Valo on ... Valon luonto. Valolähteet

Kaikenlaista optista säteilyä pidetään kevyenä. Toisin sanoen nämä ovat sähkömagneettisia aaltoja, joiden pituus on nanometrien yksikköalueella.

Yleiset määritelmät

Optiikan näkökulmasta valo on sähkömagneettista säteilyä, jota ihmisen silmä näkee. Vaihteluyksikön osalta on tavallista ottaa paikka 750 THz: n tyhjiössä. Tämä on spektrin lyhyen aallon raja. Sen pituus on 400 nm. Mitä tulee laaja-aallon rajaan, mittausyksikkö otetaan 760 nm: ssä, eli 390 THz.

Fysiikassa valoa pidetään sarjana suunnattuja hiukkasia, joita kutsutaan fotoneiksi. Aaltojen jakautumisnopeus tyhjössä on vakio. Fotonilla on tietty vauhti, energia, nolla massa. Laajemmassa mielessä valo on näkyvä ultraviolettisäteily. Myös aallot voivat olla infrapuna. Ontologian näkökulmasta valo on olemisen alku. Tämän ovat vahvistaneet filosofit ja uskonnolliset tutkijat. Maantieteessä tätä termiä käytetään yleisesti viittaamaan planeetan yksittäisiin alueisiin. Valo itse on sosiaalinen käsite. Tieteessä sillä kuitenkin on erityisiä ominaisuuksia, ominaisuuksia ja lakeja.

Luonto ja valonlähteet

Sähkömagneettinen säteily syntyy ladattujen hiukkasten vuorovaikutuksen aikana. Tämän optimaalinen ehto on lämpö, jolla on jatkuva spektri. Suurin säteily riippuu lähteen lämpötilasta. Erinomainen esimerkki prosessista on aurinko. Sen säteily on lähellä absoluuttisen mustaa kehoa. Auringon valon luonne määräytyy kuumennuslämpötilan ollessa enintään 6000 K. Samanaikaisesti noin 40% säteilystä on näkyvissä. Tehospektrin maksimi on lähellä 550 nm.

Valonlähteet voivat olla myös:

1. Elektronisten molekyylien ja atomien kuoret siirtymisen aikana tasolta toiselle. Tällaiset prosessit mahdollistavat lineaarisen spektrin saavuttamisen. Esimerkkejä ovat LEDit ja kaasupurkauslamput.
2. Cherenkovin säteilyä, joka muodostuu varautuneiden hiukkasten liikkeestä valon vaihenopeudella.
3. Photon-hidastusprosessit. Tuloksena syntyy synkrotronia tai syklotronisäteilyä.

Valon luonne voi myös liittyä luminesenssiin. Tämä koskee sekä keinotekoisia että orgaanisia lähteitä. Esimerkki: kemiluminesenssi, tuike, fosforesenssi jne.

Valonlähteet puolestaan jaetaan ryhmiin lämpötilan indikaattoreihin nähden: A, B, C, D65. Monimutkaisin spektri havaitaan ehdottoman mustassa ruumiissa.

Valon ominaisuudet

Ihmissilmä subjektiivisesti havaitsee sähkömagneettisen säteilyn värinä. Joten valo voi antaa valkoisia, keltaisia, punaisia, vihreitä ylivuotoja. Tämä on vain visuaalinen tunne, joka liittyy säteilyn taajuuteen, onko se spektrinen vai monokromaattinen koostumus. On osoitettu, että fotonit voivat levitä jopa tyhjiössä. Aineen puuttuessa virtausnopeus on 300 000 km / s. Tämä löytö tehtiin 1970-luvun alkupuolella.

Väliaineen rajalla valon virtaus heijastuu tai taittuu. Levityksen aikana se hajoaa aineen läpi. Voidaan sanoa, että välineen optisilla indekseillä on taitekerroin, joka on yhtä suuri kuin nopeuksien suhde tyhjiössä ja imeytymisessä. Isotrooppisissa aineissa virtauksen eteneminen ei riipu suunnasta. Tässä taitekertoimella esitetään koordinaattien ja ajan mukaan määrittämä skalaarimäärä. Anisotrooppisessa väliaineessa fotoni ilmenee tensorin muodossa.

Lisäksi valo on polarisoituna eikä sitä. Ensimmäisessä tapauksessa määritelmän pääarvo on aaltovektori. Jos virta ei ole polarisoitu, se koostuu joukosta hiukkasia, jotka on suunnattu satunnaisille puolille.

Valon tärkein ominaisuus on sen voimakkuus. Sellaiset fotometriset määrät määräävät teho ja energia.

