Η φύση του φωτός ανέκαθεν γοήτευε τους ανθρώπους. Στην αρχαιότητα θεωρούνταν ιδιότητα της ύλης, κάτι που εκπορεύεται από τα πράγματα. Συνδέεται επίσης με τον ήλιο, τον πλανητικό βασιλιά στις περισσότερες θρησκείες και κοσμοθεωρίες του πρώιμου ανθρώπου, και επομένως με τη ζεστασιά και τη ζωή. Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι δεν γνωρίζουν πραγματικά τι είναι φως.
Επομένως, σε αυτό το άρθρο θα εξηγήσουμε τι είναι το φως, τα χαρακτηριστικά και τη σημασία του.
τι είναι φως
το φως είναι ένα θεμελιώδες φυσικό φαινόμενο που μας επιτρέπει να αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο γύρω μας. Είναι μια μορφή ακτινοβολούμενης ενέργειας που ταξιδεύει με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Αυτά τα κύματα διαδίδονται στο διάστημα με εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα, γνωστή ως ταχύτητα φωτός. Το φως είναι μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, το οποίο κυμαίνεται από τα ραδιοκύματα έως τις ακτίνες γάμμα.
Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του φωτός είναι ότι μπορεί να εκπέμπεται, να ανακλάται, να απορροφάται ή να μεταδίδεται από διαφορετικά υλικά. Τα αντικείμενα εκπέμπουν φως λόγω της θερμικής ενέργειας που διαθέτουν, όπως κάνει μια φλόγα ή ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως. Όταν το φως πέφτει σε ένα αντικείμενο, ένα μέρος του μπορεί να απορροφηθεί από το αντικείμενο, ένα μέρος μπορεί να ανακλαστεί και ένα μέρος μπορεί να μεταδοθεί μέσω αυτού. Ο συνδυασμός του ανακλώμενου και του μεταδιδόμενου φωτός είναι αυτό που αντιλαμβανόμαστε ως χρώμα και φωτεινότητα.
Το λευκό φως, όπως αυτό που προέρχεται από τον Ήλιο, στην πραγματικότητα αποτελείται από ένα μείγμα χρωμάτων. Αυτό συμβαίνει επειδή το λευκό φως μπορεί να διασπαστεί σε διαφορετικά μήκη κύματος καθώς περνά μέσα από ένα πρίσμα, δημιουργώντας έτσι το φάσμα των χρωμάτων που γνωρίζουμε ως ουράνια τόξα.
Εκτός από το ρόλο του στην οπτική αντίληψη, το φως παίζει επίσης ουσιαστικό ρόλο σε πολλούς τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας. Χρησιμοποιείται στην επικοινωνία, όπως σε ραδιοφωνικά και τηλεοπτικά σήματα και στη μετάδοση δεδομένων μέσω οπτικών ινών. Είναι επίσης απαραίτητο στη φωτογραφία, την ιατρική (όπως η θεραπεία με λέιζερ), την αστρονομική έρευνα και πολλούς άλλους κλάδους.
Κάποιο ιστορικό
Οι αρχαίοι Έλληνες αντιλαμβάνονταν το φως ως κάτι που ήταν κοντά στην αλήθεια των πραγμάτων. Μελετήθηκε από φιλοσόφους όπως ο Εμπεδοκλής και ο Ευκλείδης, οι οποίοι είχαν ανακαλύψει μερικές από τις φυσικές του ιδιότητες. Από την αρχή της Ευρωπαϊκής Αναγέννησης έως τον XNUMXο αιώνα, με την ανάπτυξη της σύγχρονης φυσικής και οπτικής, η έρευνα και η εφαρμογή της στην ανθρώπινη ζωή έχουν αποκτήσει μεγάλη δυναμική ανάπτυξης.
Στη συνέχεια, Η διαχείριση της ηλεκτρικής ενέργειας κατέστησε δυνατό τον τεχνητό φωτισμό κατοικιών και πόλεων χωρίς να εξαρτάται από τον ήλιο ή την καύση καυσίμων (λαμπτήρες πετρελαίου ή κηροζίνης). Αυτή είναι η βάση της οπτικής μηχανικής που αναπτύχθηκε τον XNUMXο αιώνα.
Χάρη στην ηλεκτρονική και την οπτική, έχουν αναπτυχθεί εφαρμογές φωτός αδιανόητες μόλις πριν από λίγους αιώνες. Η κατανόησή μας για το πώς λειτουργεί φυσικά έχει αυξηθεί, εν μέρει χάρη στην κβαντική θεωρία και τις τεράστιες προόδους στη φυσική και τη χημεία που έχουν συμβεί.
Χάρη στο φως και την έρευνά του έχουν προκύψει διάφορες τεχνολογίες όπως λέιζερ, κινηματογράφος, φωτογραφία, φωτοτυπίες ή φωτοβολταϊκά πάνελ.
