La luce è considerata qualsiasi tipo di radiazione ottica. In altre parole, si tratta di onde elettromagnetiche, la cui lunghezza è nell'intervallo di unità di nanometri.
Definizioni generali
Dal punto di vista dell'ottica, la luce è una radiazione elettromagnetica percepita dall'occhio umano. È consuetudine prendere un'area nel vuoto di 750 THz come unità di cambiamento. Questo è il bordo dello spettro a lunghezza d'onda corta. La sua lunghezza è di 400 nm. Per quanto riguarda il confine delle onde larghe, si prende come unità di misura una sezione di 760 nm, cioè 390 THz.
In fisica, la luce è considerata come un insieme di particelle direzionali chiamate fotoni. La velocità di distribuzione delle onde nel vuoto è costante. I fotoni hanno una certa quantità di moto, energia, massa zero. In un senso più ampio, la luce è una radiazione ultravioletta visibile. Le onde possono anche essere a infrarossi.
Dal punto di vista dell'ontologia, la luce è l'inizio dell'essere. Questo è ciò che dicono filosofi e studiosi di religione. In geografia, questo termine è usato per riferirsi a determinate aree del pianeta. La luce stessa è un concetto sociale. Tuttavia, nella scienza ha proprietà, tratti e leggi specifiche.
Natura e sorgenti luminose
La radiazione elettromagnetica viene creata nel processo di interazione delle particelle cariche. La condizione ottimale per questo sarà il calore, che ha uno spettro continuo. La radiazione massima dipende dalla temperatura della sorgente. Un ottimo esempio di processo è il sole. La sua radiazione è vicina a quella di un corpo completamente nero. La natura della luce sul Sole è determinata dalla temperatura di riscaldamento fino a 6000 K. Allo stesso tempo, circa il 40% della radiazione è visibile. Lo spettro di potenza massimo si trova vicino a 550 nm.
Le sorgenti luminose possono anche essere:
- Gusci elettronici di molecole e atomi durante il passaggio da un livello all' altro. Tali processi consentono di ottenere uno spettro lineare. Esempi sono LED e lampade a scarica di gas.
- Radiazione Cherenkov, che si forma quando le particelle cariche si muovono alla velocità di fase della luce.
- Processi di decelerazione dei fotoni. Di conseguenza, viene prodotta radiazione di sincro o ciclotrone.
La natura della luce può anche essere associata alla luminescenza. Questo vale sia per le fonti artificiali che per quelle organiche. Esempio: chemiluminescenza, scintillazione, fosforescenza, ecc.
A loro volta, le sorgenti luminose sono divise in gruppi in base agli indicatori di temperatura: A, B, C, D65. Lo spettro più complesso si osserva in un corpo completamente nero.
Caratteristiche luminose
L'occhio umano percepisce soggettivamente la radiazione elettromagnetica come un colore. Quindi, la luce può emettere tinte bianche, gialle, rosse, verdi. È solosensazione visiva, che è associata alla frequenza della radiazione, sia essa spettrale o monocromatica nella composizione. È stato dimostrato che i fotoni si propagano anche nel vuoto. In assenza di materia, la velocità del flusso è di 300.000 km/s. Questa scoperta risale ai primi anni '70.
Al confine dei media, un flusso di luce sperimenta la riflessione o la rifrazione. Durante la propagazione, si dissipa attraverso la materia. Si può dire che gli indici ottici del mezzo sono caratterizzati da un valore di rifrazione pari al rapporto tra le velocità nel vuoto e nell'assorbimento. Nelle sostanze isotrope la propagazione del flusso non dipende dalla direzione. Qui, l'indice di rifrazione è rappresentato da una quantità scalare determinata da coordinate e tempo. In un mezzo anisotropo, i fotoni appaiono come un tensore.
Inoltre, la luce può essere polarizzata e non. Nel primo caso, la grandezza principale della definizione sarà il vettore d'onda. Se il flusso non è polarizzato, allora consiste in un insieme di particelle dirette in direzioni casuali.
La caratteristica più importante della luce è la sua intensità. È determinato da quantità fotometriche come potenza ed energia.
