Жарық түрлері мен құбылыстары (реферат)

Жарық — физикалық оптика электромагниттік сәулелену, воспринимаемое адами көзбен. Ретінде қысқа толқынды шекарасы спектрлік диапазоны, иемденген жарық, қабылданды учаскесі длинами толқындардың вакуумдегі 380-400 нм (750-790 ТГц), ал ұзын толқынды шекарасы — учаскесі 760-780 нм (385-395 ТГц)[1]. Кең мағынада қолданылатын тыс физикалық оптика, жарық жиі аталады кез келген оптикалық сәуле шығару, яғни, мұндай электромагниттік сәулелену, толқындар ұзындығының оның жатуы с шамаман шекаралары желтоқсандағы бірлік нанометр дейін ондық үлестерінің миллиметр[3]. Бұл жағдайда ұғымы «жарық» бөлек көрінетін сәулелену қосылады инфрақызыл және ультракүлгін сәуле. Бөлім физика, оқытылады жарық деп аталады оптика. Жарық қарастырылуы мүмкін не-электромагниттік толқын таралу жылдамдығы вакуумдегі оның тұрақты немесе фотондар ағыны — бөлшектер, бар белгілі бір қуат, серпін, өз сәті импульс және нөлдік массасы (немесе, бұл бұрын, нөлдік массасы тыныштық).

Жарық түсінігі және жарық туралы мәлімет

Бірінің субъективті сипаттамаларын жарық, воспринимаемой адам саналы түрде көру түйсік, оның түсі болып табылады, ол үшін монохроматического сәуле анықталады негізінен жиілігі жарық, ал күрделі сәулелену — оның спектральным құрамы. Жарық тарала алады тіпті болмағанда заттар, яғни вакуумда. Бұл болуы заттар әсер етеді таралу жылдамдығы жарық. Жарық жылдамдығы вакуумда с = 299 792 458 м/с-дәл (дәл, өйткені 1983 жылы ұзындық бірлігі » СИ — метр — ретінде анықталады қашықтық, проходимое жарықпен белгілі бір белгіленген уақыт аралығында вакуумда физикалық жағдайларында Жер шарындағы). Жарық арасындағы шекарада орталармен бастан преломление және/немесе көрініс. Распространяясь ортада жарық поглощается және рассеивается зат. Оптикалық қасиеттері ортаның сипатталады сыну көрсеткіші, нақты бөлігі тең қатысты фазалық жылдамдығы жарықтың вакуумдағы — фазалық жылдамдығының жарықтың берілген ортада мнимая бөлігін сипаттайды. жарықтың жұтылуы. «Изотропных орталарда, онда жарықтың таралуы тәуелді емес бағытындағы сыну көрсеткіші бар скалярная функциясы (жалпы жағдайда — уақыты мен координаттары). Анизотропты ортада ол түрінде ұсынылады тензора. Тәуелділігі сыну көрсеткішінің толқын ұзындығы жарық — оптикалық дисперсия — әкеледі жарық әр түрлі толқын ұзындықтары қолданылады ортада әртүрлі жылдамдықпен арқасында мүмкін арқылы үшбұрышты призмалар таратуға немонохроматический жарық (мысалы, ақ) спектрін. Кез келген электромагниттік толқын, жарықты мүмкін поляризованным. У желілік полярлық жарық анықталған жазықтық (т. ғ. к. жазықтық поляризация), онда болып жатқан тербелістер электрлік құрамдас электромагниттік толқындар. У элептически (атап айтқанда циркулярно) поляризацияланған жарық: тұрғысынан оптика электрлік векторы байланысты поляризация, «жұлын» бойынша немесе сағат тіліне қарсы. тұрғысынан здения физика электромагнетизма электический бағытын бар, векторлық сомасы рух электических векторлар векторлардың құрайтын жүзілік кіші және үлкен жарты ось элипса поляризация, ал напраление «айналу» электического векторын анықтайды результурющим бұрышпен қатысты шартты түрде көлденең директриса барысы фрота жарық волеы. Неполяризованный жарық болып табылады қоспасымен жарық толқындарының сәйкес кездейсоқ поляризацией.

