Сві́тло — електромагнітні хвилі видимого спектра. До видимого діапазону належать електромагнітні хвилі в межах частот, що сприймаються людським оком (7.5×1014 — 4×1014Гц), тобто з довжиною хвилі від 390 до 750 нанометрів.
Світло | |
Досліджується в | оптика |
---|---|
Швидкість | 299 792 458 метр на секунду |
Протилежне | темрява |
Світло у Вікісховищі |
У фізиці термін «світло» має дещо ширше значення і є синонімом до оптичного випромінювання, тобто охоплює інфрачервону та ультрафіолетову області спектра.
Властивості світла вивчаються розділами фізики оптикою та спектроскопією. Вимірювання інтенсивності світла — царина фотометрії.
Фізична природа і властивості світла
Як і будь-які інші електромагнітні хвилі світло характеризується частотою, довжиною хвилі, поляризацією й інтенсивністю. У вакуумі світло розповсюджується зі сталою швидкістю, яка не залежить від системи відліку — швидкістю світла. Швидкість поширення світла в речовині залежить від властивостей речовини і загалом менша від швидкості світла у вакуумі. Довжина хвилі зв'язана з частотою законом дисперсії, який також визначає швидкість розповсюдження світла у середовищі.
Взаємодіючи з речовиною, світло розсіюється і поглинається. При переході з одного середовища в інше змінюється швидкість розповсюдження світла, що призводить до заломлення. Поряд із заломленням на межі двох середовищ світло частково відбивається. Заломлення та відбиття світла використовується в різноманітних оптичних приладах: призмах, лінзах, дзеркалах, що дозволяють формувати зображення.
Випромінювання і поглинання світла відбувається квантами: фотонами, енергія яких залежить від частоти:
- ,
де E — енергія кванта, — частота, h — стала Планка.
Звичайне денне світло складається з некогерентних електромагнітних хвиль із широким набором частот. Таке світло заведено називати білим. Біле світло має спектр, що відповідає спектру випромінювання Сонця. Світло з іншим спектром сприймається як кольорове. Дисперсія світла, тобто різна швидкість розповсюдження світлових променів з різною частотою у середовищі, дозволяє розкласти світло на кольорові складові.
Як і будь-яка інша електромагнітна хвиля світло характеризується поляризацією. Денне світло зазвичай неполяризоване, або частково поляризоване. Ступінь поляризації світла змінюється при кожному акті відбиття від будь-якої поверхні або проходження через будь-яке середовище.
Світло переносить енергію. Зокрема, сонячне світло є одним з основних джерел енергії на Землі. Частина цієї енергії сприймається живими організмами при фотосинтезі. Використання сонячної енергії людством одна із найважливіших сучасних проблем.
Швидкість світла
Швидкість світла у вакуумі — абсолютне значення швидкості поширення електромагнітних хвиль у вакуумі. Традиційно позначається літерою латинського алфавіту «c». Швидкість світла у вакуумі — (фізична стала), що не залежить від вибору інерційної системи відліку. Вона належить до фундаментальних фізичних констант, що характеризують не просто окремі тіла чи поля, а властивості простору-часу у цілому. За сучасними уявленнями швидкість світла у вакуумі — гранична швидкість руху та поширення взаємодій.
Найточніше значення швидкості світла з відносною похибкою 4·10−9, що відповідає абсолютній похибці 1,1 м/с зафіксоване резолюцією 1 17-ї Генеральної конференції мір і ваг і розглядається як точне значення:
Ефективна швидкість світла в різноманітних прозорих речовинах є меншою, ніж у вакуумі. Наприклад, швидкість світла у воді становить близько 3/4 від значення для вакууму. Тим не менше, сповільнення процесів в речовині, як вважають, відбувається не через сповільнення руху часток світла, а завдяки їх поглинанню та наступному випроміненню зарядженими частинками речовини.
Як крайній приклад «сповільнення» світла, може бути дослід двох незалежних груп фізиків, у якому їм вдалось «повністю зупинити» світло, пропускаючи його крізь конденсат Бозе — Ейнштейна на основі рубідію. Тим не менше, термін «зупинити» у цих експериментах стосується лише квантів світла, що поглинулись атомами, які перейшли у збуджений стан, а потім повторно випускаються через довільний проміжок часу як вимушене наступним лазерним імпульсом випромінювання.
