Licht wordt beschouwd als elke vorm van optische straling. Met andere woorden, dit zijn elektromagnetische golven, waarvan de lengte in de orde van grootte van nanometers ligt.
Algemene definities
Vanuit het oogpunt van optica is licht elektromagnetische straling die door het menselijk oog wordt waargenomen. Het is gebruikelijk om als eenheid van verandering een gebied in een vacuüm van 750 THz te nemen. Dit is de kortegolflengte van het spectrum. De lengte is 400 nm. Wat betreft de grens van brede golven, wordt een sectie van 760 nm, dat wil zeggen 390 THz, als meeteenheid genomen.
In de natuurkunde wordt licht beschouwd als een reeks gerichte deeltjes die fotonen worden genoemd. De distributiesnelheid van golven in vacuüm is constant. Fotonen hebben een bepaald momentum, energie, massa nul. In bredere zin is licht zichtbare ultraviolette straling. Golven kunnen ook infrarood zijn.
Vanuit het oogpunt van ontologie is licht het begin van zijn. Dit zeggen filosofen en religieuze geleerden. In de geografie wordt deze term gebruikt om te verwijzen naar bepaalde delen van de planeet. Licht zelf is een sociaal concept. Niettemin heeft het in de wetenschap specifieke eigenschappen, eigenschappen en wetten.
Natuur en lichtbronnen
Elektromagnetische straling wordt gecreëerd in het proces van interactie van geladen deeltjes. De optimale voorwaarde hiervoor is warmte, die een continu spectrum heeft. De maximale straling is afhankelijk van de temperatuur van de bron. Een goed voorbeeld van een proces is de zon. Zijn straling ligt dicht bij die van een volledig zwart lichaam. De aard van het licht op de zon wordt bepaald door de verwarmingstemperatuur tot 6000 K. Tegelijkertijd is ongeveer 40% van de straling binnen het zicht. Het maximale vermogensspectrum bevindt zich in de buurt van 550 nm.
Lichtbronnen kunnen ook zijn:
- Elektronische omhulsels van moleculen en atomen tijdens de overgang van het ene niveau naar het andere. Dergelijke processen maken het mogelijk om een lineair spectrum te bereiken. Voorbeelden zijn LED's en gasontladingslampen.
- Cherenkov-straling, die wordt gevormd wanneer geladen deeltjes met de fasesnelheid van het licht bewegen.
- Processen van fotonvertraging. Hierdoor wordt synchro- of cyclotronstraling geproduceerd.
De aard van licht kan ook worden geassocieerd met luminescentie. Dit geldt zowel voor kunstmatige bronnen als voor organische bronnen. Voorbeeld: chemiluminescentie, scintillatie, fosforescentie, enz.
Lichtbronnen zijn op hun beurt onderverdeeld in groepen op basis van temperatuurindicatoren: A, B, C, D65. Het meest complexe spectrum wordt waargenomen in een volledig zwart lichaam.
Lichtkenmerken
Het menselijk oog neemt elektromagnetische straling subjectief waar als een kleur. Het licht kan dus witte, gele, rode, groene tinten afgeven. Het is alleenvisuele sensatie, die wordt geassocieerd met de frequentie van straling, of deze nu spectraal of monochromatisch van samenstelling is. Het is bewezen dat fotonen zich zelfs in vacuüm voortplanten. Bij afwezigheid van materie is de stroomsnelheid 300.000 km/s. Deze ontdekking werd gedaan in het begin van de jaren 70.
Op de grens van media ervaart een stroom licht ofwel reflectie of breking. Tijdens de voortplanting verdwijnt het door de materie. Men kan zeggen dat de optische indices van het medium worden gekenmerkt door een brekingswaarde die gelijk is aan de verhouding van de snelheden in vacuüm en absorptie. Bij isotrope stoffen is de voortplanting van de stroming niet afhankelijk van de richting. Hier wordt de brekingsindex weergegeven door een scalaire waarde die wordt bepaald door coördinaten en tijd. In een anisotroop medium verschijnen fotonen als een tensor.
Bovendien kan licht gepolariseerd zijn en niet. In het eerste geval is de belangrijkste hoeveelheid van de definitie de golfvector. Als de stroom niet gepolariseerd is, bestaat deze uit een reeks deeltjes die in willekeurige richtingen zijn gericht.
Het belangrijkste kenmerk van licht is de intensiteit ervan. Het wordt bepaald door fotometrische grootheden als vermogen en energie.
