Լույսը համարվում է ցանկացած տեսակի օպտիկական ճառագայթում: Այսինքն՝ դրանք էլեկտրամագնիսական ալիքներ են, որոնց երկարությունը նանոմետրերի միավորների միջակայքում է։
Ընդհանուր սահմանումներ
Օպտիկայի տեսանկյունից լույսը էլեկտրամագնիսական ճառագայթում է, որն ընկալվում է մարդու աչքով։ Ընդունված է 750 THz վակուումում տարածքը վերցնել որպես փոփոխության միավոր։ Սա սպեկտրի կարճ ալիքի եզրն է: Դրա երկարությունը 400 նմ է։ Ինչ վերաբերում է լայն ալիքների սահմանին, ապա որպես չափման միավոր ընդունված է 760 նմ հատվածը, այսինքն՝ 390 ՏՀց։
Ֆիզիկայի մեջ լույսը դիտվում է որպես ուղղորդված մասնիկների մի շարք, որոնք կոչվում են ֆոտոններ: Վակուումում ալիքների բաշխման արագությունը հաստատուն է։ Ֆոտոններն ունեն որոշակի իմպուլս, էներգիա, զրոյական զանգված։ Ավելի լայն իմաստով լույսը տեսանելի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթ է: Ալիքները կարող են լինել նաև ինֆրակարմիր։
Գոյաբանության տեսակետից լույսը գոյության սկիզբն է։ Այսպես են ասում փիլիսոփաներն ու կրոնագետները. Աշխարհագրության մեջ այս տերմինն օգտագործվում է մոլորակի որոշակի տարածքների համար: Լույսն ինքնին սոցիալական հասկացություն է: Այնուամենայնիվ, գիտության մեջ այն ունի հատուկ հատկություններ, հատկություններ և օրենքներ:
Բնություն և լույսի աղբյուրներ
Էլեկտրամագնիսական ճառագայթումն առաջանում է լիցքավորված մասնիկների փոխազդեցության գործընթացում։ Դրա համար օպտիմալ պայմանը կլինի ջերմությունը, որն ունի շարունակական սպեկտր: Առավելագույն ճառագայթումը կախված է աղբյուրի ջերմաստիճանից: Գործընթացի հիանալի օրինակ է արևը: Նրա ճառագայթումը մոտ է ամբողջովին սև մարմնի ճառագայթմանը: Արեգակի վրա լույսի բնույթը որոշվում է մինչև 6000 Կ տաքացման ջերմաստիճանով: Միևնույն ժամանակ, ճառագայթման մոտ 40%-ը տեսանելիության սահմաններում է: Առավելագույն հզորության սպեկտրը գտնվում է 550 նմ-ի մոտ:
Լույսի աղբյուրները կարող են լինել նաև՝
- Մոլեկուլների և ատոմների էլեկտրոնային թաղանթները մի մակարդակից մյուսին անցնելու ժամանակ։ Նման գործընթացները հնարավորություն են տալիս հասնել գծային սպեկտրի: Օրինակներ են լուսադիոդները և գազի արտանետման լամպերը։
- Չերենկովյան ճառագայթում, որն առաջանում է, երբ լիցքավորված մասնիկները շարժվում են լույսի փուլային արագությամբ։
- Ֆոտոնների դանդաղեցման գործընթացներ. Արդյունքում առաջանում է սինխրո կամ ցիկլոտրոնային ճառագայթում։
Լույսի բնույթը կարող է կապված լինել նաև լյումինեսցիայի հետ: Սա վերաբերում է ինչպես արհեստական աղբյուրներին, այնպես էլ օրգանական աղբյուրներին։ Օրինակ՝ քիմիլյումինեսցենտություն, ցինտիլացիա, ֆոսֆորեսցենտություն և այլն:
Իր հերթին լույսի աղբյուրները ըստ ջերմաստիճանի ցուցիչների բաժանվում են խմբերի՝ A, B, C, D65: Ամենաբարդ սպեկտրը նկատվում է ամբողջովին սև մարմնում:
Լույսի բնութագրեր