Вивчення оптичних властивостей світла
Вивченням світла і його взаємодії з речовиною займається розділ фізики, що називається оптикою (від дав.-гр. ὀπτική — наука про зорові сприйняття). Сучасна оптика досліджує не лише видиме електромагнітне випромінювання, а й ультрафіолетове (у тому числі м'яке рентгенівське) та інфрачервоне проміння.
Геометрична оптика
Довжини електромагнітних хвиль оптичного діапазону дуже малі, і при досить повільній зміні властивостей середовища вважають, що поширення світлової енергії відбувається вздовж геометричних прямих ліній — світлових променів. Уявлення про світлові промені разом з експериментально встановленими законами відбивання і заломлення світла на межі двох середовищ є основою променевої (геометричної) оптики.
Фізична оптика
Головну частину оптики становить фізична оптика, яка з'ясовує природу світла, закономірності його випромінювання, поширення, розсіяння і поглинання в речовині. Оптичні явища, в яких проявляється хвильова природа світла (наприклад, дифракція світла, інтерференція світла, поляризація світла), вивчає розділ хвильова оптика. Теоретичною основою хвильової оптики є класична електродинаміка, яка оптичні властивості середовища, характеризує макроскопічними константами (діелектричною проникністю ε, магнітною проникністю μ), що наявні у рівнянні Максвела як коефіцієнти. Ці константи однозначно визначають показник заломлення n середовища:
- .
Класична електронна теорія досить добре змальовує явища відбивання й заломлення світла, а також особливості його поширення в ізотропних та анізотропних кристалах, в оптично активних та електропровідних середовищах. У рамках цієї теорії розвинулись такі підрозділи фізичної оптики як кристалооптика, металооптика та молекулярна оптика.
Оптичні явища (зокрема, поглинання і випромінювання світла, фотоефект, фотохімічне перетворення молекул), в яких проявляється квантова природа світла, вивчає квантова оптика, теоретичною основою якої є квантова механіка і квантова електродинаміка.
Важливим розділом фізичної оптики є вчення про спектри випромінювання, поглинання та комбінаційного розсіяння світла — спектроскопія. Оптичні характеристики речовини не залежать від інтенсивності світла, лише за малої інтенсивності світлових пучків. Оптика слабких світлових пучків називається лінійною. Оптичні явища (зокрема, самофокусування, розфокусування пучків світла, помноження частоти світлових коливань, прояснення середовища), які проявляються за дуже великої густини світлової енергії, наприклад під дією випромінювання лазерів, розглядає нелінійна оптика.
Фізіологічна оптика
Окремою частиною оптики є так звана фізіологічна оптика, яка вивчає закони сприймання світла оком і тісно пов'язана з геометричною та фізичною оптикою, а також фізіологією і психологією.
Практичне використання оптики
Закони оптики і оптичні методи дослідження широко використовуються для вивчення структури речовини, у кількісному і якісному аналізі, а також у світлотехніці, приладобудуванні, автоматиці тощо.
Оптичні явища в природі. Джерела та приймачі світла
Фізичні тіла, атоми та молекули яких випромінюють світло, називають джерелами світла. Джерела світла бувають штучні та природні, теплові та люмінесцентні, точкові та протяжні. Наприклад, полярне сяйво — природне, протяжне для спостерігача на Землі, люмінесцентне джерело світла.
Джерелами світла є Сонце, Земля, спалах блискавки, лампа розжарення, екран телевізора, монітори тощо. Світло можуть випромінювати також організми (деякі морські тварини, світлячки та інше.)
Так, ще в XVI ст. Леонардо да Вінчі вперше описав природу унікального небесного явища, яке можливо спостерігати під час заходу Сонця, коли на горизонті є півмісяць, але видно контури повного Місяця. Цей ефект примарного повного Місяця, який отримав назву “Сяйво да Вінчі”, виникає від світла, яке випромінює Земля навіть після заходу Сонця. За переконанням вчених NASA, саме Земля — є джерелом світла, яке приблизно в 50 разів яскравіше, ніж світло від повного Місяця.
Пристрої, за допомогою яких можна виявити світлове випромінювання, називають приймачами світла. Серед природних приймачів світла — органи живих істот.
