האור הוא ... טבעו של האור. הלכות אור
כל סוג של קרינה אופטית נחשב אור. במילים אחרות, אלה הם גלים אלקטרומגנטיים, שאורכם הוא בטווח של יחידות ננומטר.
הגדרות כלליות
מנקודת המבט של אופטיקה, האור הואקרינה אלקטרומגנטית, אשר נתפסת על ידי העין של אדם. עבור יחידת השינוי, נהוג לקחת אתר בחלל של 750 THz. זהו הגבול הקצר של הספקטרום. אורכו הוא 400 ננומטר. באשר לגבול גל רחב, יחידת מדידה נלקחת ב 760 ננומטר, כלומר, 390 THz.
בפיזיקה, האור נחשב כאוסףחלקיקים מכוונים הנקראים פוטונים. מהירות ההפצה של גלים בחלל ריק היא קבועה. לפוטונים יש מומנטום מסוים, אנרגיה, מסת אפס. במובן רחב יותר, האור נראה קרינה אולטרה סגולה. כמו כן, גלים יכולים להיות אינפרא אדום.
טבע ומקורות אור
קרינה אלקטרומגנטית נוצרת בתהליךאינטראקציה של חלקיקים טעונים. תנאי אופטימלי עבור זה הוא חום, אשר יש ספקטרום מתמשך. הקרינה המקסימלית תלויה בטמפרטורת המקור. דוגמה מצוינת לתהליך היא השמש. הקרינה שלו קרובה לאלו של גוף שחור לחלוטין. אופיו של האור על השמש נקבע על ידי טמפרטורת החימום ל 6000 K. באותו זמן כ 40% של הקרינה נמצא בטווח הראייה. המקסימום של הספקטרום עבור כוח ממוקם ליד 550 ננומטר.
מקורות אור יכולים גם להיות:
- פגזים אלקטרוניים של מולקולות ואטומים במהלך המעבר מרמה אחת לאחרת. תהליכים אלה מאפשרים לנו להשיג ספקטרום ליניארי. דוגמה הם מנורות LED ופליטת גז.
- הקרנה Cerenkov, אשר נוצר על ידי תנועה של חלקיקים טעונים עם מהירות פאזה של אור.
- תהליכי האטה פוטון. כתוצאה מכך, סינכרוטרון או cyclotron קרינה מופק.
בתורו, מקורות האור מחולקים לקבוצות לגבי מדדי טמפרטורה: A, B, C, D65. הספקטרום המורכב ביותר הוא נצפה בגוף שחור לחלוטין.
מאפייני האור
העין האנושית סובייקטיבית תופסקרינה אלקטרומגנטית כצבע. אז, האור יכול לתת עם לבן, צהוב, אדום, ירוק גולש. זוהי רק תחושה חזותית, הקשורה לתדירות הקרינה, בין אם היא ספקטרלית או מונוכרומטית בהרכב. הוכח כי פוטונים יכולים להפיץ אפילו בחלל ריק. בהעדר חומר, מהירות הזרימה היא 300,000 קמ"ש. גילוי זה הוחזר בתחילת שנות ה -70.
בגבול המדיום, גם זרם האור חווההשתקפות או שבירה. במהלך התפשטות, הוא מתפזר דרך החומר. ניתן לומר כי המדדים האופטיים של המדיום מאופיינים על ידי מקדם השבירה שווה ליחס של מהירויות ואקום וקליטה. בחומרים איזוטרופיים, התפשטות הזרם אינה תלויה בכיוון. כאן המדד השבירה מיוצג על ידי כמות סקלרית שנקבעת על ידי הקואורדינטות והזמן. במדיום אנאיזוטרופי, הפוטון מתבטא בצורה של טנזור.
המאפיין החשוב ביותר של האור הוא עוצמתה. זה נקבע על ידי כמויות פוטומטריות כאלה כמו כוח ואנרגיה.
תכונות בסיסיות של אור
פוטונים יכולים לא רק אינטראקציה ביןאלא גם יש כיוון. כתוצאה ממגע עם מדיום זר, הזרם חווה השתקפות ושבירה. אלה הם שני המאפיינים הבסיסיים של האור. עם השתקפות, הכל פחות או יותר ברור: זה תלוי בצפיפות החומר ואת זווית ההיארעות של הקרניים. עם זאת, עם שבירה המצב הרבה יותר מסובך.