Valon perusominaisuudet

Fotonit eivät voi olla vain vuorovaikutuksessa keskenään, vaan myös suuntaa. Verkkoympäristössä tapahtuvan kosketuksen seurauksena virta heijastuu ja taittuu. Nämä ovat valon kaksi perusominaisuutta. Heijastuksen avulla kaikki on enemmän tai vähemmän selkeää: se riippuu materiaalin tiheydestä ja säteilyn kulmasta. Taitekertoimen avulla tilanne on kuitenkin paljon monimutkaisempi.

Ensinnäkin voit harkita yksinkertaista esimerkkiä: jos pudotat olkia veteen, niin sivulta tulee kaareva ja lyhennetty. Tämä on valon taittuminen, joka esiintyy nestemäisen väliaineen ja ilman rajalla. Tämä prosessi määräytyy säteiden jakauman suuntaisesti materiaalin rajan läpi kulkemisen aikana. Kun valovirta koskettaa mediaa olevan rajan, aallon aallonpituus muuttuu merkittävästi. Kuitenkin etenemistaajuus pysyy samana. Jos säde ei ole ortogonaalinen suhteessa rajaan, niin aallonpituus ja sen suunta muuttuvat.

Valon keinotekoista refraktiota käytetään usein tutkimustarkoituksiin (mikroskoopit, linssi, suurennuslasi). Nämä aallon ominaisuuksien muutoksen lähteet sisältävät lasit.

Valon luokitus

Nykyisin keinotekoinen ja luonnollinen valo on erottuva. Jokainen näistä lajeista määräytyy tyypillisen säteilylähteen avulla.

Luonnonvalo on kokoelma ladattuja hiukkasia, joilla on kaoottinen ja nopeasti muuttuva suunta. Tällainen sähkömagneettinen kenttä aiheutuu jännitysten vaihtelevasta oskilloinnista. Luonnonlähteitä ovat kuumat ruumiit, aurinko, polarisoidut kaasut.

Keinovalot voivat olla seuraavia tyyppejä:

1. Paikallinen. Sitä käytetään työpaikalla, keittiössä, seinissä jne. Tällainen valaistus on tärkeä rooli sisustussuunnittelussa.
2. Yleistä. Tämä yhtenäinen valaistus koko alueelle. Lähteet ovat kattokruunut, lattiavalaisimet.
3. Yhdistetty. Ensimmäisen ja toisen lajin seos huoneen ihanteellisen valaistuksen aikaansaamiseksi.
4. Hätä. Se on erittäin hyödyllinen, kun sammutat valot. Virta on useimmiten akkuja.

auringonvalo

Tänään se on maan pääenergianlähde. Ei ole liioiteltua sanoa, että auringonvalo vaikuttaa kaikkiin tärkeisiin asioihin. Tämä on kvantitatiivinen vakio, joka määrittää energian.

Maapallon ilmakehän yläkerroksissa on noin 50% infrapunasäteilystä ja 10% ultraviolettisäteilystä. Siksi näkyvän valon kvantitatiivinen komponentti on vain 40%.

Aurinkoenergiaa käytetään synteettisissä ja luonnollisissa prosesseissa. Tämä on fotosynteesi ja kemiallisten muotojen muuntaminen, lämmitys ja paljon muuta. Auringon ansiosta ihmiskunta voi käyttää sähköä. Valot voivat puolestaan olla suoria ja hajaantuneita, jos ne kulkevat pilvien läpi.

Kolme päälainsäädäntöä

Muinaisista ajoista lähtien tutkijat ovat tutkineet geometrista optiikkaa. Tähän mennessä seuraavat valaistussäännöt ovat olennaisia:

1. Jakeluoikeus. Se sanoo, että homogeenisessä optisessa väliaineessa valo jakautuu suoraviivaisesti.
2. Taitekorkeus. Kahden median rajalla oleva valonsäde ja sen projektio leikkauspisteestä sijaitsevat yhdellä tasolla. Tämä pätee myös kohtisuoraan, joka on pudonnut kosketuspisteeseen. Tällöin esiintyvyyden ja taittumisen kulmien välisten sinesien suhde on vakio.
3. Pohdintaa koskeva laki. Valon raja, joka putoaa väliaineen rajalle ja sen ulkonema, ovat samassa tasossa. Heijastus- ja laskukulmat ovat yhtä suuret.

Valon havaitseminen

Maailma ihmisen ympärillä näkyy silmänsä kyvyn vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen säteilyn kanssa. Valo tunnetaan verkkokalvon reseptoreilla, jotka voidaan tarttua ja reagoida varautuneiden hiukkasten spektrialueelle.

Henkilöllä on 2 erilaista herkkää silmäsolua: kartiot ja sauvat. Ensimmäinen aiheuttaa näkemysmekanismin päivällä korkealla valaistustasolla. Vavat ovat herkempiä säteilylle. Ne antavat henkilön nähdä yöllä.

Valon sävyt valitaan aallonpituudella ja sen suunnalla.