Область науки і техніки, предметом якої є дослідження принципів і розробка способів генерування, просторового розподілу і вимірювання характеристик оптичного випромінення, а також перетворення його енергії на інші види енергії і використання з різною метою, називається «Світлотехніка». Світлотехніка містить у собі, також, конструкторську та технологічну розробку джерел випромінювання і систем керування ними, освітлювальних, опромінювальних і світлосигнальних приладів, пристроїв і установок, нормування, проектування, монтаж і експлуатацію світлотехнічних установок.
Світловий тиск
Світло здійснює фізичний вплив на об'єкти на своєму шляху — явище, яке не може бути виведене з рівнянь Максвела, але може бути легко пояснене у корпускулярній теорії, коли фотони вдаряючись із перешкодою, передають свій імпульс. Тиск світла, яке поглинається перешкодою, дорівнює потужності світлового пучка, розділеній на швидкість світла С. Під час відбиття світла поверхнею тіла, світловий тиск удвічі більший. У разі проходження фотона наскрізь, світлового тиску не виникає. Через велике значення С ефект світлового тиску є незначним для звичайних об'єктів. Наприклад, лазерна указка на один міліват створює тиск, зусилля від якого, становить близько 3,3 пН. Об'єкт, освітлений таким способом можна було б підняти, правда для монети номіналом в 1 пенні для цього буде потрібно близько 30 млрд 1-мВт лазерних указок. Тим не менше, у нанометровому масштабі, ефект світлового тиску є значнішим, й використання світлового тиску для керування механізмами перемикання нанометрових комутаторів в інтегральних схемах, є перспективною галуззю досліджень.
За великих масштабах, світловий тиск може примусити астероїди, обертатись швидше, діючи на їхні неправильні форми, як на лопаті вітряного млина. Можливість створити сонячні вітрила, які би прискорили рух космічних кораблів у просторі, також розглядається.
Сприйняття світла оком
Із людських органів чуття, найбільше інформації про довкілля, дає нам зір. Однак, бачити навколишній світ ми можемо тільки тому, що існує світло.
Людина бачить електромагнітні хвилі у видимому діапазоні через те, що має відповідні рецептори, які поглинають світло таких частот, викликаючи при цьому відповідні імпульси у нервовій системі. Сітківка людського ока має два типи світлочутливих клітин: палички і колбочки. Палички не мають особливої чутливості до певного діапазону спектра, зате чутливіші до світла взагалі, тому дозволяють бачити чорно-біле зображення. Колбочки мають у своєму складі молекули, які чутливі до різних діапазонів видимого спектра, тому дозволяють бачити у кольорі.
Відповідність між характеристиками монохроматичного світла й кольорами подано у наступній таблиці. Однак, сприйняття людиною кольору не є простою функцією частоти. Так, суміш жовтого й синього кольорів, сприймається оком як зелений колір, хоча світла відповідного частотного діапазону в цій суміші немає.
- Таблиця відповідності частот електромагнітного випромінювання та кольорів
Колір | Діапазон довжин хвиль, нм | Діапазон частот, ТГц | Діапазон енергії фотонів, еВ |
---|---|---|---|
Фіолетовий | 380—440 | 790—680 | 2,82—3,26 |
Синій | 440—485 | 680—620 | 2,56—2,82 |
Блакитний | 485—500 | 620—600 | 2,48—2,56 |
Зелений | 500—565 | 600—530 | 2,19—2,48 |
Жовтий | 565—590 | 530—510 | 2,10—2,19 |
Помаранчевий | 590—625 | 510—480 | 1,98—2,10 |
Червоний | 625—740 | 480—405 | 1,68—1,98 |
Історія дослідження світла
Оптика — одна з найдавніших наук. Вчення про світлові явища, виникло за кілька століть до нашої ери як підсумок численних спроб зрозуміти природу зору. Піфагор (VI століття до н. е.) висловив думку, що тіла стають видимими, завдяки випромінюванню ними особливих частинок, які потрапляють в око. Давньогрецький філософ Емпедокл (V ст. до н. е.) стверджував, що Афродіта створила людське око з чотирьох елементів: вогню, повітря, землі й води, до того-ж, запалила в оці вогонь, завдяки якому людина може бачити. Так виникла помилкова теорія еманації, в якій сумнівався у своїй «Оптиці» Евклід (IV ст. до н. е.), пізніше Лукрецій (I ст. до н. е.).