Proprietà di base della luce
I fotoni non solo possono interagire tra loro, ma hanno anche una direzione. Come risultato del contatto con un mezzo estraneo, il flusso sperimenta riflessione e rifrazione. Queste sono le due proprietà fondamentali della luce. Con la riflessione tutto è più o meno chiaro: dipende dalla densità della materia e dall'angolo di incidenza dei raggi. Tuttavia, con la rifrazione, la situazione è lontanapiù difficile.
Per cominciare, possiamo considerare un semplice esempio: se abbassi una cannuccia nell'acqua, dal lato sembrerà curva e accorciata. Questa è la rifrazione della luce, che si verifica al confine tra il mezzo liquido e l'aria. Questo processo è determinato dalla direzione di distribuzione dei raggi durante il passaggio attraverso il confine della materia.
Quando un flusso di luce tocca il confine tra i media, la sua lunghezza d'onda cambia in modo significativo. Tuttavia, la frequenza di propagazione rimane la stessa. Se il raggio non è ortogonale al confine, sia la lunghezza d'onda che la sua direzione cambieranno.
La rifrazione artificiale della luce viene spesso utilizzata per scopi di ricerca (microscopi, lenti, lenti di ingrandimento). I punti appartengono anche a tali fonti di cambiamento nelle caratteristiche delle onde.
Classificazione della luce
Attualmente viene fatta una distinzione tra luce artificiale e luce naturale. Ognuna di queste specie è definita da una caratteristica sorgente di radiazione.
La luce naturale è un insieme di particelle cariche con una direzione caotica e che cambia rapidamente. Un tale campo elettromagnetico è causato da una fluttuazione variabile di intensità. Le fonti naturali includono i corpi caldi, il sole, i gas polarizzati.
La luce artificiale è dei seguenti tipi:
- Locale. Viene utilizzato nei luoghi di lavoro, nella zona cucina, nelle pareti, ecc. Tale illuminazione gioca un ruolo importante nel design degli interni.
- Generale. Questa è un'illuminazione uniforme dell'intera area. Le sorgenti sono lampadari, lampade da terra.
- Combinato. Una miscela del primo e del secondo tipo per ottenere l'illuminazione ideale della stanza.
- Emergenza. È estremamente utile durante le interruzioni di corrente. Il più delle volte l'alimentazione è fornita dalle batterie.
Sole
Oggi è la principale fonte di energia sulla Terra. Non sarebbe un'esagerazione dire che la luce solare influisce su tutte le questioni importanti. Questa è una costante di quantità che definisce l'energia.
Gli strati superiori dell'atmosfera terrestre contengono circa il 50% di radiazione infrarossa e il 10% di radiazione ultravioletta. Pertanto, la quantità di luce visibile è solo del 40%.
L'energia solare viene utilizzata nei processi sintetici e naturali. Questa è la fotosintesi, la trasformazione delle forme chimiche, il riscaldamento e molto altro. Grazie al sole, l'umanità può utilizzare l'elettricità. A loro volta, i flussi di luce possono essere diretti e diffusi se passano attraverso le nuvole.
Tre leggi principali
Sin dai tempi antichi, gli scienziati hanno studiato l'ottica geometrica. Oggi sono fondamentali le seguenti leggi della luce:
- La legge di distribuzione. Afferma che in un mezzo ottico omogeneo, la luce sarà distribuita in linea retta.
- La legge di rifrazione. Un raggio di luce incidente sul confine di due mezzi e la sua proiezione dal punto di intersezione giacciono sullo stesso piano. Questo vale anche per la perpendicolare abbassata al punto di contatto. In questo caso, il valore sarà il rapporto tra i seni degli angoli di incidenza e di rifrazionecostante.
- La legge della riflessione. Un raggio di luce che scende sul confine del supporto e la sua proiezione giacciono sullo stesso piano. In questo caso, gli angoli di riflessione e di incidenza sono uguali.
Percezione della luce
Il mondo circostante è visibile a una persona grazie alla capacità dei suoi occhi di interagire con le radiazioni elettromagnetiche. La luce è percepita dai recettori retinici, che possono rilevare e rispondere alla gamma spettrale delle particelle cariche.
Una persona ha 2 tipi di cellule sensibili nell'occhio: coni e bastoncelli. Il primo determina il meccanismo della visione durante il giorno con un alto livello di illuminazione. I bastoncelli sono più sensibili alle radiazioni. Consentono a una persona di vedere di notte.
Le sfumature visive della luce sono determinate dalla lunghezza d'onda e dalla sua direzionalità.
