjang gelombang gelombangnya berubah dengan ketara. Walau bagaimanapun, kekerapan penyebaran kekal sama. Jika sinar tidak ortogonal berkenaan dengan sempadan, maka panjang gelombang dan arahnya akan mengalami perubahan.

Pembiasan tiruan cahaya sering digunakan untuk tujuan penyelidikan (mikroskop, kanta, pembesar). Sumber perubahan dalam ciri gelombang termasuk cermin mata.

Pengelasan cahaya

Pada masa ini, cahaya tiruan dan semula jadi dibezakan. Setiap spesies ini ditentukan oleh sumber radiasi ciri.

Cahaya semulajadi adalah koleksi zarah yang dikenakan dengan arah huru-hara dan cepat berubah. Medan elektromagnet seperti ini disebabkan oleh pemboleh ubah berayun tegasan. Sumber semula jadi termasuk badan panas, matahari, gas terpolarisasi.

Cahaya buatan boleh menjadi jenis berikut:

1. Tempatan. Ia digunakan di tempat kerja, di kawasan dapur, dinding, dll. Lampu seperti memainkan peranan penting dalam reka bentuk dalaman.
2. Biasa. Pencahayaan seragam ini seluruh kawasan. Sumbernya adalah candelier, lampu lantai.
3. Gabungan. Campuran spesies pertama dan kedua untuk mencapai pencahayaan yang ideal di dalam bilik.
4. Kecemasan. Ia amat berguna apabila anda mematikan lampu. Kuasa paling kerap daripada bateri.

Cahaya matahari

Hari ini ia menjadi sumber tenaga utama di Bumi. Tidak ada keterlaluan untuk mengatakan bahawa cahaya matahari memberi kesan kepada semua perkara penting. Ini adalah pemalar kuantitatif, yang menentukan tenaga.

Di lapisan atas atmosfer bumi, kira-kira 50% sinaran inframerah dan 10% sinaran ultraviolet terkandung. Oleh itu, komponen kuantitatif cahaya yang kelihatan hanya 40%.

Tenaga solar digunakan dalam proses sintetik dan semulajadi. Ini adalah fotosintesis, dan penukaran bentuk kimia, dan pemanasan, dan banyak lagi. Terima kasih kepada matahari, manusia boleh menggunakan elektrik. Sebaliknya, aliran cahaya boleh langsung dan bertaburan jika mereka melewati awan.

Tiga Hukum Utama

Sejak zaman purba, saintis telah mengkaji optik geometri. Sehingga kini, undang-undang cahaya berikut adalah asas:

1. Undang-undang pengedaran. Ia mengatakan bahawa dalam medium optik homogen, cahaya akan diedarkan secara rectilinearly.
2. Undang-undang pembiasan. Satu sinar kejadian cahaya di sempadan dua media, dan unjurannya dari titik persimpangan terletak pada satu satah. Ini juga terpakai kepada serenjang yang jatuh ke titik hubungan. Dalam kes ini, nisbah sine sudut kejadian dan pembiasan akan tetap.
3. Undang-undang pantulan. Sinar cahaya yang jatuh di sempadan medium dan unjurannya terletak pada pesawat yang sama. Sudut refleksi dan jatuh adalah sama.

Persepsi cahaya

Dunia di sekitar seseorang dapat dilihat kerana keupayaan matanya berinteraksi dengan radiasi elektromagnetik. Cahaya dilihat oleh reseptor retina, yang boleh ditangkap dan bertindak balas terhadap pelbagai spektrum zarah yang dikenakan.

Seseorang mempunyai 2 jenis sel mata sensitif: kerucut dan batang. Penyebab pertama mekanisme penglihatan di siang hari dengan pencahayaan yang tinggi. Batang lebih sensitif terhadap radiasi. Mereka membenarkan seseorang melihat pada waktu malam.

Warna visual cahaya ditentukan oleh panjang gelombang dan arahnya.