У IV ст. до н. е. Арістотель вважав, що світло є збудженням середовища між предметом та оком. Тоді ж у школі Платона було сформульовано два основні закони геометричної оптики — прямолінійність світлових променів і рівність кутів їх падіння й відбивання.
У 2 ст. книгу під назвою «Оптика», написав також Птолемей. Він змалював заломлення світла, однак дотримувався того ж погляду, що людина бачить завдяки променям, що виходять з ока.
У 1021 року Альхазен розвинув теорію оптичних явищ, постулювавши, що освітлена поверхня випромінює в усіх напрямках, але в око потрапляє лише один із таких променів. Йому належить винахід камери-обскури. На його думку світло — це потік маленьких частинок, які розповсюджуються зі скінченною швидкістю. Альхазен описав і намагався пояснити численні оптичні явища, такі як тіні, затемнення, веселку, проводив експерименти з розкладу світла на різні кольори, пробував пояснити бінокулярний зір, зміну видимих розмірів Місяця та Сонця поблизу від горизонту. Завдяки цим дослідженням Альхазен вважається батьком сучасної оптики.
Починаючи з XVII століття, наукові суперечки щодо природи світла точилися між прихильниками хвильової та корпускулярної теорій. Засновником хвильової теорії можна вважати Рене Декарта, який розглядав світло як збурення у світовій субстанції — пленумі. Корпускулярну теорію сформулював П'єр Гассенді і підтримав Ісаак Ньютон. Хвильову теорію світла розробляли Роберт Гук та Християн Гюйгенс. На думку Гюйгенса світлові хвилі розповсюджуються в спеціальному середовищі — ефірі.
На початку XIX століття досліди Томаса Юнга з дифракцією, дали дужий аргумент на користь хвильової теорії. Було відкрито, що світло є поперечними хвилями й характеризується поляризацією. Юнг висловив припущення, що різні кольори відповідають різним довжинам хвилі. 1817 року, свою хвильову теорію світла виклав у мемуарах для Академії наук Огюстен Жан Френель. Після створення теорії електромагнетизму світло було ідентифіковане, як електромагнітні хвилі.
Перемога хвильової теорії похитнулася наприкінці XIX ст., коли експеримент Майкельсона — Морлі не виявив ефіру. Хвилі потребують середовища, в якому вони могли б розповсюджуватися, однак ретельно сплановані експерименти, не підтвердили існування цього середовища. Німецький фізик Макс Планк 1900 року, висунув гіпотезу про квантову природу випромінювання. У 1905 р. Альберт Ейнштейн розробив квантову теорію фотоефекту. З позицій квантової механіки і квантової електродинаміки, вдалося пояснити численні спектральні закономірності й особливості процесів випромінювання. Це призвело до створення Альбертом Ейнштейном загальної теорії відносності. Природа електромагнітних хвиль виявилася складнішою, ніж розповсюдження збурень. Розгляд задачі про теплову рівновагу абсолютно чорного тіла зі своїм випромінюванням, призвів до появи ідеї про випромінювання світла порціями — світловими квантами, які отримали назву фотонів. Аналіз явища фотоефекту показав, що поглинання світлової енергії, також, відбувається квантами.
З розвитком квантової механіки затвердилася ідея Луї де Бройля про корпускулярно-хвильовий дуалізм, за якою світло має, водночас, хвильові властивості, чим пояснюється його здатність до дифракції та інтерференції, та корпускулярні властивості, чим пояснюється його поглинання та випромінювання квантами.
Див. також
Примітки
- ДСТУ 3651.2-97 Метрологія. Одиниці фізичних величин. Фізичні сталі та характеристичні числа. Основні положення, позначення, назви та значення.
- The International System of Units (SI). — Paris, 2006. — С. 144. — .(англ.)
- Resolution 1 of the 17th CGPM. BIPM. 1983. Архів оригіналу за 23 червня 2013. Процитовано 23 серпня 2009.
- Harvard News Office (24 січня 2001). Harvard Gazette: Researchers now able to stop, restart light. News.harvard.edu. Архів оригіналу за 14 жовтня 2012. Процитовано 8 листопада 2011.