Մարդու աչքը սուբյեկտիվորեն ընկալում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը որպես գույն: Այսպիսով, լույսը կարող է տալ սպիտակ, դեղին, կարմիր, կանաչ երանգներ: Դա միայնտեսողական սենսացիա, որը կապված է ճառագայթման հաճախականության հետ՝ լինի դա սպեկտրալ կամ մոնոխրոմատիկ կազմով։ Ապացուցված է, որ ֆոտոնները տարածվում են նույնիսկ վակուումում: Նյութի բացակայության դեպքում հոսքի արագությունը 300000 կմ/վ է։ Այս բացահայտումն արվել է դեռևս 1970-ականների սկզբին։
Մեդիաների սահմանին լույսի հոսքը զգում է կամ արտացոլումը կամ բեկումը: Տարածման ընթացքում այն ցրվում է նյութի միջոցով: Կարելի է ասել, որ միջավայրի օպտիկական ինդեքսները բնութագրվում են բեկման արժեքով, որը հավասար է վակուումում և կլանման արագությունների հարաբերակցությանը։ Իզոտրոպ նյութերում հոսքի տարածումը կախված չէ ուղղությունից։ Այստեղ բեկման ինդեքսը ներկայացված է կոորդինատներով և ժամանակով որոշված սկալյար մեծությամբ։ Անիզոտրոպ միջավայրում ֆոտոնները հայտնվում են որպես տենզոր:
Բացի այդ, լույսը կարող է բևեռացված լինել և ոչ: Առաջին դեպքում սահմանման հիմնական մեծությունը կլինի ալիքի վեկտորը: Եթե հոսքը բևեռացված չէ, ապա այն բաղկացած է մի շարք մասնիկներից, որոնք ուղղված են պատահական ուղղություններով:
Լույսի ամենակարևոր հատկանիշը նրա ինտենսիվությունն է։ Այն որոշվում է այնպիսի լուսաչափական մեծություններով, ինչպիսիք են հզորությունը և էներգիան։
Լույսի հիմնական հատկությունները
Ֆոտոնները ոչ միայն կարող են փոխազդել միմյանց հետ, այլև ունեն ուղղություն։ Օտար միջավայրի հետ շփման արդյունքում հոսքը արտացոլում և բեկում է ապրում: Սրանք լույսի երկու հիմնական հատկություններն են: Արտացոլման դեպքում ամեն ինչ քիչ թե շատ պարզ է. դա կախված է նյութի խտությունից և ճառագայթների անկման անկյունից: Այնուամենայնիվ, բեկման դեպքում իրավիճակը հեռու էավելի դժվար։
Սկզբից կարող ենք դիտարկել մի պարզ օրինակ. եթե ծղոտն իջեցնեք ջրի մեջ, ապա կողքից այն կթվա կոր և կարճացած: Սա լույսի բեկումն է, որը տեղի է ունենում հեղուկ միջավայրի և օդի սահմանին: Այս գործընթացը որոշվում է ճառագայթների բաշխման ուղղությամբ՝ նյութի սահմանով անցնելիս։
Երբ լույսի հոսքը դիպչում է միջավայրերի միջև սահմանին, նրա ալիքի երկարությունը զգալիորեն փոխվում է: Այնուամենայնիվ, տարածման հաճախականությունը մնում է նույնը: Եթե ճառագայթը սահմանին ուղղահայաց չէ, ապա և՛ ալիքի երկարությունը, և՛ նրա ուղղությունը կփոխվեն։
Լույսի արհեստական բեկումը հաճախ օգտագործվում է հետազոտական նպատակներով (մանրադիտակներ, ոսպնյակներ, խոշորացույցներ): Միավորները նույնպես պատկանում են ալիքի բնութագրերի փոփոխությունների նման աղբյուրներին։
Լույսի դասակարգում
Ներկայումս տարբերակում են արհեստական և բնական լույսը։ Այս տեսակներից յուրաքանչյուրը սահմանվում է բնորոշ ճառագայթման աղբյուրով:
