Свет

Что такое свет

Что такое свет? Электроны, вращающиеся вокруг ядра атома, иногда могут переходить с одной оболочки, или электронного слоя, на другую. Когда электрон перескакивает на оболочку, более близкую к ядру, образуется слабый электрический ток. Этот ток создает мгновенное электромагнитное поле в пространстве вокруг атома, что мы воспринимаем как вспышку света.

Следовательно, свет – это разновидность электромагнитных волн. Это электромагнитный импульс, распространяющийся в пространстве, подобно ряби на поверхности воды в озере.

Когда свет попадает нам в глаза, мы видим объект, из которого он исходит. Если свет идет от раскаленной лампы, мы видим эту лампу. Если свет отразился от стола (или стула), мы видим стол (или стул). Световой пучок распространяется по прямым линиям, называемым лучами. Световые лучи отскакивают, или отражаются, от плоского зеркала под тем же углом, под которым они падают на него.

Скорость света

Свет, как и все электромагнитные волны, распространяется с очень высокой скоростью — 300 000 км/сек. При такой скорости он проходит расстояние от Нью-Йорка до Лондона за 0,1 секунды. От Солнца до Земли —за 8 минут. И от ближайшей звезды до Земли — за 4,3 года. Альберт Эйнштейн в 1905 году доказал, что скорость света — максимально возможная скорость. Во Вселенной ничто не может перемещаться быстрее.

Преломление света

Если пучок света падает на прозрачный материал, например на чистую воду бассейна, часть его входит в воду, изменяя при этом свое направление. Это изменение, называемое рефракцией, рождает несколько интересных эффектов. Когда вы смотрите на рыбу в пруду, вам кажется, что она находится ближе, чем на самом деле, потому что отраженные от рыбы световые лучи, выходя из воды, преломляются.

Радуга

Когда солнечный свет, идущий из-за вашей спины, попадает перед вами на капли воды (обычно дождя), вы видите радугу. Часто вы замечаете более слабую вторую радугу рядом с основной. Последовательность цветов во второй радуге обратна их порядку в основной радуге.

Последняя образуется идущим от солнца светом, который сначала преломляется при входе в каплю воды, а затем отражается от задней стенки капли. Выходя, луч света разлагается на полосу цветов. Вторичная радуга вызывается светом, дважды отраженным внутри капли воды перед выходом из нее. Вторичное отражение меняет порядок цветов на обратный.

Затмения

Так как свет распространяется прямолинейно, Луна, оказавшись между Солнцем и Землей, перекрывает путь света к Земле. Это явление называется солнечным затмением. В зависимости от расстояния между Землей и Луной затмение Солнца в зоне наиболее глубокой тени может быть полным или кольцеобразным.

При скорости 300 000 км/сек свет проходит путь от Солнца до Земли за 8 минут.

Бывает также и лунное затмение – когда Земля перекрывает путь солнечным лучам своему естественному спутнику – Луне.

Линзы и криволинейные зеркала 

Работа оптических инструментов, таких как небольшие

• телескопы
• фотоаппараты
• микроскопы

основана на явлении рефракции (преломления) света на линзах — стеклах с вогнутыми или выпуклыми поверхностями.

Для того, чтобы понять принцип действия линз, надо изобразить лучи света, которые проходят через них. Выпуклые линзы, поверхность которых выгнута наружу, преломляют лучи света, идущие от отдаленных объектов, в точку, называемую фокусом.

Вогнутые линзы с загнутой внутрь поверхностью отклоняют лучи света от фокуса. Преломляя световые лучи, линзы в оптических приборах позволяют получить большие изображения отдаленных или мелких объектов.

Аналогично работают и криволинейные зеркала. Вогнутые зеркала дают увеличенные изображения, а выпуклые —уменьшенные. Первые применяются в больших астрономических телескопах, зеркалах для бритья и автомобильных фарах. Вторые — в автомобильных зеркалах заднего вида и иногда в супермаркетах для получения изображения большого пространства.

Цвета, которые мы видим

Луч обыкновенного света на самом деле состоит из всех цветов радуги. Это можно увидеть, воспользовавшись призмой (куском стекла в форме пирамиды). Когда луч белого света проходит через призму, он расщепляется на составляющие его цвета.

Окрашенные предметы и краски поглощают одни цвета, из которых состоит свет, и отражают другие. Наш глаз видит только отраженный свет, и поэтому нам кажется, что тело окрашено в тот цвет, который отражается. Например, красная краска поглощает зеленый и синий цвета белого света и отражает только красный цвет.

Смешение цветов

Смешение красок разного цвета позволяет получать новые цвета. Можно создать любую окраску, смешивая в разных сочетаниях красный, синий и желтый цвета, то есть цвета, которые называются основными. Но если вы смешаете вместе все эти три цвета, то получите черный, потому что эта смесь поглощает весь падающий свет.

Инои эффект получится, если наложить лучи света, проходящие через окрашенные стекла, как это делают, например, для освещения сцены в театре. ‘Гам основные цвета света — красный, зеленый и синий, и, смешивая их в различных комбинациях, можно получить любой цвет. Если же смешать все эти три цвета, то получится белый цвет, потому что в нем будут присутствовать все его составляющие.

Электромагнитные волны 

Свет — не единственная форма энергии, распространяющаяся в виде электромагнитных волн.

• радиоволны
• рентгеновские лучи
• инфракрасные лучи
• ультрафиолетовые
• микроволны

это все электромагнитные волны.

Они отличаются от видимого света только длиной волны, или частотой.

Длина волны

Длина волны — это расстояние между двумя пиками волны. Частота волны —это количество пиков, проходящих мимо неподвижной точки за одну секунду. Единица частоты —герц (Гц). Один герц соответствует прохождению одной волны в секунду.

Каждый цвет имеет свою длину волны, У красного цвета она составляет около 800 нанометров (1 нанометр равен 10-9 метра), У фиолетового — около 400 нанометров, у желтого, зеленого и синего —от 400 до 800 нанометров.

Лазеры

Лазер это прибор, испускающий тонкий, очень мощный световой луч. В лазерах обычного типа в качестве источника света используется маленький рубиновый стержень, на который спирально намотана мощная лампа-вспышка.

На небольшом расстоянии от торцов стержня установлены отражатели-зеркала, причем одно – с маленьким отверстием в центре. При включении лампы-вспышки весь рубин освещается светом. Атомы рубина поглощают свет, но не могут его удерживать долгое время: и вскоре испускают опять в виде светового импульса. Так как все атомы испускают свет одновременно, образуется мощный луч, выходящий через отверстие в отражателе.