Ang liwanag ay itinuturing na anumang uri ng optical radiation. Sa madaling salita, ito ay mga electromagnetic wave, na ang haba nito ay nasa hanay ng mga unit ng nanometer.
Mga pangkalahatang kahulugan
Mula sa pananaw ng optika, ang liwanag ay electromagnetic radiation na nakikita ng mata ng tao. Nakaugalian na kunin ang isang lugar sa vacuum na 750 THz bilang isang yunit ng pagbabago. Ito ang short-wavelength na gilid ng spectrum. Ang haba nito ay 400 nm. Kung tungkol sa hangganan ng malalawak na alon, isang seksyon na 760 nm, iyon ay, 390 THz, ay kinuha bilang isang yunit ng pagsukat.
Sa pisika, ang liwanag ay itinuturing bilang isang hanay ng mga particle ng direksyon na tinatawag na mga photon. Ang bilis ng pamamahagi ng mga alon sa vacuum ay pare-pareho. Ang mga photon ay may tiyak na momentum, enerhiya, zero mass. Sa mas malawak na kahulugan, ang liwanag ay nakikitang ultraviolet radiation. Ang mga alon ay maaari ding maging infrared.
Mula sa pananaw ng ontolohiya, ang liwanag ang simula ng pagiging. Ito ang sinasabi ng mga pilosopo at relihiyosong iskolar. Sa heograpiya, ang terminong ito ay ginagamit upang sumangguni sa ilang mga lugar ng planeta. Ang liwanag mismo ay isang konseptong panlipunan. Gayunpaman, sa agham mayroon itong mga partikular na katangian, katangian, at batas.
Nature at light source
Ang electromagnetic radiation ay nilikha sa proseso ng interaksyon ng mga naka-charge na particle. Ang pinakamainam na kondisyon para dito ay ang init, na may tuluy-tuloy na spectrum. Ang maximum na radiation ay depende sa temperatura ng pinagmulan. Ang isang magandang halimbawa ng isang proseso ay ang araw. Ang radiation nito ay malapit sa isang ganap na itim na katawan. Ang likas na katangian ng liwanag sa Araw ay tinutukoy ng temperatura ng pag-init hanggang sa 6000 K. Kasabay nito, ang tungkol sa 40% ng radiation ay nasa loob ng visibility. Ang maximum na power spectrum ay matatagpuan malapit sa 550 nm.
Ang mga ilaw na pinagmumulan ay maaari ding:
- Electronic na mga shell ng mga molekula at atom sa panahon ng paglipat mula sa isang antas patungo sa isa pa. Ang ganitong mga proseso ay ginagawang posible upang makamit ang isang linear spectrum. Ang mga halimbawa ay mga LED at gas discharge lamp.
- Cherenkov radiation, na nabubuo kapag gumagalaw ang mga naka-charge na particle sa bilis ng phase ng liwanag.
- Mga proseso ng photon deceleration. Bilang resulta, nagkakaroon ng synchro- o cyclotron radiation.
Ang likas na katangian ng liwanag ay maaari ding iugnay sa luminescence. Nalalapat ito sa parehong mga artipisyal na mapagkukunan at mga organic. Halimbawa: chemiluminescence, scintillation, phosphorescence, atbp.
Sa turn, ang mga pinagmumulan ng liwanag ay nahahati sa mga pangkat ayon sa mga indicator ng temperatura: A, B, C, D65. Ang pinakakumplikadong spectrum ay makikita sa isang ganap na itim na katawan.
Mga Banayad na Katangian
Ang mata ng tao ay subjective na nakikita ang electromagnetic radiation bilang isang kulay. Kaya, ang ilaw ay maaaring magbigay ng puti, dilaw, pula, berdeng tints. Ito lamangvisual na sensasyon, na nauugnay sa dalas ng radiation, spectral man ito o monochromatic sa komposisyon. Ang mga photon ay napatunayang lumaganap kahit sa isang vacuum. Sa kawalan ng bagay, ang bilis ng daloy ay 300,000 km/s. Ang pagtuklas na ito ay ginawa noong unang bahagi ng 1970s.
Sa hangganan ng media, ang isang stream ng liwanag ay nakakaranas ng repleksiyon o repraksyon. Sa panahon ng pagpapalaganap, nagwawala ito sa pamamagitan ng bagay. Masasabing ang mga optical na indeks ng daluyan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang halaga ng repraksyon na katumbas ng ratio ng mga bilis sa vacuum at pagsipsip. Sa isotropic substance, ang pagpapalaganap ng daloy ay hindi nakasalalay sa direksyon. Dito, ang refractive index ay kinakatawan ng isang scalar na dami na tinutukoy ng mga coordinate at oras. Sa isang anisotropic medium, lumilitaw ang mga photon bilang isang tensor.
Bukod dito, maaaring i-polarize ang liwanag at hindi. Sa unang kaso, ang pangunahing dami ng kahulugan ay ang wave vector. Kung hindi polarized ang daloy, binubuo ito ng isang hanay ng mga particle na nakadirekta sa mga random na direksyon.
Ang pinakamahalagang katangian ng liwanag ay ang intensity nito. Tinutukoy ito ng mga photometric na dami gaya ng kapangyarihan at enerhiya.
