Свет (видимый свет)

СВЕТ, или ВИДИМЫЙ СВЕТ, — поток лучистой энергии, возбуждающий зрительные ощущения, воспринимаемые в виде различных яркостей или цветовых тонов.

Световая энергия отличается от других видов лучистой энергии частотой колебаний ν или длиной волны λ, которая вообще определяет качество всякого излучения.

Лучи, посылаемые радиостанциями, тепловые лучи, видимый, глазом свет и невидимые ультрафиолетовые лучи — все они представляют собой электромагнитные колебания, распространяются в пустоте с одинаковой скоростью, подчиняются одним и тем же законам, но различаются между собой длиной волны и вследствие этой разницы производят совершенно различные действия.

На рисунке приведен общий спектр электромагнитных колебаний.


Полный спектр.
1 — род колебаний; 2 — частота; 3 — длина волны; 4 — иллюстрация длины волны.



Всякий источник лучистой энергии действует на расстоянии, но в то время как для приема других видов энергии необходим специальный приемник, световая энергия воспринимается нами непосредственно при помощи органа зрения — глаза. Эта особенность света создает ему исключительное положение среди других видов лучистой энергии, и, хотя в общем спектре электромагнитных излучений видимый свет занимает очень незначительный участок волн длиной от 0,4 до 0,76 µ, он обеспечивает человеку возможность видеть.

Указанное обстоятельство придает учению о свете особый характер, заставляя рассматривать его не только как раздел физики, но в значительной мере и как раздел физиологии и психологии. Так, рассматривая свет в физике, невозможно ограничиться участком волн от 0,4 до 0,76 µ, так как оба продолжения спектра обладают всеми качествами света, хотя и не вызывают зрительного ощущения. Поэтому такие излучения принято также называть светом, но невидимым. Следует отметить, что и самые границы видимого света зависят от мощности источника и для очень мощных источников эти границы оказываются более широкими, чем указано выше.

С другой стороны хотя в настоящее время легко осуществить приемник световой энергии, обладающий таким же распределением чувствительности, как глаз, и, следовательно, можно производить объективные световые измерения, не прибегая к помощи глаза, визуальное восприятие всегда будет оставаться решающим в вопросах освещения, оценки изображения и т.д.

Различие в длине волны света воспринимается как различие по цвету, т.е. помимо количественных соотношений, характеризуемых яркостями, зрительные ощущения различаются еще качественно по цветности. Самые короткие волны λ=0,4 µ производят ощущение темнофиолетового света, самые длинные — темно-красного.

Действие излучения одной длины волны вызывает ощущение насыщенного по цвету или монохроматического света. Основные цвета спектра соответствуют следующим длинам волн (в микронах): красный — 0,65; оранжевый — 0,609; желтый — 0,576; зеленый — 0,536; голубойбой —0,498; синий—0,460; фиолетовый — 0,442.

Весь спектр, т.е. смешанный поток, содержащий в определенном соотношении лучи всех длин волн, производит ощущение белого света. Примером белого света является солнечный, или дневной свет. По производимому ощущению спектр белого света может быть поделен на три зоны: синюю с длиной волны от 0,4 до 0,5 µ, зеленую от 0,5 до 0,6 µ и красную от 0,6 до 0,76 µ. Если же из спектра белого света удалить синюю зону, то оставшаяся смесь зеленой и красной зон производит ощущение желтого света. Соответственно, при удалении из полного спектра зеленого участка оставшиеся зоны дают ощущение пурпурного и, наконец, при удалении красного участка — ощущение голубого света. Скорость распространения света в пустоте, как и других видов лучистой энергии, составляет 300 000 км/сек, не зависит от длины волны и превосходит скорость любого известного движения. Достаточно указать, что свет мог бы обогнуть земной шар по экватору в течение 1/7 сек.

Световые колебания поперечны и происходят поперек линии распространения света, т.е. перпендикулярны лучу и лежат в различных плоскостях, проходящих через луч. Такой луч называется лучом естественного, или неполяризованного, света. Если колебания происходят не во всех сечениях, свет называется поляризованным.


Направление колебаний и направление распространения света



Обычно температурные источники излучают сложный, не монохроматический свет, который содержит колебания различной частоты и может быть разложен в сплошной спектр, и только газы обладают способностью излучать отдельные спектральные линии, т.е. дают линейчатый спектр.

Скорость распространения света c, частота колебаний ν и длина волны λ связаны между собой зависимостью:

c = ν · λ.

При переходе света из пустоты в прозрачную среду скорость света уменьшается в n раз, где nпоказатель преломления света. Так как величина n зависит от длины волны, то лучи различного цвета, шедшие в пустоте с одинаковой скоростью, приобретают в прозрачной среде различную скорость, отчего и происходит разложение (дисперсия) белого света, являющееся причиной хроматизма, свойственного преломляющим оптическим системам. Это разложение особенно заметно, когда лучи, идущие с наибольшей скоростью, например красные лучи, проходят в про¬зрачной среде наименьший путь, а лучи с минимальной скоростью, например фиолетовые,— наибольший путь. Такое именно разложение происходит в преломляющей стеклянной призме.

Как излучение, так и поглощение света происходят не непрерывно, а отдельными порциями света — квантами, или фотонами. Действие света при поглощении его частицами вещества имеет также прерывный характер, т.е. свет поглощается отдельными фотонами, несущими энергию, прямо пропорциональную частоте колебаний ν. Следовательно, чем больше частота, т.е. чем меньше длина волны, тем больше энергия, переносимая одним фотоном. Этим объясняется наибольшее фотографическое действие (наибольшая актиничность) фиолетовых и сине-фиолетовых лучей.

Связной

Комментарии

2 комментария к "Свет (видимый свет)"

  1. Аноним - Ср, 17 Ноя 2010 12:45 

    […] получаются в способах, основанных на дубящем действии света на желатиновые слои, содержащие хромовокислые соли, а […]

  2. Елена - Пн, 31 Дек 2012 19:50 

    Спасибо за краткость и точность информации о таком сложном физическом явлении как свет.

Есть мнение о написанном в статье? Напишите свой комментарий!