בתור התחלה, אתה יכול לשקול דוגמה פשוטה: אם אתה שם את הקש במים, ואז מן הצד זה נראה מעוקל ומקוצר. זהו שבירה של האור, אשר מתרחשת על הגבול של המדיום נוזלי ואוויר. תהליך זה נקבע על ידי כיוון של חלוקת הקרניים במהלך המעבר דרך הגבול של החומר.
שבירה מלאכותית של אור משמש לעתים קרובות למטרות מחקר (מיקרוסקופים, עדשות, מגדילים). מקורות שינוי אלו במאפייני הגל כוללים משקפיים.
סיווג האור
כיום, אור מלאכותי וטבעי נבדלים. כל אחד מהמינים הללו נקבע על פי מקור קרינה אופייני.
האור הטבעי הוא סט שלחלקיקים טעונים עם כיוון כאוטי ומשתנה במהירות. שדה אלקטרומגנטי כזה נגרם על ידי החלפת מתחים. המקורות הטבעיים כוללים גופים חמים, השמש, גזים מקוטבים.
אור מלאכותי הוא מהסוגים הבאים:
- מקומי. הוא משמש במקום העבודה, על שטח המטבח, הקירות, וכו ' תאורה כזו משחקת תפקיד חשוב בעיצוב פנים.
- משותף. זה תאורה אחידה של האזור כולו. המקורות הם נברשות, מנורות רצפה.
- משולב. תערובת של המין הראשון והשני כדי להשיג את התאורה האידיאלית של החדר.
- חירום. זה מאוד שימושי כאשר מכבים את האורות. המזון מיוצר לרוב מסוללות.
אור השמש
עד כה, זהו מקור האנרגיה העיקריעל כדור הארץ. אין הגזמה לומר כי אור השמש משפיע על כל העניינים החשובים. זהו קבוע כמותי הקובע אנרגיה.
בשכבות העליונות של האטמוספירה של כדור הארץ, כ 50% של קרינה אינפרא אדום ו 10% של קרינה אולטרה סגול כלולים. לכן, הרכיב הכמותי של אור גלוי הוא רק 40%.
אנרגיה סולארית משמשת סינתטי ותהליכים טבעיים. זוהי פוטוסינתזה, ואת ההמרה של צורות כימיות, וחימום, ועוד. בזכות השמש, האנושות יכולה להשתמש בחשמל. בתורו, זרמי אור יכול להיות ישיר מפוזרים אם הם עוברים דרך העננים.
שלושת החוקים העיקריים
מאז ימי קדם, מדענים לומדים אופטיקה גיאומטרית. נכון לעכשיו, חוקי האור הבאים הם יסודיים:
- חוק התפשטות. זה אומר כי במדיום אופטי הומוגני, אור יחולקו rectilinearly.
- חוק השבירה. קרני אור על הגבול של שני התקשורת, ואת היטל מנקודה של צומת שוכבים על מטוס אחד. זה חל גם על בניצב ירד עד כדי מגע. במקרה זה, היחס בין הסינים לזוויות ההיארעות וההשתברות יהיה קבוע.
- חוק השתקפות. קרן האור שנופלת על גבול המדיום והשלכתו מונחת על אותו מטוס. זוויות ההשתקפות והסתיו שוות.
תפיסת האור
העולם סביבנו גלוי הודותהיכולת של עיניו לקיים אינטראקציה עם קרינה אלקטרומגנטית. האור נתפס על ידי קולטני רשתית, אשר ניתן ללכוד והגיב על טווח ספקטרלי של חלקיקים טעונים.
לאדם יש 2 סוגים של תאים רגישיםעיניים: קונוסים ומקלות. הגורם הראשון מנגנון החזון של היום עם רמה גבוהה של תאורה. מוטות רגישים יותר לקרינה. הם מאפשרים לאדם לראות בלילה.
גוונים חזותיים של אור נקבעים על ידי אורך הגל ואת הכיוון שלו.