Mga pangunahing katangian ng liwanag
Ang mga larawan ay hindi lamang maaaring makipag-ugnayan sa isa't isa, ngunit mayroon ding direksyon. Bilang resulta ng pakikipag-ugnay sa isang dayuhang daluyan, ang daloy ay nakakaranas ng pagmuni-muni at repraksyon. Ito ang dalawang pangunahing katangian ng liwanag. Sa pagmuni-muni, ang lahat ay higit pa o hindi gaanong malinaw: depende ito sa density ng bagay at ang anggulo ng saklaw ng mga sinag. Gayunpaman, sa repraksyon, malayo ang sitwasyonmas mahirap.
Upang magsimula, maaari nating isaalang-alang ang isang simpleng halimbawa: kung ibababa mo ang isang dayami sa tubig, kung gayon mula sa gilid ay tila baluktot at paikliin ito. Ito ang repraksyon ng liwanag, na nangyayari sa hangganan ng likidong daluyan at hangin. Ang prosesong ito ay tinutukoy ng direksyon ng pamamahagi ng mga sinag sa panahon ng pagdaan sa hangganan ng bagay.
Kapag ang daloy ng liwanag ay tumama sa hangganan sa pagitan ng media, malaki ang pagbabago sa wavelength nito. Gayunpaman, ang dalas ng pagpapalaganap ay nananatiling pareho. Kung hindi orthogonal ang sinag sa hangganan, magbabago ang wavelength at direksyon nito.
Ang artipisyal na repraksyon ng liwanag ay kadalasang ginagamit para sa mga layunin ng pananaliksik (microscope, lens, magnifier). Ang mga puntos ay nabibilang din sa mga naturang pinagmumulan ng mga pagbabago sa mga katangian ng alon.
Pag-uuri ng liwanag
Sa kasalukuyan, may ginagawang pagkakaiba sa pagitan ng artipisyal at natural na liwanag. Ang bawat isa sa mga species na ito ay tinutukoy ng isang katangian na pinagmulan ng radiation.
Ang
Natural na ilaw ay isang set ng mga naka-charge na particle na may magulo at mabilis na pagbabago ng direksyon. Ang nasabing isang electromagnetic field ay sanhi ng isang variable na pagbabagu-bago ng intensity. Kabilang sa mga likas na mapagkukunan ang maiinit na katawan, araw, mga polarized na gas.
Ang artipisyal na ilaw ay sa mga sumusunod na uri:
- Lokal. Ginagamit ito sa lugar ng trabaho, sa kusina, dingding, atbp. Ang ganitong pag-iilaw ay may mahalagang papel sa panloob na disenyo.
- General. Ito ay pare-parehong pag-iilaw ng buong lugar. Ang mga mapagkukunan ay mga chandelier, lamp sa sahig.
- Pinagsama-sama. Pinaghalong una at pangalawang uri upang makamit ang perpektong pag-iilaw ng silid.
- Emergency. Ito ay lubhang kapaki-pakinabang sa panahon ng pagkawala ng kuryente. Ang kuryente ay kadalasang ibinibigay mula sa mga baterya.
Sunshine
Ngayon ito ang pangunahing pinagmumulan ng enerhiya sa Earth. Hindi pagmamalabis na sabihin na ang sikat ng araw ay nakakaapekto sa lahat ng mahahalagang bagay. Ito ay isang quantity constant na tumutukoy sa enerhiya.
Ang mga itaas na layer ng atmospera ng mundo ay naglalaman ng humigit-kumulang 50% infrared at 10% ultraviolet radiation. Samakatuwid, ang dami ng nakikitang liwanag ay 40%.
Ang solar energy ay ginagamit sa mga synthetic at natural na proseso. Ito ang photosynthesis, at ang pagbabago ng mga kemikal na anyo, at pag-init, at marami pang iba. Salamat sa araw, ang sangkatauhan ay maaaring gumamit ng kuryente. Sa turn, ang mga stream ng liwanag ay maaaring direktang at nagkakalat kung dadaan sila sa mga ulap.
Tatlong pangunahing batas
Mula noong sinaunang panahon, pinag-aaralan ng mga siyentipiko ang geometric optics. Sa ngayon, ang mga sumusunod na batas ng liwanag ay mahalaga:
- Ang batas ng pamamahagi. Sinasabi nito na sa isang homogenous na optical medium, ang liwanag ay ipapamahagi sa isang tuwid na linya.
- Ang batas ng repraksyon. Isang sinag ng liwanag na insidente sa hangganan ng dalawang media at ang projection nito mula sa punto ng intersection ay nasa parehong eroplano. Nalalapat din ito sa patayo na ibinaba sa punto ng contact. Sa kasong ito, ang ratio ng mga sine ng mga anggulo ng saklaw at repraksyon ang magiging halagapare-pareho.
- Ang batas ng pagmuni-muni. Isang sinag ng liwanag na bumababa sa hangganan ng media at ang projection nito ay nasa parehong eroplano. Sa kasong ito, ang mga anggulo ng pagmuni-muni at saklaw ay pantay.
Light perception
Ang nakapaligid na mundo ay nakikita ng isang tao dahil sa kakayahan ng kanyang mga mata na makipag-ugnayan sa electromagnetic radiation. Nakikita ang liwanag ng mga retinal receptor, na maaaring makakita at tumugon sa spectral range ng mga naka-charge na particle.
Ang isang tao ay may 2 uri ng sensitibong mga selula sa mata: cone at rods. Ang una ay tumutukoy sa mekanismo ng pangitain sa araw na may mataas na antas ng pag-iilaw. Ang mga rod ay mas sensitibo sa radiation. Pinapayagan nila ang isang tao na makakita sa gabi.
Ang mga visual shade ng liwanag ay tinutukoy ng wavelength at direksyon nito.