Κύρια χαρακτηριστικά
Κινείται πάντα σε ευθεία γραμμή με σταθερή προδιαγεγραμμένη ταχύτητα. Η συχνότητα του φωτεινού κύματος καθορίζει το ενεργειακό επίπεδο του φωτός και είναι αυτό που διακρίνει το ορατό φως από άλλες μορφές ακτινοβολίας. Αν και γενικά φως (από τον ήλιο και τις λάμπες) εμφανίζεται λευκό, περιέχει κύματα με μήκη κύματος που αντιστοιχούν σε κάθε χρώμα στο ορατό φάσμα.
Αυτό μπορεί να αποδειχθεί δείχνοντάς το σε ένα πρίσμα και χωρίζοντάς το σε αποχρώσεις ουράνιου τόξου. Τα αντικείμενα έχουν ένα ιδιαίτερο χρώμα ως αποτέλεσμα του ότι οι χρωστικές του αντικειμένου απορροφούν ορισμένα μήκη κύματος και αντανακλούν άλλα, αντανακλώντας τα μήκη κύματος των χρωμάτων που βλέπουμε.
Αν δούμε ένα λευκό αντικείμενο, είναι επειδή η χρωστική ουσία αντανακλά όλο το φως που εκπέμπεται πάνω της, δηλαδή όλα τα μήκη κύματος. Από την άλλη, αν το βλέπουμε μαύρο, είναι γιατί απορροφά όλο το φως, δεν ανακλάται τίποτα και δεν βλέπουμε τίποτα, δηλαδή βλέπουμε μαύρο. Τα μάτια μας αντιλαμβάνονται φασματικά χρώματα που κυμαίνονται από κόκκινο (μήκος κύματος 700nm) έως ιώδες (μήκος κύματος 400nm).
διάδοση του φωτός
Το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή με ταχύτητα 299.792.4458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο στο κενό.. Εάν πρέπει να ταξιδέψετε μέσα από ένα πυκνό ή πολύπλοκο μέσο, κινείστε με πιο αργή ταχύτητα. Ο Δανός αστρονόμος Ole Roemer έκανε την πρώτη κατά προσέγγιση μέτρηση της ταχύτητας του φωτός το 1676. Από τότε, η φυσική έχει βελτιώσει πολύ τον μηχανισμό μέτρησης.
Το φαινόμενο της σκιάς σχετίζεται επίσης με τη διάδοση του φωτός: όταν το φως πέφτει σε ένα αδιαφανές αντικείμενο, το φως προβάλλει το περίγραμμά του στο φόντο, τονίζοντας τα μέρη που μπλοκάρονται από το αντικείμενο. Υπάρχουν δύο βαθμοί σκίασης: μια πιο ανοιχτή απόχρωση που ονομάζεται penumbra, μια πιο ανοιχτή απόχρωση που ονομάζεται penumbra και μια πιο ανοιχτή απόχρωση που ονομάζεται penumbra. Το άλλο χρώμα είναι πιο σκούρο και ονομάζεται umbra.
Η γεωμετρία ήταν πάντα ένα σημαντικό εργαλείο όταν πρόκειται για τη μελέτη της διάδοσης του φωτός ή το σχεδιασμό συσκευών για την επίτευξη ορισμένων αποτελεσμάτων, όπως τα τηλεσκόπια και τα μικροσκόπια.
Φυσικό φως και τεχνητό φως
Η παραδοσιακή πηγή φωτός της ανθρωπότητας είναι ο ήλιος, ο οποίος μας φωτίζει συνεχώς με ορατό φως, θερμότητα, υπεριώδες φως και άλλα είδη ακτινοβολίας.
Το ηλιακό φως είναι απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση και για τη διατήρηση της θερμοκρασίας της Γης σε ένα εύρος κατάλληλο για ζωή. Είναι παρόμοιο με το φως που παρατηρούμε από άλλα αστέρια στον γαλαξία μας, παρόλο που τα χωρίζουν δισεκατομμύρια χιλιόμετρα.
Από πολύ νωρίς, οι άνθρωποι προσπάθησαν να μιμηθούν τις φυσικές πηγές φωτός. Αρχικά, Αυτό το κάνει κατακτώντας τη φωτιά, χρησιμοποιώντας πυρσούς και φωτιές κατασκήνωσης, που απαιτούν εύφλεκτα υλικά και έχουν μικρή διάρκεια ζωής.
Αργότερα χρησιμοποιήθηκαν κεριά που έκαιγαν ελεγχόμενα και πολύ αργότερα δημιούργησε φανοστάτες που έκαιγαν λάδι ή άλλους υδρογονάνθρακες, σχηματίζοντας το πρώτο δίκτυο αστικού φωτισμού, το οποίο αργότερα αντικαταστάθηκε από φυσικό αέριο. Τελικά, ανακαλύφθηκε η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία είναι η πιο ασφαλής και αποτελεσματική έκδοση.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το τι είναι το φως και τα χαρακτηριστικά του.