Čo je svetlo, ako sa šíri a aké má druhy
Pridané: 31.10.2021 14:31.38
31 Október 2021
Prevažná väčšina života na Zemi by bez neho nemohla existovať a získavame z neho 95 % informácií o svete okolo nás, ale takmer nikto nevie, čo svetlo vlastne je. Tento článok to napraví - vysvetlí jeho podstatu, spôsob šírenia a predstaví všetky typy nielen klasického viditeľného svetla, ale aj iné typy elektromagnetického žiarenia. A nebojte sa, budeme struční. Preletíme ním takmer rýchlosťou svetla.
Čo je svetlo?
Povaha svetla je veľmi zložitá. Nie je preto prekvapujúce, že sa na ňom nedokázali zhodnúť ani najväčší učenci svojej doby. René Descartes a Isaac Newton si mysleli, že ide o prúd častíc menších ako atómy. Robert Hooke a Christiaan Huygens ju videli ako vlnu. Nakoniec mali pravdu oba tábory. Svetlo je oboje zároveň.
Niekedy sa správa ako blok malých častíc, ktoré nazývame fotóny. Nemajú hmotnosť a sú jedinými časticami vo vesmíre, ktoré sa môžu pohybovať najvyššou možnou rýchlosťou. Rýchlosťou svetla. Inokedy je to ako vlna s vlastnou frekvenciou a vlnovou dĺžkou. Tento jav je známy ako svetelný dualizmus.
Z fyzikálneho hľadiska je teda svetlo priečne elektromagnetické vlnenie s úzkou vlnovou dĺžkou, ktoré sa prejavuje aj ako tok fotónov. A keďže fotóny umožňujú prenos elektrických a magnetických síl, môžeme svetlo nazvať aj elektromagnetickým žiarením.
Ako sa šíri svetlo?
Konečné riešenie otázky šírenia svetla z hľadiska klasickej fyziky však prišlo až v 19. storočí, keď vstúpil do platnosti takzvaný Huygensov princíp. Podľa tohto princípu sa svetlo šíri pomocou vlnoplochy. Každé miesto, ktoré vlna dosiahne, sa stane stredom elementárnej sférickej vlny. A výsledný vlnoplocha je obálka elementárnych vlnoploch.
Zdroje svetla
Svetlo sa šíri pomocou zdrojov svetla. Takto sa nazýva každé teleso, v ktorom svetlo vzniká a z ktorého vyžaruje do okolia. Delíme ich na prirodzené a umelé.
Medzi prírodné zdroje patrí napríklad slnko, hviezdy, mesiac, oheň, blesky a žeravá láva. Umelé, t. j. vyrobené človekom, zahŕňa žiarovky, žiarivky, výbojky alebo svetelné diódy.
Optické prostredie
Šírenie svetla ovplyvňujú aj vlastnosti optického prostredia, t. j. prostredia, v ktorom sa svetlo šíri. Môže to byť:
- Transparentné
Priehľadné optické médium prenáša svetlo bez výrazného útlmu, takže cez neho môžeme vidieť. - Nepriehľadné
Nepriehľadné prostredie neprepúšťa svetlo; pohlcuje ho alebo odráža, takže ho nevidíme. - Priesvitné
Priesvitné prostredie prepúšťa svetlo, ale rozptyľuje ho do všetkých smerov, takže vidíme len jeho časť.
Aké sú typy svetla?
Svetlo zďaleka nie je len to, čo vidíme očami. Aké formy môže mať? A na čo sú dobré? Postupujme postupne. Začíname najdlhšou vlnovou dĺžkou.
Rádiové vlny a mikrovlny
Elektromagnetické vlny väčšie ako 1 mm sa označujú ako rádiové vlny a mikrovlny. Prvé prenášajú napríklad televízne, rozhlasové alebo wi-fi signály, zatiaľ čo druhé sa používajú v rúrach a radaroch. Siete Wi-Fi a mikrovlnné rúry majú takmer rovnakú frekvenciu, preto sa niekedy môže internet počas ohrievania jedla spomaliť.
Infračervené žiarenie
Infračervené žiarenie má vlny menšie ako 1 mm. Vyžarujú ho všetky zdroje tepla. Tak ako ľudia. Preto môžete pomocou infračervenej kamery vidieť všetko živé aj v úplnej tme. Blízke infračervené svetlo s vlnovou dĺžkou 700 až 1000 nm sa v regenerácii používa vo veľkej miere. Preniká hlbšie do tela a má hojivý účinok na tkanivá, čím podporuje zdravie svalov a regeneračné procesy v tele. Stredné a vzdialené infračervené svetlo je obsiahnuté v infračervených saunách.
Viditeľné svetlo
Vlnové dĺžky v rozsahu 380-740 nm sa nazývajú viditeľné svetlo. Táto časť elektromagnetického spektra vyvoláva zrakový vnem, keď dopadá na fotoreceptory ľudského oka. Ide o tzv. spektrálne farby - červenú, oranžovú, žltú, zelenú, azúrovú, modrú a fialovú.
Rovnakej farby ako dúha. A dokonca v rovnakom poradí, pretože dážď rozkladá slnečné svetlo na jednotlivé farby podľa vlnových dĺžok. Existujú však aj nespektrálne farby (biela, sivá, čierna, ružová, tyrkysová), ktoré vznikajú zmiešaním spektrálnych farieb.
UV žiarenie
Vlny pod 380 nm už nevidíme. Fialová farba plynule prechádza do UV, pričom UltraViolet znamená "nad fialovou". Toto svetlo už môže byť nebezpečné vo väčšej miere. Preto sa natierame opaľovacím krémom a chránime si oči slnečnými okuliarmi s UV filtrom. Zaujímavé je, že vtáky a plazy toto svetlo vidia, takže môžu ľahko čítať správy napísané neviditeľným atramentom. :-) My ostatní však na to potrebujeme špeciálne nástroje.
Röntgenové snímky
Elektromagnetické vlny s vlnovou dĺžkou pod 10 nm sú známe ako röntgenové žiarenie, ktoré sa používa na snímanie ľudského tela pri hľadaní možných zlomenín a zlomenín. Dôvod je jednoduchý - obsahuje veľa energie, čo znamená, že môže prechádzať cez veci, cez ktoré bežné svetlo nemôže. Ako mäkké tkanivo. Dopadá na kosti a odráža sa od nich, takže na výsledných snímkach vidíme detaily kostry.
Gama žiarenie
Vlny menšie ako 10 pm sú známe ako gama žiarenie. Ich frekvencia je len o niečo menšia ako priemer atómov a vznikajú napríklad pri rádioaktívnom rozpade, keď sa jadro atómu potrebuje zbaviť prebytočnej energie. Gama žiarenie je mimoriadne nebezpečné a dostatočnú ochranu pred ním poskytuje len naozaj hrubá vrstva olova. Patrí sem aj kozmické žiarenie, ktoré môže vzniknúť pri jadrovom výbuchu, ale toto nebezpečenstvo je našťastie tlmené atmosférou, takže nám nehrozí.
Objavte krásu svetla
Svetlo často považujeme za samozrejmosť, hoci je to jedna z najcennejších komodít vo vesmíre. Dáva nám život, zdravie, informácie, zábavu, šťastie a možnosť spoznávať krásy sveta okolo nás. Presvedčte sa o tom sami. V krištáľovo čistej podobe.
Lenka Zikánová
Alino Vrábel
