Lig word as enige soort optiese bestraling beskou. Met ander woorde, dit is elektromagnetiese golwe, waarvan die lengte in die reeks eenhede van nanometer is.
Algemene definisies
Vanuit die oogpunt van optika is lig elektromagnetiese straling wat deur die menslike oog waargeneem word. Dit is gebruiklik om 'n area in 'n vakuum van 750 THz as 'n eenheid van verandering te neem. Dit is die kortgolflengte-rand van die spektrum. Sy lengte is 400 nm. Wat die grens van wye golwe betref, word 'n gedeelte van 760 nm, dit wil sê 390 THz, as 'n eenheid van meting geneem.
In fisika word lig beskou as 'n stel rigtingdeeltjies wat fotone genoem word. Die verspreidingsnelheid van golwe in vakuum is konstant. Fotone het 'n sekere momentum, energie, nulmassa. In 'n breër sin is lig sigbare ultravioletstraling. Golwe kan ook infrarooi wees.
Vanuit die oogpunt van ontologie is lig die begin van bestaan. Dit is wat filosowe en godsdienstige geleerdes sê. In geografie word hierdie term gebruik om na sekere dele van die planeet te verwys. Lig self is 'n sosiale konsep. Nietemin, in die wetenskap het dit spesifieke eienskappe, eienskappe en wette.
Natuur en ligbronne
Elektromagnetiese straling word geskep in die proses van interaksie van gelaaide deeltjies. Die optimale toestand hiervoor sal hitte wees, wat 'n deurlopende spektrum het. Die maksimum straling hang af van die temperatuur van die bron. 'n Goeie voorbeeld van 'n proses is die son. Sy bestraling is naby dié van 'n heeltemal swart liggaam. Die aard van lig op die Son word bepaal deur die verhittingstemperatuur tot 6000 K. Terselfdertyd is ongeveer 40% van die straling binne sigbaarheid. Die maksimum drywingspektrum is naby 550 nm geleë.
Ligbronne kan ook wees:
- Elektroniese skulpe van molekules en atome tydens die oorgang van een vlak na 'n ander. Sulke prosesse maak dit moontlik om 'n lineêre spektrum te bereik. Voorbeelde is LED's en gasontladingslampe.
- Cherenkov-straling, wat gevorm word wanneer gelaaide deeltjies teen die fasespoed van lig beweeg.
- Prosesse van fotonvertraging. As gevolg hiervan word sinchro- of siklotronstraling geproduseer.
Die aard van lig kan ook met luminessensie geassosieer word. Dit geld vir beide kunsmatige bronne en organiese bronne. Voorbeeld: chemiluminesensie, skitter, fosforessensie, ens.
Op hul beurt word ligbronne volgens temperatuuraanwysers in groepe verdeel: A, B, C, D65. Die mees komplekse spektrum word waargeneem in 'n heeltemal swart liggaam.
Ligte kenmerke
Die menslike oog neem subjektief elektromagnetiese straling as 'n kleur waar. So, die lig kan wit, geel, rooi, groen tinte gee. Dit is netvisuele sensasie, wat geassosieer word met die frekwensie van bestraling, of dit nou spektraal of monochromaties in samestelling is. Daar is bewys dat fotone selfs in 'n vakuum voortplant. In die afwesigheid van materie is die vloeisnelheid 300 000 km/s. Hierdie ontdekking is in die vroeë 1970's gemaak.
By die grens van media ervaar 'n stroom lig óf refleksie óf breking. Tydens voortplanting verdwyn dit deur materie. Daar kan gesê word dat die optiese indekse van die medium gekenmerk word deur 'n brekingswaarde gelykstaande aan die verhouding van die snelhede in vakuum en absorpsie. In isotropiese stowwe hang die voortplanting van die vloei nie af van die rigting nie. Hier word die brekingsindeks voorgestel deur 'n skalêre hoeveelheid wat bepaal word deur koördinate en tyd. In 'n anisotropiese medium verskyn fotone as 'n tensor.
Boonop kan lig gepolariseer word en nie. In die eerste geval sal die hoofhoeveelheid van die definisie die golfvektor wees. As die vloei nie gepolariseer is nie, dan bestaan dit uit 'n stel deeltjies wat in ewekansige rigtings gerig is.
Die belangrikste kenmerk van lig is die intensiteit daarvan. Dit word bepaal deur fotometriese hoeveelhede soos krag en energie.