Жарықтың түрлері туралы мәлімет

Поляризацияланған жарық болуы мүмкін жетіқарадан неполяризованного рет поляризатор арқылы немесе көрінісі/өтуіне бөлімінің шекарасында ортаның құлап, шекарасы белгілі бір бұрышпен тәуелді сыну көрсеткіштерінің орта (қараңыз Брюстер бұрышы). Кейбір ортасын алады айналдыру поляризация жазықтығы өтетін жарық, әрі бұрылу бұрышы концентрациясына байланысты оптикалық белсенді заттар, құбылыс пайдаланылады, атап айтқанда, поляриметрическом талдау заттарды (мысалы, концентрациясын өлшеуге арналған қант ерітіндісінде). Сандық қарқындылығы жарық сипаттайды көмегімен фотометриялық шамалар бірнеше түрлері. Ондай жеңілдік түрлері мыналар энергетикалық және жарық шамалары. Алғашқы олардан сипаттайды жарық қатыссыз, адами қасиеттері көру. Олар көрінеді бірлігіндегі энергия немесе қуат, сондай-ақ туынды. — Энергетикалық шамаға атап айтқанда жатады энергиясы сәулелену ағыны, сәулелену күші сәулелену, энергетикалық жарықтығы, энергетикалық жарықтығы және облученность. Әрбір энергетикалық шамасына сәйкес келеді аналог — жарық фотометрическая шамасы. Жарық шамасының айырмашылығы энергетикалық деп бағалайды жарық оның қабілетін тудыруы адамның көру түйсігі. Жарық ұқсас жоғарыда аталған энергетикалық шамалар болып табылады жарық қуаты, жарық ағыны, жарық күші, жарықтылық, жарықтығы және жарықтандыру. Есепке жарық шамалармен байланысты көру түйсігі шағылысуның жарық әкеледі кезде де дәл сол мағынада, мысалы, энергия, шалдыққаннан жасыл және күлгін жарық, жарық энергиясы, салық кезеңдерінен көшірілген бірінші жағдайда, айтарлықтай жоғары, ол екінші. Мұндай нәтиже көрсетеді фактісі сезімталдығы адами көздің жасыл жарықта қарағанда — фиолетовому. Көрінетін жарық — электромагниттік сәуле длинами толқындар ≈ 380-760 нм (күлгін дейін қызыл) қоса алғанда.