- «Оптика» в УРЕ
- Унікальне явище раз на 10 років: коли на небі можна буде побачити "сяйво да Вінчі". 18.05.2023, 20:02
- Наступного тижня можна буде побачити рідкісне небесне явище «Сяйво да Вінчі» – CNN. 18.05.2023, 20:30
- Tang, Hong X. (October 2009), , IEEE Spectrum, с. pp. 41-45, архів оригіналу за 26 серпня 2012, процитовано 7 вересня 2010
{{}}
:|pages=
має зайвий текст (). - nano-opto-mechanical systems research at Yale University.
- Kathy A. (5 лютого 2004). Asteroids Get Spun By the Sun. Discover Magazine. Архів оригіналу за 14 жовтня 2012. Процитовано 29 лютого 2016.
- Solar Sails Could Send Spacecraft 'Sailing' Through Space. NASA. 31 серпня 2004. Архів оригіналу за 14 жовтня 2012. Процитовано 29 лютого 2016.
- NASA team successfully deploys two solar sail systems. NASA. 9 серпня 2004. Архів оригіналу за 14 жовтня 2012. Процитовано 29 лютого 2016.
Джерела
Вікіцитати містять висловлювання на тему: Світло |
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Світло |
У Вікісловнику є сторінка світло. |
- Борн М., Вольф Э. Основы оптики. — М. : Наука, 1973. — 720 с.
- Яворський Б. М. Довідник з фізики: для інженерів та студентів вищих навч. закладів / Б. М. Яворський, А. А. Детлаф, А. К. Лебедєв. — Т. : Навчальна книга-Богдан, 2005. — 1034 с. — .
- Романюк М. О. Оптика: підручник для фіз. спец. ун-тів / М. О. Романюк, А. С. Крочук, І. П. Пашук. — Л. : ЛНУ ім. Івана Франка, 2012. — 564 с. — .
- Ландсберг Г. С. Оптика: учеб. пособие для студ. физ. спец. вузов / Г. С. Ландсберг. — Изд. 6-е, стер. — М. : Физматлит, 2006. — 848 с. — .
- Трофимова Т. И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. — М. : Высшая школа, 1990. — 478 с. — .
- Айзенберг Ю. Б. Справочная книга по светотехнике. — 3-е изд. — М. : Знак, 2006. — 972 с. — .
Література
- Таємниця світла: Вібрації у п'ятому вимірі // Гіперпростір / Мічіо Кайку ; Пер. з англійської Анжела Кам’янець / Наук. ред. Іван Вакарчук. — Львів : Літопис, 2019. — С. 101-130.
Посилання
- Світло // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
- Світло // Українська мала енциклопедія : 16 кн. : у 8 т. / проф. Є. Онацький. — Накладом Адміністратури УАПЦ в Аргентині. — Буенос-Айрес, 1964. — Т. 7, кн. XIII : Літери Риз — Се. — С. 1694-1695. — 1000 екз.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
U Vikipediyi ye statti pro inshi znachennya cogo termina Svitlo znachennya Svi tlo elektromagnitni hvili vidimogo spektra Do vidimogo diapazonu nalezhat elektromagnitni hvili v mezhah chastot sho sprijmayutsya lyudskim okom 7 5 1014 4 1014Gc tobto z dovzhinoyu hvili vid 390 do 750 nanometriv Svitlo source source source source source source source Doslidzhuyetsya voptikaShvidkist299 792 458 metr na sekunduProtilezhnetemryava Svitlo u VikishovishiVidime svitlo na elektromagnitnij shkali U fizici termin svitlo maye desho shirshe znachennya i ye sinonimom do optichnogo viprominyuvannya tobto ohoplyuye infrachervonu ta ultrafioletovu oblasti spektra Vlastivosti svitla vivchayutsya rozdilami fiziki optikoyu ta spektroskopiyeyu Vimiryuvannya intensivnosti svitla carina fotometriyi Fizichna priroda i vlastivosti svitlaDokladnishe Elektromagnitna hvilya Zavdyaki dispersiyi bile svitlo mozhna rozklasti na spektr za dopomogoyu prizmi Yak i bud yaki inshi