Բնական լույսը քաոսային և արագ փոփոխվող ուղղություն ունեցող լիցքավորված մասնիկների մի շարք է: Նման էլեկտրամագնիսական դաշտն առաջանում է ինտենսիվությունների փոփոխական տատանումներից։ Բնական աղբյուրները ներառում են տաք մարմիններ, արև, բևեռացված գազեր։
Արհեստական լույսը հետևյալ տեսակների է՝
- Տեղական. Օգտագործվում է աշխատավայրում, խոհանոցի տարածքում, պատերին և այլն։ Նման լուսավորությունը կարևոր դեր է խաղում ինտերիերի ձևավորման մեջ։
- Գեներալ. Սա ամբողջ տարածքի միասնական լուսավորություն է: Աղբյուրներն են ջահերը, հատակի լամպերը։
- համակցված. Առաջին և երկրորդ տեսակների խառնուրդ՝ սենյակի իդեալական լուսավորության հասնելու համար:
- Արտակարգ. Այն չափազանց օգտակար է հոսանքազրկման ժամանակ։ Էլեկտրաէներգիան ամենից հաճախ մատակարարվում է մարտկոցներից:
Արևի շող
Այսօր այն էներգիայի հիմնական աղբյուրն է Երկրի վրա։ Չափազանցություն չի լինի, եթե ասենք, որ արևի լույսն ազդում է բոլոր կարևոր հարցերի վրա։ Սա քանակի հաստատուն է, որը սահմանում է էներգիան:
Երկրի մթնոլորտի վերին շերտերը պարունակում են մոտ 50% ինֆրակարմիր և 10% ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում: Հետևաբար տեսանելի լույսի քանակն ընդամենը 40% է։
Արևային էներգիան օգտագործվում է սինթետիկ և բնական գործընթացներում։ Սա ֆոտոսինթեզ է, և քիմիական ձևերի փոխակերպում, տաքացում և շատ ավելին: Արեգակի շնորհիվ մարդկությունը կարող է օգտագործել էլեկտրականությունը։ Իր հերթին, լույսի հոսքերը կարող են լինել ուղիղ և ցրված, եթե նրանք անցնում են ամպերի միջով:
Երեք հիմնական օրենք
Հին ժամանակներից գիտնականներն ուսումնասիրում էին երկրաչափական օպտիկան։ Այսօր լույսի հետևյալ օրենքները հիմնարար են.
- Բաշխման օրենքը. Այն նշում է, որ միատարր օպտիկական միջավայրում լույսը կբաշխվի ուղիղ գծով։
- բեկման օրենքը. Լույսի ճառագայթը, որը դիպչում է երկու միջավայրերի սահմանին, և դրա պրոյեկցիան հատման կետից ընկած է նույն հարթության վրա: Սա վերաբերում է նաև շփման կետին իջեցված ուղղահայացին։ Այս դեպքում անկման և բեկման անկյունների սինուսների հարաբերակցությունը կլինի արժեքը.հաստատուն։
- արտացոլման օրենքը. Լույսի ճառագայթը, որը իջնում է մեդիայի սահմանին և դրա ելքը, գտնվում է նույն հարթության վրա: Այս դեպքում անդրադարձման և անկման անկյունները հավասար են։
Լույսի ընկալում
Շրջապատող աշխարհը մարդուն տեսանելի է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման հետ փոխազդելու նրա աչքերի ունակության շնորհիվ: Լույսն ընկալվում է ցանցաթաղանթի ընկալիչների կողմից, որոնք կարող են հայտնաբերել և արձագանքել լիցքավորված մասնիկների սպեկտրային տիրույթին։
Մարդն աչքի մեջ ունի 2 տեսակի զգայուն բջիջ՝ կոներ և ձողիկներ։ Առաջինները որոշում են տեսողության մեխանիզմը ցերեկային ժամերին՝ լուսավորության բարձր մակարդակով։ Ձողերն ավելի զգայուն են ճառագայթման նկատմամբ: Նրանք թույլ են տալիս մարդուն տեսնել գիշերը։
Լույսի տեսողական երանգները որոշվում են ալիքի երկարությամբ և ուղղորդվածությամբ:
