Свет: определение, природа, источник, использование и закон
Свет - очень важная форма энергии, в которой нуждается все живое на Земле. Совершенно очевидно, что без света жизни на Земле она не может работать идеально. Все живые существа прямо или косвенно зависят от наличия света.
Растениям нужен свет как материал для фотосинтеза. Если растение не получает света, оно не будет осуществлять процесс фотосинтеза, поэтому оно не может выделять кислород.
Без сомнения, люди также очень зависят от существования света. Без света мы не сможем ничего делать, например, процесс зрения, даже если наши глаза нормальные, но если нет света, мы не сможем видеть. Когда-то важна роль света для живых существ, поэтому в этой статье мы обсудим физику света.
Определение света
Свет - это форма энергии электромагнитной волны, видимой глазом с длиной волны около 380-750 нм. В физике свет - это электромагнитное излучение с видимыми или невидимыми длинами волн. Кроме того, свет - это частица, называемая фотонным пакетом.
Оба эти определения заключаются в том, что свойство света, отображаемого вместе, называется «дуализмом волна-частица». Пакеты света, называемые спектром, затем визуально воспринимаются зрением как цвета. Область изучения света, известная как оптика, является важной областью исследований в современной физике.
Понимание света по мнению экспертов
Это исследование началось с появлением классической эры световой оптики, которая изучала такие оптические величины, как:
- интенсивность,
- частота или длина волны,
- поляризация и фаза света.
- Свойства света и его взаимодействие с окружающей средой определяются с использованием геометрического параксиального подхода, такого как отражение и преломление, а оптические свойства физического подхода:
- беспокойство
- дифракция
- дисперсия
- поляризация.
Каждое исследование классической оптики называется геометрической оптикой en: геометрической оптикой и физической оптикой en: физической оптикой.
На пике развития классической оптики свет определялся как электромагнитная волна, что привело к ряду открытий и идеи, с 1838 года Майклом Фарадеем об открытии катодных лучей, в 1859 году с теорией излучения черной массы от Густав Кирхгоф, 1877 Людвиг Больцманн сказал, что энергетические состояния физических систем могут быть дискретными, квантовая теория как модель теории излучения черной массы Макса Планком в 1899 году с гипотезой о том, что излучение и поглощенная энергия могут быть разделены на ряд дискретных элементов, называемых энергией E .
В 1905 г. Альберт Эйнштейн экспериментировал с фотоэлектрическим эффектом, светом, который освещает атомы, заставляя электроны выпрыгивать со своих орбит. В 1924 г. суд над Луи де Бройль продемонстрировал, что электрон обладает свойством дуальности волна-частица, что стало пионером теории дуальности волна-частица.
Альберт Эйнштейн затем в 1926 году на основе фотоэлектрического эффекта был сделан постулат о том, что свет состоит из квантов, называемых фотонами, которые обладают тем же свойством двойственности.
Работа Альберта Эйнштейна и Макса Планка была удостоена Нобелевских премий в 1921 и 1918 годах соответственно и легла в основу разрабатываемой теории квантовой механики. многими учеными, включая Вернера Гейзенберга, Нильса Бора, Эрвина Шредингера, Макса Борна, Джона фон Неймана, Пола Дирака, Вольфганга Паули, Давида Гильберта, Роя Дж. Глаубер и другие.
Эту эпоху затем называют эпохой современной оптики, а свет определяется как дуализм поперечных электромагнитных волн и потока частиц, называемых фотонами. Дальнейшее развитие произошло в 1953 году, когда в 1960 году были изобретены лазерный мазер и лазерный луч. Эпоха современной оптики не обязательно завершила эпоху классической оптики, но привнесла другие свойства, а именно диффузию и рассеяние света.
СВОЙСТВА СВЕТА
Свет имеет определенные свойства. Свойства света имеют множество преимуществ для жизни, а именно:
Свет распространяется по прямой линии
При ходьбе в темноте понадобится фонарик. Когда вы включаете фонарик, в каком направлении выходит свет из фонарика? Свет от фонарика движется по прямой линии. Верно ли, что свет движется по прямой линии? Вы можете доказать это свойство света, выполнив следующие действия. В зависимости от того, излучают ли они свет, объекты группируются на источники света и темные объекты. Объекты-источники света могут излучать свет. Примеры источников света - солнце, лампы и пламя. Между тем, темные объекты не могут излучать свет. Примеры темных объектов: камень, дерево и бумага.
В зависимости от того, могут ли они пропускать свет, объекты делятся на непрозрачные объекты и полупрозрачные объекты. Непрозрачный объект не может пропускать падающий на него свет. Под воздействием света этот объект образует тень. Примеры непрозрачных объектов: бумага, картон, фанера, дерево и стены. Между тем, полупрозрачные объекты могут пропускать падающий на них свет. Пример полупрозрачного объекта - стекло.
Отраженный свет
Есть два типа отражения света, а именно диффузное отражение (диффузное отражение) и регулярное отражение.р. Диффузное отражение возникает, когда свет падает на шероховатую или неровную поверхность. В этом отражении отраженный свет имеет неправильное направление. Между тем, регулярное отражение происходит, когда свет попадает на плоскую, гладкую и блестящую поверхность. Поверхности, обладающие этими свойствами, например зеркала. В этом отражении отраженный свет имеет правильное направление.
Зеркало - это объект, отражающий свет. По форме поверхности бывают плоские зеркала и изогнутые зеркала.
Преломление света
Когда свет проходит через два вещества с разной плотностью, свет изгибается. Искривление направления распространения света после прохождения через другую среду распространения называется преломление.
Когда свет перемещается от менее плотного вещества к более плотному, он будет преломляться ближе к нормальной линии. Например, свет перемещается из воздуха в воду. С другой стороны, когда свет перемещается от более плотного вещества к менее плотному, он будет преломляться от нормального. Например, свет перемещается из воды в воздух.
Преломление света, с которым вы часто сталкиваетесь в повседневной жизни. Например, дно пруда кажется более мелким, чем его фактическая глубина. Симптомы рефракции также можно увидеть в карандаше, помещенном в стакан с водой. Карандаш окажется сломанным.
Разборный свет
Радуги возникают из-за разложения света (рассеивания). Рассеивание - это разбивка белого света на огни разного цвета. Солнечный свет, который мы видим, белый. Однако на самом деле солнечный свет состоит из многоцветного света. Солнечный свет разбивается каплями воды в облаках, образуя цвета радуги.
Распространение света
Свет проходит через газы, большинство жидкостей и некоторые твердые материалы. Свет также может проходить через вакуум. Мы знаем это явление, потому что небесные тела, такие как звезды, можно увидеть в их свете с Земли.
Когда световые волны ударяются о предмет и проникают внутрь, этот материал называется прозрачным или прозрачным материалом.
Когда световые волны попадают в материал и проникают внутрь, но свет рассеивается, материал называется полупрозрачным. Но мы не можем ясно видеть сквозь этот материал. Когда световые волны ударяются о материал и не проникают, а отражаются, объект называется непрозрачным или тусклым.
Когда свет попадает на объект, часть света отражается. Отражение на плоских и гладких поверхностях происходит регулярно.
Попробуйте посмотреть в зеркало. Кажется, что свет от вашего лица отражается зеркалом в правильной форме, как ваше лицо.
Это регулярное отражение света также можно увидеть на берегу озера со спокойной поверхностью. Многие деревья вокруг озера четко отражаются в воде.
Источник света
- Тепловое излучение (излучение черного тела).
- Лампочка.
- Твердые частицы светятся при высоких температурах (см. Огонь).
- Атомное спектральное излучение.
- Лазеры и мазеры.
- Светодиоды.
- Газовые лампы (люминесцентные лампы, ртутные лампы и др.).
- Огонь из газа.
- Ускорение заряженной свободной частицы (обычно электрона).
- циклотронное излучение.
- Тормозное излучение.
- Черенковское излучение.
- хемолюминесценция.
- цветение.
- фосфоресценция.
- электронно-лучевая трубка.
- биолюминесценция.
- Сонолюминесценция.
- Триболюминесценция.
- Радиоактивный распад.
- Аннигиляция частица-античастица.
- Солнце.
- Звезда.
- Огонь.
- Электрический свет.
- Фонарик включен.
- Свечи зажжены.
- Фары для мотоциклов
- Автомобильные фары.
- Вспышка.
Использование света
Есть несколько способов использования световой энергии, а именно:
Отопление помещений
Существует несколько способов использования солнечной тепловой энергии для обогрева помещения, а именно:
- Окно
Это простейший способ обогрева с использованием солнечной тепловой энергии. Достаточно сделать отверстие в стене для передачи солнечного тепла извне в здание. Есть прямые окна без стекла, а в некоторых используется стекло. Для получения оптимального тепла на окна устанавливают стеклопакеты. Обычно в районах с четырьмя сезонами стены здания заменяют стеклом, чтобы солнце могло свободно светить и согревать комнату зимой.
- Стена тромба (Стена тромба)
Стена тромба - стена, за пределами которой есть узкое пространство, заполненное воздухом. Наружная стена узкого помещения обычно стеклянная. Эта стена названа в честь ее изобретателя Феликса Тромба, гражданина Франции.
Принцип работы заключается в том, что эта наружная поверхность будет нагреваться солнечным светом, а затем тепло медленно передается в узкую комнату. Кроме того, тепло в узком помещении будет конвектироваться в здание через воздуховод на стене тромба.
Солнечная печь
Принцип работы солнечной плиты заключается в том, чтобы сосредоточить тепло, получаемое от солнца, в точке, используя большое вогнутое зеркало, так что оно получает большое количество тепла, которое можно использовать для замены тепла от масляной или дровяной печи гореть.
Сушка сельскохозяйственной продукции
Обычно это делают фермеры в тропических деревнях, сушат урожай под жарким солнцем. Этот метод очень выгоден для фермеров, потому что им не нужно тратить деньги на сушку посевов. В отличие от фермеров в странах с четырьмя сезонами, которым приходится тратить деньги на сушку результаты сбора урожая, используя печи, использующие ископаемое топливо или использующие электричество.
Водяное отопление
Местное население нуждается в горячей воде как для купания, так и для антисептических инструментов в больницах и поликлиниках. Обеспечение горячей водой требует больших затрат, потому что она должна быть доступна в любое время и обычно используется для нагрева ископаемой энергии или электроэнергии. Однако при использовании солнечного водонагревателя это не проблема, потому что нагрев воды Это достигается за счет поглощения солнечного тепла с помощью коллектора, поэтому не требуется материальных затрат. гореть.
выработка энергии
Концепция солнечной электростанции проста, а именно преобразование солнечного света в электрическую энергию. Солнечный свет - это форма энергии из природных ресурсов. Природные ресурсы Солнца широко использовались для подачи электроэнергии на спутники связи через солнечные батареи. Этот солнечный элемент может производить неограниченное количество электроэнергии, получаемой непосредственно от солнца, без каких-либо вращающихся частей и не требует топлива. Так что системы солнечных батарей часто называют чистыми и безвредными для окружающей среды.
Закон отражения света
Закон отражения света (Снеллиус) гласит следующее.
- Падающий луч, нормаль и отраженный луч лежат в одной плоскости.
- Угол падения такой же, как угол отражения.
- Лучи, перпендикулярные зеркалу, будут отражаться обратно.
Что касается направления отраженного света или формы поверхности объектов, которые отражают свет, существует два типа мониторинга, а именно:
- Регулярное отражение (зеркальное отражение)
Регулярный отскок это отражение, которое происходит, когда падающий луч падает на гладкую или плоскую поверхность. При правильном отражении свет будет отражаться в одном направлении.