Жарық жылдамдығы вакуумда анықталады дәлдік 299 792 458 м/с (шамамен 300 000 км / секунд). Тіркелген мәні жарық жылдамдығының ТИ бұл метрге қазіргі уақытта анықталады терминдер жылдамдығы света. Барлық түрлері электромагниттік сәулелену пайымдауынша қолданылады вакуумда дәл осындай жылдамдықпен. Әр түрлі физика тырысты өлшеуге жарық жылдамдығы тарих бойы. Галилей тырысты өлшеу жылдамдығы жарықтың он жетінші ғасырда. Ең сәтті (Еуропа) эксперимент өлшеу бойынша жарық жылдамдығының өткізілді 1676 жылы дания физик Оле Ремером. Көмегімен телескопты Ремер бақылады қозғалысы Сайлауына және оның лун Иұ белгілей отырып, бұл ретте сәттер затмений Иұ. Ремер тауып, бұл осы сәттерді байланысты ережелер Жер, оның орбитада. Предположив мұндай тәуелділік негізделген конечностью жарық жылдамдығының, ол вычислил, бұл жарық қажет шамамен 22 минут өту үшін қашықтық тең диаметрі орбита Земли[4]. Дегенмен, оның мөлшері анықталмаған уақытта. Егер Ремер білген диаметрі орбита Жер, ол бы алды мәні жылдамдығы тең 227 000 000 м/с. Басқа — нақты — өлшеу әдісі жарық жылдамдығының қолданды француз Ипполит Физо 1849 жылы. Физо атына » луч света айна қашықтықта бірнеше шақырым. Айналмалы зубчатое колесо болды орналастырылуы жолында жарық сәуле өтетін көзінен айнасы, содан соң қайтып, өз көзіне. Физо тауып, бұл кезде белгілі бір айналу жылдамдығын луч арқылы өтеді бір бос орын қр әскери қызметшілері қазақстандықтарды отан жолында келесі алшақтық қайтар жолда. Біле дейінгі ара-қашықтық айна, саны тістерді доңғалақта, айналу жылдамдығы, Физо алдық вычислить жарық жылдамдығы, — алынған мәні 313 000 000 м/с. Елеулі прогресс өлшеу жарық жылдамдығының қол жеткіздік қолдану нәтижесінде және жетілдіру әдісін айналмалы айналар, ұсынылған басқа французом — Франсуа Араго (1838 ж.). Кейінірек развив және жүзеге асыра отырып, идеясын Араго, Леон Фуко 1862 жылы жарық жылдамдығының мәні тең 298 000 000±500 000) м/с. 1891 жылы Саймон Ньюком арттыра отырып, дәлдігі өлшеу тәртібі, алды шамасын-да 299 810 000±50 000 м/с. нәтижесінде көпжылдық күш-Альберт А. Майкельсон қол жеткізді одан да жоғары дәлдік: алған 1926 жылы мәні құрады 299 нақты жеткізілім бойынша тӛлеу 796 000±4 000 м/с. Осы өлшем. А. Майкельсон измерял, требовавшееся жарық өтуге арасындағы қашықтық вершинами екі гор, тең 35,4 км (дәлірек айтқанда, 35 373,21 м)[5]. Ең жоғарғы өлшеу дәлдігі қол жеткізілді 1970 жылдың басында х., 1975 жылы XV Бас конференциясы шаралары бойынша және весам лучано бұл ережені ұсынды деп санауға жарық жылдамдығы тең 299 792 458 м/с салыстырмалы қателігі 4•10-9, ол абсолютті қателіктің 1,1 м/с[6]. Кейіннен, бұл мән жарық жылдамдығының болды негізіне анықтау метр Халықаралық бірлік жүйесінде (СИ), ал жарық жылдамдығы болды ретінде іргелі физикалық тұрақты, анықтау бойынша тең, көрсетілген мәнге дәл. Тиімді жарық жылдамдығы әр түрлі мөлдір заттар, прекурсорлар және әдеттегі материя, кем вакуумда. Мысалы, жарық жылдамдығы суда шамамен 3/4 жарық жылдамдығының вакуумдағы. Дегенмен, төмендеуі скоросте жарық өту кезінде заттар, пайымдауынша, бұл орын емес, нақты баяулауы бөлшектер жарық, ал олардың сіңіру және переизлучения бөлшектермен заттағы. Ретінде соңғы мысал баяулауы жарықтың, деп айтуға болады, екі тәуелсіз топтарға физиктердің алдық толығымен «тоқтату» жарық, пропуская арқылы конденсат Бозе-Эйнштейн негізінде рубидия,[7] Дегенмен, сөз «тоқтату» бұл эксперименттер тек жарықта сақталатын да қозған күйдегі атомдар, содан кейін қайтадан излучаемому » еркін кейінірек уақытта, еріксіз екінші лазерлік сәуле серпін. Во времена, когда жарық «тоқталды», ол тоқтатты болуы керек.

