Narava svetlobe že od nekdaj navdušuje ljudi. V starih časih je veljal za lastnost materije, nekaj, kar izhaja iz stvari. Povezuje se tudi s soncem, planetarnim kraljem v večini religij in svetovnih nazorov pračloveka, torej s toplino in življenjem. Vendar marsikdo zares ne ve kaj je svetloba.
Zato bomo v tem članku pojasnili, kaj je svetloba, njene značilnosti in pomen.
kaj je svetloba
svetloba je temeljni naravni pojav, ki nam omogoča zaznavanje sveta okoli nas. Je oblika sevalne energije, ki potuje v obliki elektromagnetnega valovanja. Ti valovi se skozi vesolje širijo z izjemno visoko hitrostjo, znano kot svetlobna hitrost. Svetloba je del elektromagnetnega spektra, ki sega od radijskih valov do žarkov gama.
Pomembna značilnost svetlobe je, da jo lahko različni materiali oddajajo, odbijajo, absorbirajo ali prepuščajo. Predmeti oddajajo svetlobo zaradi toplotne energije, ki jo imajo, podobno kot plamen ali žarnica z žarilno nitko. Ko svetloba pade na predmet, jo lahko predmet nekaj absorbira, nekaj odbije, nekaj pa se lahko prenese skozi njega. Kombinacija odbite in prepuščene svetlobe je tisto, kar zaznavamo kot barvo in svetlost.
Bela svetloba, tako kot tista, ki prihaja od Sonca, je pravzaprav sestavljena iz mešanice barv. To je zato, ker lahko bela svetloba pri prehodu skozi prizmo razpade na različne valovne dolžine in tako ustvari spekter barv, ki ga poznamo kot mavrice.
Poleg vloge pri vizualnem zaznavanju ima svetloba tudi bistveno vlogo na številnih področjih znanosti in tehnologije. Uporablja se v komunikaciji, kot pri radijskih in televizijskih signalih ter pri prenosu podatkov po optičnih vlaknih. Bistven je tudi v fotografiji, medicini (kot je laserska terapija), astronomskih raziskavah in številnih drugih disciplinah.
Nekaj zgodovine
Stari Grki so razumeli svetlobo kot nekaj, kar je blizu resnici stvari. Preučevali so ga filozofi, kot sta Empedokles in Evklid, ki sta odkrila nekatere njegove fizikalne lastnosti. Od začetka evropske renesanse do XNUMX. stoletja sta z razvojem moderne fizike in optike njeno raziskovanje in uporaba v človekovem življenju dobila velik razvojni zagon.
Pozneje Upravljanje z električno energijo je omogočilo umetno osvetljevanje domov in mest, ne da bi bili odvisni od sonca ali izgorevanja goriv (dizelske ali petrolejke). To je osnova optičnega inženiringa, razvitega v XNUMX. stoletju.
Zahvaljujoč elektroniki in optiki so se razvile svetlobne aplikacije, ki si jih še pred nekaj stoletji ni bilo mogoče predstavljati. Naše razumevanje tega, kako fizično deluje, se je povečalo, delno zahvaljujoč kvantni teoriji in ogromnemu napredku v fiziki in kemiji, ki se je zgodil.
Zahvaljujoč svetlobi in njenim raziskavam so se pojavile različne tehnologije, kot so laserji, kinematografija, fotografija, fotokopiranje ali fotovoltaični paneli.
Glavne značilnosti
Vedno se giblje premočrtno s stalno predpisano hitrostjo. Frekvenca svetlobnega valovanja določa raven energije svetlobe in je tisto, po čemer se vidna svetloba razlikuje od drugih oblik sevanja. Čeprav svetloba na splošno (od sonca in svetilk) je videti bela, vsebuje valove z valovno dolžino, ki ustreza vsaki barvi v vidnem spektru.
To lahko pokažemo tako, da ga usmerimo v prizmo in ga razdelimo na mavrične odtenke. Predmeti imajo posebno barvo, ker pigmenti predmeta absorbirajo določene valovne dolžine in odbijajo druge, kar odraža valovne dolžine barv, ki jih vidimo.
Če vidimo bel predmet, to je zato, ker pigment odbija vso svetlobo, ki jo oddaja, torej vse valovne dolžine. Po drugi strani pa, če jo vidimo črno, je to zato, ker absorbira vso svetlobo, nič se ne odbija in ničesar ne vidimo, torej vidimo črno. Naše oči zaznavajo spektralne barve od rdeče (valovna dolžina 700 nm) do vijolične (valovna dolžina 400 nm).
širjenje svetlobe
Svetloba v vakuumu potuje premočrtno s hitrostjo 299.792.4458 metrov na sekundo.. Če morate potovati skozi gost ali kompleksen medij, se premikate počasneje. Danski astronom Ole Roemer je leta 1676 izvedel prvo približno meritev hitrosti svetlobe. Od takrat je fizika močno izpopolnila mehanizem merjenja.
Pojav sence je povezan tudi s širjenjem svetlobe: ko svetloba pade na neprozoren predmet, svetloba projicira njegov obris na ozadje in poudari dele, ki jih blokira predmet. Obstajata dve stopnji senčenja: svetlejši odtenek, imenovan penumbra, svetlejši odtenek, imenovan penumbra, in svetlejši odtenek, imenovan penumbra. Druga barva je temnejša in se imenuje umbra.
Geometrija je bila vedno pomembno orodje, ko gre za preučevanje širjenja svetlobe ali načrtovanje naprav za doseganje določenih učinkov, kot so teleskopi in mikroskopi.
Naravna svetloba in umetna svetloba
Tradicionalni vir svetlobe človeštva je sonce, ki nas nenehno osvetljuje z vidno svetlobo, toploto, ultravijolično svetlobo in drugimi vrstami sevanja.
Sončna svetloba je bistvena za fotosintezo in ohranjanje temperature Zemlje v območju, ki je primerno za življenje. Podobna je svetlobi, ki jo opazujemo z drugih zvezd v naši galaksiji, čeprav so med seboj oddaljene milijarde kilometrov.
Že zelo zgodaj so ljudje poskušali posnemati naravne vire svetlobe. Sprva To počne z obvladovanjem ognja, uporabo bakel in tabornih ognjev, ki zahtevajo gorljive materiale in imajo kratko življenjsko dobo.
Kasneje so začeli uporabljati sveče, ki so gorele nadzorovano, veliko pozneje pa je ustvaril stebre, ki so kurili nafto ali druge ogljikovodike in tako oblikovali prvo mrežo mestne razsvetljave, ki jo je kasneje nadomestil zemeljski plin. Na koncu je bila odkrita uporaba električne energije, ki je najvarnejša in najučinkovitejša različica.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o svetlobi in njenih značilnostih.