Світло

Видиме світло є електромаґнетічне жарїня о вовновій довжцї 400–750 нм. Вовновы довжкы світла лежать міджі вовновыма довжками ултрафіалового жарїня і інфрачервеного жарїня. В дакотрых областях наукы і технікы може быти світлом розумене і електромаґнетічне жарїня хоцьякой вовновой довжкы. Три основны властности світла (і електромаґнетічного вовнїня вообще) суть світивость (амплітуда), фарба (фреквенція) і поларізація (угол вовнїня). Про дуалітї частицї і вовнїня мать світло властности як вовнїня, так частицї. Штудіов світла і ёго інтеракціями з матеріалом ся занимать оптіка.

Видиме світло

Видиме світло є часть електромаґнетічного спектра о фреквенції 3.9×10¹⁴ Hz (гертз) аж 7.9×10¹⁴ Hz, де швыдкость (c), фреквенція (f або ν), і вовнова довжка (λ) утримують одношіня:

$c=f\lambda \;\!$

і швыдкость світла у вакуу c є конштанта. В оптіцї ся тыж хоснує кругова фреквенція ω, котра є споєна з фреквенціов f одношінём ω = 2πf. Вовнова довжка видительного світла у вакуу є 400 нм аж 800 нм.

Точнїше повіджено, тот россяг є видимым світлом про чоловіка. Дакотры виды жывых творів внимають россяг інакше - наприклад пчолы го мають дале напрямом ку куртшым вовновым довжкам (ултрафіалове жарїня), тай наспак дакотры плазы внимають і інфрачервене жарїня.

Россяг вниманых вовновых довжок є становленый передовшыткым тым, же в области видитемого світла є максімум електромаґнетічного жарїня зо Сонця допадаючого на Землю, і так є у тім россягу найлїпше відїти.

Шырїня світла

Характер світла ся пробовали вчены трафити довгый час. Наприклад Платон собі думав, же людьскы очі суть актівныма жрідлами світла. Ёго понятя оптікы было актуално інверзне к днешнїй лучовій оптіцї (тоты самы лучі, але спачный напрям світла). Єдным з першых фізіків в днешнїм змыслї слова быв Ісаак Ньютон, котрый розумів світло як ток частиць в механічнім змыслї. Теорія але была в роспорї з експеріментом, бо за тов теоріов доходило к лому світла од колміцї допаду при переходї світла з оптічно рідшого середовища до оптічно густїшого (тіпічно воздух-скло). Вовнова теорія доказала подати пояснїня і много іншых явів. Частицёвый погляд на світло быв знову ожывленый аж квантовов фізіков.

Од половины 20. стороча є платна теорія о дуалітї частицї і вовнїня. То єсть світло ся справать як вовна, котра несе квантоване множество енерґії.

Лом світла

Лучі світла ся при переходї з єдного середовища до другого ламуть, наприклад кідь світло допадать під углом на переглядный матеріал, як є скло або вода. Різны матеріалы спомалюють світло роздїлно, та лом є все під другым углом.

Швыдкость світла

Швыдкость світла у вакуу

Швыдкость світла в доконалім вакуу c была міряна многораз в історії. Єдно з першых документованых мірянь ведучіх к приближному резултату учінив Дан Оле Ромер року 1676. У звязаности з проблематіков навіґації мореплаваня позоровав рушаня планеты Юпітер і ёго місяця Іо телескопом, де зазначів одхылку в помыселній дорозї кружіня То. Міряв час штиридцять кружінь. А то при рушаню ся Земли в напрямі к Юпітеру і од нёго. Розознав розлуку 22 минут і тоту правилно прираховав конечной швыдкости світла. О кідь Ромер з тым найджінём дале не робив, многы з того значіня пізнїше выраховали швыдкость світла. Першым быв вызначный нідерландьскый математік, фізік і астроном Хрістіан Гуіґенс.

Перше успішне міряня поземныма середками выконав Гіпполіте Фізеау в роцї 1849. Фізеау післав звязок світла на зеркало, котрому до драгы клав крутяче ся зубчате колесо. При знамій швыдкости колеса выраховав швыдкость світла на 313 000 км/с.

Далше міряня было выконане по пристаню на Місяцї : по уміщіню зеркала на ёго поверьхню ся зміряв час, за котрый ся одбитый луч вернув назад на Землю.

Взглядом к тому, же швыдкость світла у вакуу є універзалнов конштантов, котрой великость є становлена значінём c=299 792 458 м/с, і час годен міряти в сучасній добі з высоков точностёв, є значіня довжкы метер дефінована помочов швыдкости світла у вакуу.

Швыдкость шырїня в іншых середовищах

В іншім середовищу ся світло шырить швыдкостёв v, котра є все низша як c. Подїл тых швыдкостей є рівный індексу лому даного середовища n, т.є. n = c/v. В резултатї того доходить на граніцях матеріалів з різныма значінями n к лому світла.

Точнїше повіджено, тото ся тыкать середовища без дісперзії, т.є. припадів, коли індекс лому не залежыть на вовновій довжцї. В середовищу з дісперзіов треба одрізняти фазову і ґрупову швыдкость: фазова швыдкость описує швыдкость шырїня плох з тов самов фазов, причім ґрупова швыдкость ся односить к обалцї амплітуды, ці ку швыдкости шырїня сіґналу (інформації).

