Що таке світло?

Велику частину інформації про навколишній світ людина сприймає через органи зору. Але самі очі здатні бачити лише один вид енергії - електромагнітну, та й то в дуже вузькому світловому діапазоні. Так що таке світло? Які відомі джерела видимого випромінювання використовує людина? У чому полягає подвійна природа світла? І які його основні властивості? Зараз з`ясуємо відповіді на ці питання.

Світло як електромагнітна хвиля

Світлом вважають електромагнітну хвилю, яку здатний бачити очей людини. Для цього довжина цієї хвилі не повинна виходити за межі від 380-400 нм до 760-780 нм. Після 780 нм починається інфрачервоний діапазон, який людина може відчувати, як тепло, а перед видимим спектром йде ультрафіолетове випромінювання. Його здатні бачити деякі комахи та птахи, а шкіра людини може відреагувати на нього засмагою. Сам видимий діапазон електромагнітного випромінювання розділений на відрізки, кожен з яких людина сприймає як світло певного кольору. Наприклад, фіолетовий відповідає довжині хвилі 380-440 нм, зелений - 500-565 нм, а червоний - 625-740 нм. Всього виділяють 7 основних кольорів видимого спектру, їх можна спостерігати, дивлячись на веселку. А ось білий світ - це змішання всіх кольорів спектра.

джерела світла

Джерелом світла є нагріте до певної температури або порушену речовина. На Землю світло надходить з Сонця, інших зірок, деяких розігрітих планет, комет та інших небесних тіл. На нашій планеті джерелом світла може бути вогонь - ватра, полум`я свічки, факела або олійної лампи, а також розігріте речовина. Людина винайшла і штучні джерела видимого випромінювання, зокрема, лампу розжарювання, де світло випромінює розігріта електрострумом вольфрамова спіраль, люмінесцентну лампу, в якій світиться шар люмінофора, збуджений електророзряди в наповнює колбу газі, галогенну лампу, ртутну і інші.

властивості світла

відображення

Видиме електромагнітне випромінювання поширюється в вакуумі і однорідних прозорих середовищах прямолінійно зі швидкістю світла, рівній приблизно 300 000 км / с. При цьому світло має безліч інших властивостей. Наприклад, світло відбивається від непрозорих поверхонь, причому кут падіння дорівнює куту відбиття. В результаті відбитий від предметів світло сприймається оком і дозволяє бачити ці предмети. Також зауважимо, що Місяць і деякі планети - НЕ джерела світла, а бачимо їх ми тому, що ці небесні тіла відображають випромінювання Сонця.

переломлення

При переході між двома середовищами з різною оптичною щільністю світло здатне переломлюватися. Скажімо, коли промінь переходить з повітря у воду, через різну оптичної щільності цих середовищ змінюється швидкість і напрямок руху в них світла. Саме тому ложка в стакані води здається трохи переламаною, а камінчики на дні озера представляються ближче, ніж насправді.

Інтерференція і дифракція

Хвильова природа світла проявляється в таких його характеристиках, як інтерференція і дифракція. Перше властивість полягає в здатності декількох хвиль складатися в результуючу хвилю, параметри якої в різних точках помітно посилюються або слабшають. Результат інтерференції світла можна спостерігати у вигляді гри райдужних розлучень на мильних бульбашках, масляних плямах або крилах комах. А дифракція - це здатність хвилі світла огинати перешкоду і потрапляти в область його геометричній тіні, наприклад, розсіювання світла на крапельках води у вигляді райдужних хмар.

Світло як потік частинок

При цьому світло має не тільки хвильові властивості, а в деяких випадках веде себе як потік частинок - фотонів. Зокрема, закономірності явища фотоефекту, коли падаючий на речовина світло вириває з нього електрони, можна пояснити лише з точки зору нової теорії світла, що представляє електромагнітне випромінювання у вигляді потоку фотонів. Однак хвильова і фотонна теорії світла не тільки не суперечать один одному, а взаємно доповнюють. У науковому середовищі говорять про корпускулярно-хвильової двоїстості світу, яка пояснює, що таке світло, виявляє його властивості як хвилі і як потоку частинок.