Жарық құрылады көптеген физикалық процестерге қатысатын зарядталған бөлшектерге әсері. Неғұрлым маңызды болып табылады және жылу сәуле бар үздіксіз спектр с максимумом, ереже, оның температурасы анықталады көзі. Атап айтқанда, сәуле Күн жақын жылулық сәуле шығаруы абсолют қара дененің қызған дейін шамамен 6000 К, бұл ретте шамамен 40% — ы күн сәулесінің жатыр видимом диапазонында, ал максимум бөлу қуат спектрі бойынша орналасқан жақын 550 нм (жасыл түс). Басқа да процестер болып табылатын жарық көзі: өткелдер электрондық қабықшаларында атомдар мен молекулалардың бір деңгейден екінші деңгейге (бұл процестер береді линейчатый спектрін қамтиды ретінде спонтанды сәуле шығару — газды-разрядты шамдарына, светодиодах және т. б. — сондай-ақ мәжбүрлі сәулелену лазерах); байланысты процестер үдеуімен және тежеуді зарядталған бөлшектердің (синхротронное сәуле циклотронное сәуле, тежегіш сәуле); черенковское сәуле қозғалысы кезінде зарядталған бөлшектер жылдамдығы асатын фазовую жарық жылдамдығы осы ортадағы; әр түрлі түрлері люминесценция: сонолюминесценция триболюминесценция хемилюминесценция (тірі организмдердегі ол деп аталады биолюминесценция) электролюминесценция катодолюминесценция флюоресценция және фосфоресценция сцинтилляция Қолданбалы ғылымдарда маңызды нақты сипаттамасы спектрін жарық көзі. Әсіресе маңызды мынадай түрлері көздері: Абсолют қара дене Ал Көзі Дереккөз Көзі Сағат Көзі D65 Аталған көздері бар әр түрлі түс температурасын. Шамдар күндізгі жарық шығаратын өнеркәсіппен, испускают сәуле түрлі спектральным құрамы, оның ішінде: Шамдар ақ жарық (түс температурасы 3500 К), Шам, суық ақ жарық (түс температурасы 4300).

Бір ең маңызды және сұранысқа ие ғылыммен және практикамен сипаттамаларын жарық, кез-келген физикалық объектіні жатады энергетикалық сипаттамалары. Өлшеумен және зерттеумен осындай сипаттамаларын көрінген энергетикалық фотометриялық шамалары айналысады бөлімін фотометрия, деп аталатын «радиометрия оптикалық сәуле»[8]. Осылайша, радиометрия зерттейді жарық қатыссыз, адами қасиеттері көру. Екінші жағынан, жарық маңызды рөл атқарады адам өміріндегі поставляя оған үлкен бөлігі үшін қажетті өмір сүру ақпарат қоршаған орта туралы әлем. Ол болуы арқасында адам көру мүшесі — көз. Осыдан қажеттілігі туындайды өлшеу сияқты сипаттамаларына жарық болатын еді айтуға қабілеті қозғауға йсігі. Аталған сипаттамалары білдіреді жарық фотометриялық шамалары, ал оларды өлшеу мен зерттеулер құрайды пән сабақтарын басқа бөлімін фотометрия — «жарық өлшеу»[8]. Ретінде өлшем бірліктерінің жарық шамалар пайдаланылады ерекше жарық бірліктер, олар негізделеді бірлікте жарық күшінің «кандела» бірі болып табылатын жеті негізгі бірліктерін Халықаралық бірліктер жүйесі (СИ). Жарық және энергетикалық шамалар бір-бірімен көмегімен салыстырмалы спектрлі жарықтық тиімділігіне монохроматического сәуле күндізгі көру {\displaystyle V(\lambda )} V(\lambda )[9] бар мағынасы салыстырмалы спектрлі сезімталдығын орташа адам көзіне бейімделген жаратылыс көру. Үшін монохроматического сәуле толқын ұзындығы {\displaystyle \lambda } \lambda , қатынасы, байланыстырушы тараптың еркін жарық шамасын {\displaystyle X_{v}(\lambda )} X_{v}(\lambda ) байланысты оған сәйкес келетін энергетикалық шама {\displaystyle X_{e}(\lambda )} X_{e}(\lambda ), СИ жазылады: {\displaystyle X_{v}(\lambda )=683\cdot X_{e}(\lambda )V(\lambda ).} X_{v}(\lambda )=683\cdot X_{e}(\lambda )V(\lambda ). Жалпы жағдайда шектеулер бөлу энергия сәуле шығару спектрі бойынша емес, салынады, бұл арақатынас алады түрі: {\displaystyle X_{v}=683\cdot \int \limits _{380~nm}^{780~nm}X_{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda ,} X_{v}=683\cdot \int \limits _{{380~nm}}^{{780~nm}}X_{{e,\lambda }}(\lambda )V(\lambda )d\lambda , онда {\displaystyle X_{e,\lambda }(\lambda )} X_{{e,\lambda }}(\lambda ) — спектрлік тығыздығы энергетикалық шамалар {\displaystyle X_{e}} X_{e} айқындалатын қатынасы ретінде шамасының {\displaystyle dX_{e}(\lambda )} dX_{e}(\lambda ) келетін шағын спектрлік интервал арасында жасалған {\displaystyle \lambda } \lambda және {\displaystyle \lambda +d\lambda } \lambda +d\lambda , еніне бұл интервал. Байланыс жарық шамасын сипаттайтын сәуле, оған сәйкес келетін энергетикалық шамасы, білдіреді, сондай-ақ пайдалана отырып, түсінік жарықтық сәулелену тиімділігі. Жарық шамалары класына жатады редуцированных фотометриялық шамалар, оған тиесілі, және басқа да жүйелер фотометриялық шамалар. Алайда, тек жарық шамалары заңдастырылған аясында СИ және тек олар үшін СИ анықталды арнайы өлшем бірліктері.