- Диффузное отражение или диффузное отражение
Диффузное отражение или диффузный мониторинг - это отражение света во всех направлениях, возникающее из-за того, что падающие лучи падают на шероховатую или неровную поверхность.
- Отражение в плоском зеркале
Характеристики изображения в плоском зеркале:
- майя
- Одинаковый размер (увеличение = 1)
- Вертикально, но вверх ногами влево и вправо
- Расстояние от объекта до зеркала такое же, как расстояние от изображения до зеркала (s = s ')
- Отражение в вогнутом зеркале
Чтобы описать изображение, формируемое вогнутым зеркалом, нам понадобится помощь в виде специальных лучей на вогнутом зеркале. В вогнутом зеркале есть три особых луча, а именно:
- Падающий луч параллелен главной оси и отражается через точку фокусировки зеркала.
- Луч проходит через точку фокусировки зеркала и отражается параллельно главной оси.
- Падающий луч проходит через точку кривизны зеркала, затем отражается через точку кривизны зеркала, совпадает с падающим лучом.
Скорость света
Скорость света - это скорость света в вакууме; Скорость света - это физическая константа, обозначаемая буквой c, аббревиатура celeritas происходит от латинского слова «скорость». Это очень важная константа в физике, которая составляет 299 792 458 метров в секунду. Это точное значение, потому что длина метра определяется постоянной скоростью света.
Эта скорость - максимальная скорость, с которой могут перемещаться все формы энергии, материи и информации во Вселенной. Эта скорость - скорость всех безмассовых частиц и области физики, включая электромагнитное излучение в вакууме. Эта скорость также соответствует современной теории гравитационной скорости скорости гравитационных волн.
Частица или волна движутся со скоростью c, независимо от источника движения и инерциальной системы отсчета наблюдателя. В теории относительности c переплетается с пространством и временем. Эта постоянная фигурирует также в уравнении физики эквивалентности массы и энергии E = MC2.
Скорость распространения света через прозрачные материалы, такие как стекло или воздух, меньше, чем c. Отношение скорости vc к скорости света в материале называется показателем преломления материала n (n = c / v).
Например, показатель преломления стекла обычно составляет примерно 1,5, что означает, что свет в стекле распространяется со скоростью c / 1,5 200 000 км / с; Показатель преломления воздуха для видимого света составляет около 1 0003, поэтому скорость света в воздухе примерно на 90 км / с меньше, чем c.
Даже если он движется с большой скоростью, это не значит, что свет нельзя остановить. Ученым удалось на минуту остановить скорость света, используя принципы квантовой физики. Ранее в 1999 году им удавалось замедлять свет до 17 метров в секунду. Это может обеспечить успехи в развитии квантовой связи.
Во многих смыслах свет можно представить как прямое и мгновенное движение, но на очень больших расстояниях ограничение скорости света будет влиять на наблюдаемые наблюдения. При общении с космическим кораблем может потребоваться от нескольких минут до нескольких часов, чтобы сообщения, отправленные космическим кораблем, были приняты Землей.
Звездный свет, который мы видим в небе, исходит от света, испущенного в прошлом году. Это позволяет нам изучать и изучать историю Вселенной, глядя на очень далекие объекты. Скорость света ограничена также ограничивает максимальную скорость компьютера, поэтому информация должна передаваться от одного чипа к другому чипу в компьютере.
Для получения дополнительной информации перейдите по следующей ссылке:
- 223 Определение и виды энергии по мнению экспертов
- Определение и виды энергии по мнению экспертов
- Понимание и 4 вида потенциальной энергии, надеюсь
- Определение изоляторов, проводников и полупроводников по мнению физиков
Это обзор о Свет: понимание в соответствии с мнениями экспертов, свойства, распространение, источник, использование, закон и скорость Надеюсь, это может быть полезно для верных друзей преподавателей образования. Ком, аминь…