Basiese eienskappe van lig
Fotone kan nie net met mekaar interaksie hê nie, maar het ook 'n rigting. As gevolg van kontak met 'n vreemde medium, ervaar die vloei weerkaatsing en breking. Dit is die twee fundamentele eienskappe van lig. Met refleksie is alles min of meer duidelik: dit hang af van die digtheid van materie en die invalshoek van die strale. Met breking is die situasie egter vermoeiliker.
Om mee te begin, kan ons 'n eenvoudige voorbeeld oorweeg: as jy 'n strooitjie in water laat sak, sal dit van die kant af geboë en verkort lyk. Dit is die breking van lig, wat by die grens van die vloeibare medium en lug plaasvind. Hierdie proses word bepaal deur die verspreidingsrigting van strale tydens die deurgang deur die grens van materie.
Wanneer 'n stroom lig die grens tussen media raak, verander die golflengte aansienlik. Die voortplantingsfrekwensie bly egter dieselfde. As die bundel nie ortogonaal op die grens is nie, sal beide die golflengte en sy rigting verander.
Kunsmatige breking van lig word dikwels vir navorsingsdoeleindes (mikroskope, lense, vergrootglas) gebruik. Punte behoort ook aan sulke bronne van veranderinge in golfkenmerke.
Klassifikasie van lig
Daar word tans onderskei tussen kunsmatige en natuurlike lig. Elkeen van hierdie spesies word gedefinieer deur 'n kenmerkende stralingsbron.
Natuurlike lig is 'n stel gelaaide deeltjies met 'n chaotiese en vinnig veranderende rigting. So 'n elektromagnetiese veld word veroorsaak deur 'n veranderlike fluktuasie van intensiteite. Natuurlike bronne sluit warm liggame, die son, gepolariseerde gasse in.
Kunsmatige lig is van die volgende tipes:
- Plaaslik. Dit word in die werkplek, in die kombuisarea, mure, ens. Sulke beligting speel 'n belangrike rol in interieurontwerp.
- Generaal. Dit is eenvormige beligting van die hele gebied. Bronne is kandelare, vloerlampe.
- Gekombineer.'n Mengsel van die eerste en tweede tipe om die ideale verligting van die kamer te verkry.
- Noodgeval. Dit is uiters nuttig tydens kragonderbrekings. Krag word meestal van batterye af voorsien.
Sonskyn
Vandag is dit die hoofbron van energie op aarde. Dit sal nie 'n oordrywing wees om te sê dat sonlig alle belangrike sake raak nie. Dit is 'n hoeveelheidskonstante wat energie definieer.
Die boonste lae van die aarde se atmosfeer bevat ongeveer 50% infrarooi en 10% ultravioletstraling. Daarom is die hoeveelheid sigbare lig slegs 40%.
Sonenergie word in sintetiese en natuurlike prosesse gebruik. Dit is fotosintese, en die transformasie van chemiese vorms, en verhitting, en nog baie meer. Danksy die son kan die mensdom elektrisiteit gebruik. Op hul beurt kan ligstrome direk en diffuus wees as hulle deur wolke gaan.
Drie hoofwette
Sedert antieke tye het wetenskaplikes geometriese optika bestudeer. Vandag is die volgende wette van lig fundamenteel:
- Die wet van verspreiding. Dit stel dat in 'n homogene optiese medium, lig in 'n reguit lyn versprei sal word.
- Die wet van breking.’n Ligstraal wat op die grens van twee media inval en die projeksie daarvan vanaf die snypunt lê op dieselfde vlak. Dit geld ook vir die loodlyn wat na die kontakpunt verlaag is. In hierdie geval sal die verhouding van die sinus van die invals- en brekingshoeke die waarde weeskonstant.
- Die wet van refleksie. 'n Ligstraal wat op die grens van die media neerdaal en die projeksie daarvan lê op dieselfde vlak. In hierdie geval is die weerkaatsings- en invalshoeke gelyk.
Lig persepsie
Die omliggende wêreld is sigbaar vir 'n persoon as gevolg van die vermoë van sy oë om met elektromagnetiese straling te kommunikeer. Lig word waargeneem deur retinale reseptore, wat die spektrale reeks gelaaide deeltjies kan opspoor en daarop reageer.
'n Persoon het 2 tipes sensitiewe selle in die oog: keëls en stawe. Die eerste bepaal die meganisme van visie in die dag met 'n hoë vlak van beligting. Stawe is meer sensitief vir bestraling. Hulle laat 'n persoon toe om snags te sien.
Visuele skakerings van lig word bepaal deur die golflengte en sy rigting.