Жарық көрсетеді жеке қысымы объектілеріне өз жолында құбылыс, ол мүмкін емес орынбасарының Максвелл теңдеулер, бірақ оңай түсіндіруге да корпускулярной теориясы, қашан фотоны соударяются с преградой береді және өз импульс. Жарық қысымы сияқты қуатты жарық сәулесі, поделенной арналған с-жарық жылдамдығы. -Шамасы, әсер жарықтық қысымның елеусіз болып табылады үшін күнделікті объектілері. Мысалы, одномилливатная лазерлі көрсеткіш қысым туғызады шамамен 3,3 пН. Объект, жарық осылайша, еді көтеруге, шындық үшін монеталар 1 пенни бұл шамамен 30 млрд 1-мВт лазерлік көрсеткіштерді.[10] Дегенмен, нанометровом ауқымда әсері жарық қысымы болып табылады неғұрлым маңызды, және пайдалану, жарық, қысым механизмдерді басқару мен қосу нанометровых коммутаторларды » интегралдық схемалар болып табылады белсенді облысымен зерттеулер.[11]

Кезінде үлкен ауқымда жарық қысымы мүмкін заставить астероиды айналатын тезірек[12] іс-әрекет жасап, олардың дұрыс нысаны, қалақтары жел диірмендер. Мүмкіндік жасауға күн желкен еді ускорили қозғалысы ғарыш кемелерінің кеңістікте, сондай-ақ зерттеледі.

V ғасырда б. э. дейінгі Буддизмде бұл ұсынды, барлық әлемде төрт элементтері: от, ауа, жер және су. Ол былай деп осы төрт элементтер, құдайы Афродита құрды адам көз және зажгла онда от, жану мен делало көру мүмкін. Түсіндіру үшін фактісі, қара түнде адамды көреді емес, жақсы, сияқты, Буддизмде постулировал арасындағы өзара қарым-ортасында шұғылалы күн, идущими бірі көз және күн сәулесі жылғы жарқырайтын көздерін сияқты күн. Шамамен 300 жылға дейін э. ғ. к. Евклидом жазылған еңбегі «Оптика», біздің заманымызға жеткен, онда ол зерттеген қасиеттері жарық. Евклид бермегенін, жарық күші, тікелей байланыс бойынша, ол заңдар зерттеді көрсету жарықтың және оларды сипатталған математикалық. Ол білдірді күмән, бұл көру салдары болып табылады исхождения сәуленің бірі-көз, задаваясь мәселе: адам ретінде ашып, түнгі уақытта көз, устремленные аспанға, мүмкін бірден көруге жұлдыз. Мәселесі шешілді тек, егер жылдамдығы сәуленің жарық шығатын адам көзіне, шексіз үлкен. 55 жылы н. э. рим жазушысы Лукреций, ескертуге идеялар ерте грек философтарының-атомистов, өзінің шығармасында «О природе вещей» деп жазды, жарық пен жылу, күн тұрады дәріске қозғалатын бөлшектер. Алайда, жалпы тану көзқарастары Лукреция табиғатқа жарық. Птолемей (II ғасыр) кітабында «Оптика» сипаттады преломление света.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.