Что такое свет, как он распространяется и какие бывают виды света
Дополнено: 31.10.2021 16:17.51
31 Октябрь 2021
Большая часть жизни на Земле не могла бы существовать без него, и 95% информации об окружающем нас мире мы получаем от него, однако почти никто не знает, что такое свет на самом деле. Данная статья исправит это - объяснит его природу, способы распространения и познакомит со всеми типами не только классического видимого света, но и других видов электромагнитного излучения. И не волнуйтесь, мы будем кратки. Мы пролетим сквозь него почти со скоростью света.
Что такое свет?
Природа света очень сложна. Поэтому неудивительно, что величайшие ученые своего времени не смогли прийти к единому мнению. Рене Декарт и Исаак Ньютон считали, что это поток частиц, меньших, чем атомы. Роберт Гук и Христиан Гюйгенс считали ее волной. В итоге оба лагеря оказались правы. Свет - это и то, и другое одновременно.
Иногда он ведет себя как блок крошечных частиц, которые мы называем фотонами. Они не имеют массы и являются единственными частицами во Вселенной, которые могут двигаться с максимально возможной скоростью. Скорость света. В других случаях она подобна волне со своей частотой и длиной волны. Это явление известно как световой дуализм.
Итак, с физической точки зрения свет - это поперечные электромагнитные волны узкой области длин волн, которые также проявляются как поток фотонов. А поскольку фотоны позволяют передавать электрические и магнитные силы, мы также можем назвать свет электромагнитным излучением.
Как распространяется свет?
Однако окончательное решение вопроса о распространении света с точки зрения классической физики пришло только в 19 веке, когда вступил в силу так называемый принцип Гюйгенса. Согласно этому принципу, свет распространяется с помощью волновых фронтов. Каждое место, которого достигает волна, становится центром элементарной сферической волны. А результирующий волновой фронт является огибающей элементарных волновых фронтов.
Источники света
Свет распространяется источниками света. Так называют любое тело, в котором зарождается свет и из которого он излучается в окружающее пространство. Мы делим их на естественные и искусственные.
К естественным источникам относятся, например, солнце, звезды, луна, огонь, молния и раскаленная лава. Искусственные, т.е. созданные человеком, включают лампочки, флуоресцентные лампы, газоразрядные лампы или светоизлучающие диоды.
Оптическая среда
На распространение света также влияют свойства оптической среды, т.е. среды, в которой он возникает. Это может быть:
- Прозрачный
Прозрачная оптическая среда пропускает свет без значительного ослабления, так что мы можем видеть сквозь нее. - Непрозрачный
Непрозрачная среда не пропускает свет; она поглощает или отражает его, поэтому мы не можем ее видеть. - Полупрозрачный
Полупрозрачная среда пропускает свет, но рассеивает его во всех направлениях, в результате чего мы видим только часть света.
Какие бывают виды света?
Свет - это далеко не только то, что мы видим глазами. Какие формы она может принимать? И чем они полезны? Давайте делать по одному шагу за раз. Начиная с самой длинной волны.
Радиоволны и микроволны
Электромагнитные волны размером более 1 мм называются радиоволнами и микроволнами. Первые передают, например, сигналы телевидения, радио или Wi-Fi, а вторые используются в печах и радарах. Сети Wi-Fi и микроволновые печи имеют почти одинаковую частоту, вот почему ваш интернет может иногда замедляться, пока ваша еда разогревается.
Инфракрасное излучение
Инфракрасное излучение имеет волны размером менее 1 мм. Его излучают все источники тепла. Как и люди. Вот почему с помощью инфракрасной камеры можно увидеть все живые существа даже в полной темноте. Ближний инфракрасный свет в диапазоне от 700 до 1000 нм широко используется в регенерации. Он глубже проникает в организм и оказывает лечебное воздействие на ткани, тем самым способствуя здоровью мышц и восстановительным процессам организма. Среднее и дальнее инфракрасное излучение содержится в инфракрасных саунах.
Видимый свет
Длины волн в диапазоне 380-740 нм называются видимым светом. Эта часть электромагнитного спектра вызывает зрительные ощущения, когда попадает на фоторецепторы человеческого глаза. Это так называемые спектральные цвета - красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.
Того же цвета, что и радуга. И даже в том же порядке, потому что дождь разбивает солнечный свет на отдельные цвета в соответствии с длиной волны. Но есть и неспектральные цвета (белый, серый, черный, розовый, бирюзовый), которые создаются путем смешивания спектральных.
УФ-излучение
Мы больше не сможем увидеть волны ниже 380 нм. Фиолетовый цвет плавно переходит в ультрафиолетовый, при этом UltraViolet означает "выше фиолетового". Этот свет может быть опасен уже в большей степени. Именно поэтому мы пользуемся солнцезащитным кремом и защищаем глаза солнцезащитными очками с УФ-фильтром. Интересно, что птицы и рептилии могут видеть этот свет, поэтому они легко читают сообщения, написанные невидимыми чернилами. :-) Но остальным для этого нужны специальные инструменты.
Рентгеновские снимки
Электромагнитные волны с длиной волны менее 10 нм известны как рентгеновские лучи, которые используются для сканирования человеческого тела на предмет возможных переломов и разрывов. Причина этого проста - в нем много энергии, а значит, он может проходить через то, что обычному свету недоступно. Как мягкие ткани. Он попадает на кости и отскакивает от них, поэтому на полученных изображениях мы можем видеть детали скелета.
Гамма-излучение
Волны размером менее 10 пм известны как гамма-лучи. Их частота лишь немного меньше диаметра атомов, и они образуются, например, во время радиоактивного распада, когда ядру атома необходимо избавиться от избытка энергии. Гамма-излучение чрезвычайно опасно, и только очень, очень толстый слой свинца обеспечит достаточную защиту от него. К ним относится космическая радиация, которая может возникнуть во время ядерного взрыва, но, к счастью, эта опасность умиротворяется атмосферой, поэтому нам ничего не угрожает.
Откройте для себя красоту света
Мы часто воспринимаем свет как должное, хотя он является одним из самых ценных товаров во Вселенной. Она дает нам жизнь, здоровье, информацию, развлечения, счастье и возможность познать красоту окружающего нас мира. Откройте это для себя. В своей кристально чистой форме.
Tomáš Feix