Кідь є залежность індексу лому на круговій фреквенції n(ω), пак ся фазова швыдкость рівнать:

$v(\omega )={\frac {c}{n(\omega )}}$

і ґрупова швыдкость є:

$v_{g}(\omega )={\frac {c}{n(\omega )+\omega {\frac {dn}{d\omega }}}}$.

Ґрупова швыдкость не може перевышыти годноту c у згодї з теоріёв релатівіты. Напроти тому ся фазова швыдкость, котра не є споєна з переношанём інформації, може набывати скоро хоцьякы значіня, высшы як c ці докінце мінусовых (смоть тыж індекс лому).

Шырїня світла в матеріалї можеме внимати як повторяне абсорбованя і выжарованя фотонів, і то так, же по ожарїню ся дістане атом до ексцітованого статусу, у котрім перебуде лем куртый час і наслїдно фотон выжарить назад, тот наслїдно поїсть далшый атом ітд.... Світло ся рушать помалше, бо атомы перебывають в ексцітованім статусї даякый час. То єсть світло ся в матеріалї шырїть так скоро як у вакуу, але є в кусї абсорбованый і выжарованый атомами матерії.

Абсорбція світла

Як світло трафіть на поверьх, часть є абсорбована атомами зверьху даного матеріалу, причім поверьхня ся барз слабо огрїє. Каждый вид атому абсорбує даякы вовновы довжкы (фарбы) світла. Фарба поверьхнї залежыть од того, як вовновы довжкы вбере і котры одбє. Лист є так видженый як зеленый, бо абсорбує вшыткы фарбы окрем зеленой, і мы видиме лем одбиване зелене світло.

Інтерференції

К інтерференціям доходить, кідь ся стрїтять дві вовны світла. Як ся зыйдуть, пак ся взаємно посилнять. Тому ся говорить позітівна (тыж конштруктівна) інтерференція і виджена є як ясне світло. Кідь ся не згодують, пак можуть єдна другу зрушыти. То є неґатівна (дештруктівна) інтерференція і тоту є видно як тїнь. Інтерференчны смужкы (Фізеауовы смужкы) суть смугы світла і тїня створены черявым зосилнїнём і ослаблїнём складаючіх ся світловых звязків.

На інтерференчны максіма (конштрукт. інтерфер.) платить: 2 × n × d = (m − 1) × λ
На інтерференчны мініма (дештрукт. інтерфер.) платить: 2 × n × d = (2 × m − 1) × (λ / 2)

де d є найкуртша сторона триуголника, m є чісло максім (мінім) – m = {1, 2, 3, …}, n індекс лому середовища і λ сімболізує вовнову довжку допадаючого жарїня.

Фарба і вовнова довжка

Різны фреквенції світла видиме як фарбы, од червеного світла з найнизшов фреквенціов і найдовшов вовновов довжков по фіалову з найвысшов фреквенціов і найкуртшов вовновов довжков.

Такой піля видимого світла ся находить ултрафіалове (UV), в напрямі до куртшых вовновых довжок, і інфрачервене жарїня (IR), напрямом до довшых довжок. І кідь люде не видять IR, можуть влизке IR чути як тепло своїма рецепторами в скорї. Ултрафіалове світло ся зясь на чоловіку проявить звышінём піґментації скоры, знамым як опалїнём.

Міряня світла

Наступныма величінами пописуєме світло:

• яс (або теплота)
• освітлїня (єдиніця SI: лукс)
• світловый ток (єдиніця SI: лумен)
• світивость (єдиніця SI: кандела)

світло тыж можеме пописати за помочі тых величін:

• амплітуда,
• фарба (або фреквенція), і
• поларізація.

Жрідла світла

• саланя тепла (жарїня чорного тїлеса)
  • жарїня жаровкы
  • сонячне світло
• жарїня плазмату (огень, облукова лампа)
• атомова спектрална емісія (емісії можуть быти стімулованы або спонтанны)
  • ласер і масер (стімулована емісія)
  • світло ЛЕД діоды
  • ґазовы выбойкы
• ускорїня вольного носіча пруду (обычайно електрон, хоснує ся напр. в сінхротронах)
• лумінісценція,
  • Фотолумінісценція
  • Електролумінісценція
  • Катодолумінісценція
  • Хемолумінісценція
  • Радіолумінісценція
  • Тріболумінісценція
• флуоросценція
• фосфоренція
  • катодове жарїня
• радіоактівный роспад
• анігілація пару частицї-антічастицї

Выужытя світла

Світло ся хоснує в много апаратах (LCD образовках, DVD перегравачах, мобілах), з ёго помочов зварює і рїже, або наприклад оперує в медіцінї. Світло ся хоснує в много областях (міджі них належыть напр. комунікація, здравотницьтво, выробны технолоґії). За помочі світла люде позорують і далекы весмірны тїлеса, котру выжарують, одбивають або іншым способом суть овпливнены світлом.

Екстерны одказы

• Вовновы властности світла
• Вацлав Каізр: Міряня швыдкости шырїня ся світла

Аудіовізуалны документы

• Light Fantastic – серіал о світлї з антропоґенічного погляду, 4×60 минут, режія Паул Сен