Basiseigenschappen van licht
Fotonen kunnen niet alleen met elkaar communiceren, maar hebben ook een richting. Als gevolg van contact met een vreemd medium ervaart de stroming reflectie en breking. Dit zijn de twee fundamentele eigenschappen van licht. Bij reflectie is alles min of meer duidelijk: het hangt af van de dichtheid van de materie en de invalshoek van de stralen. Met breking is de situatie echter verharder.
Om te beginnen kunnen we een eenvoudig voorbeeld beschouwen: als je een rietje in het water laat zakken, lijkt het vanaf de zijkant gebogen en ingekort. Dit is de breking van licht, die optreedt op de grens van het vloeibare medium en de lucht. Dit proces wordt bepaald door de richting van de verdeling van stralen tijdens de passage door de grens van materie.
Wanneer een lichtstroom de grens tussen media raakt, verandert de golflengte aanzienlijk. De voortplantingsfrequentie blijft echter hetzelfde. Als de bundel niet loodrecht op de grens staat, zullen zowel de golflengte als de richting veranderen.
Kunstmatige breking van licht wordt vaak gebruikt voor onderzoeksdoeleinden (microscopen, lenzen, loepen). Punten behoren ook tot dergelijke bronnen van veranderingen in golfkarakteristieken.
Classificatie van licht
Momenteel wordt er onderscheid gemaakt tussen kunstlicht en natuurlijk licht. Elk van deze soorten wordt bepaald door een karakteristieke stralingsbron.
Natuurlijk licht is een verzameling geladen deeltjes met een chaotische en snel veranderende richting. Een dergelijk elektromagnetisch veld wordt veroorzaakt door een variabele fluctuatie van intensiteiten. Natuurlijke bronnen zijn onder meer hete lichamen, de zon, gepolariseerde gassen.
Kunstlicht is van de volgende typen:
- Lokaal. Het wordt gebruikt op de werkplek, in de keuken, muren, enz. Dergelijke verlichting speelt een belangrijke rol in het interieurontwerp.
- Algemeen. Dit is een gelijkmatige verlichting van het hele gebied. Bronnen zijn kroonluchters, staande lampen.
- Gecombineerd. Een mengsel van het eerste en tweede type om de ideale verlichting van de kamer te bereiken.
- Noodgeval. Het is erg handig tijdens stroomuitval. Stroom wordt meestal geleverd door batterijen.
Zonneschijn
Vandaag de dag is het de belangrijkste energiebron op aarde. Het zou niet overdreven zijn om te zeggen dat zonlicht alle belangrijke zaken beïnvloedt. Dit is een hoeveelheidsconstante die energie definieert.
De bovenste lagen van de aardatmosfeer bevatten ongeveer 50% infrarood en 10% ultraviolette straling. Daarom is de hoeveelheid zichtbaar licht slechts 40%.
Zonne-energie wordt gebruikt in synthetische en natuurlijke processen. Dit is fotosynthese, en de transformatie van chemische vormen, en verwarming, en nog veel meer. Dankzij de zon kan de mensheid elektriciteit gebruiken. Op hun beurt kunnen lichtstromen direct en diffuus zijn als ze door wolken gaan.
Drie hoofdwetten
Sinds de oudheid bestuderen wetenschappers geometrische optica. Tegenwoordig zijn de volgende wetten van licht fundamenteel:
- De wet van distributie. Het stelt dat in een homogeen optisch medium het licht in een rechte lijn wordt verdeeld.
- De wet van breking. Een lichtstraal die inv alt op de grens van twee media en zijn projectie vanaf het snijpunt ligt in hetzelfde vlak. Dit geldt ook voor de loodlijn neergelaten op het contactpunt. In dit geval is de verhouding van de sinussen van de hoeken van inval en breking de waardeconstant.
- De wet van reflectie. Een lichtstraal die neerda alt op de grens van de media en zijn projectie ligt op hetzelfde vlak. In dit geval zijn de hoeken van reflectie en inval gelijk.
Lichtperceptie
De omringende wereld is zichtbaar voor een persoon vanwege het vermogen van zijn ogen om te interageren met elektromagnetische straling. Licht wordt waargenomen door retinale receptoren, die het spectrale bereik van geladen deeltjes kunnen detecteren en erop kunnen reageren.
Een persoon heeft 2 soorten gevoelige cellen in het oog: kegeltjes en staafjes. De eerste bepalen het zichtmechanisme overdag met een hoog verlichtingsniveau. Staafjes zijn gevoeliger voor straling. Ze laten een persoon 's nachts zien.
Visuele tinten van licht worden bepaald door de golflengte en de richting ervan.