elektromagnitni hvili svitlo harakterizuyetsya chastotoyu dovzhinoyu hvili polyarizaciyeyu j intensivnistyu U vakuumi svitlo rozpovsyudzhuyetsya zi staloyu shvidkistyu yaka ne zalezhit vid sistemi vidliku shvidkistyu svitla Shvidkist poshirennya svitla v rechovini zalezhit vid vlastivostej rechovini i zagalom mensha vid shvidkosti svitla u vakuumi Dovzhina hvili zv yazana z chastotoyu zakonom dispersiyi yakij takozh viznachaye shvidkist rozpovsyudzhennya svitla u seredovishi Vzayemodiyuchi z rechovinoyu svitlo rozsiyuyetsya i poglinayetsya Pri perehodi z odnogo seredovisha v inshe zminyuyetsya shvidkist rozpovsyudzhennya svitla sho prizvodit do zalomlennya Poryad iz zalomlennyam na mezhi dvoh seredovish svitlo chastkovo vidbivayetsya Zalomlennya ta vidbittya svitla vikoristovuyetsya v riznomanitnih optichnih priladah prizmah linzah dzerkalah sho dozvolyayut formuvati zobrazhennya Viprominyuvannya i poglinannya svitla vidbuvayetsya kvantami fotonami energiya yakih zalezhit vid chastoti E hn displaystyle E h nu de E energiya kvanta n displaystyle nu chastota h stala Planka Zvichajne denne svitlo skladayetsya z nekogerentnih elektromagnitnih hvil iz shirokim naborom chastot Take svitlo zavedeno nazivati bilim Bile svitlo maye spektr sho vidpovidaye spektru viprominyuvannya Soncya Svitlo z inshim spektrom sprijmayetsya yak kolorove Dispersiya svitla tobto rizna shvidkist rozpovsyudzhennya svitlovih promeniv z riznoyu chastotoyu u seredovishi dozvolyaye rozklasti svitlo na kolorovi skladovi Yak i bud yaka insha elektromagnitna hvilya svitlo harakterizuyetsya polyarizaciyeyu Denne svitlo zazvichaj nepolyarizovane abo chastkovo polyarizovane Stupin polyarizaciyi svitla zminyuyetsya pri kozhnomu akti vidbittya vid bud yakoyi poverhni abo prohodzhennya cherez bud yake seredovishe Svitlo perenosit energiyu Zokrema sonyachne svitlo ye odnim z osnovnih dzherel energiyi na Zemli Chastina ciyeyi energiyi sprijmayetsya zhivimi organizmami pri fotosintezi Vikoristannya sonyachnoyi energiyi lyudstvom odna iz najvazhlivishih suchasnih problem Shvidkist svitlaDokladnishe Shvidkist svitla Shvidkist svitla u vakuumi absolyutne znachennya shvidkosti poshirennya elektromagnitnih hvil u vakuumi Tradicijno poznachayetsya literoyu latinskogo alfavitu c Shvidkist svitla u vakuumi fizichna stala sho ne zalezhit vid viboru inercijnoyi sistemi vidliku Vona nalezhit do fundamentalnih fizichnih konstant sho harakterizuyut ne prosto okremi tila chi polya a vlastivosti prostoru chasu u cilomu Za suchasnimi uyavlennyami shvidkist svitla u vakuumi granichna shvidkist ruhu ta poshirennya vzayemodij Chas poshirennya svitlovogo promenya u masshtabovanij modeli Zemlya Misyac Dlya podolannya vidstani vid poverhni Zemli do poverhni Misyacya promenyu svitla potribno 1 255 s Najtochnishe znachennya shvidkosti svitla z vidnosnoyu pohibkoyu 4 10 9 sho vidpovidaye absolyutnij pohibci 1 1 m s zafiksovane rezolyuciyeyu 1 17 yi Generalnoyi konferenciyi mir i vag i rozglyadayetsya yak tochne znachennya c 299 792 458 m s Efektivna shvidkist svitla v riznomanitnih prozorih rechovinah ye menshoyu nizh u vakuumi Napriklad shvidkist svitla u vodi stanovit blizko 3 4 vid znachennya dlya vakuumu Tim ne menshe spovilnennya procesiv v rechovini yak vvazhayut vidbuvayetsya ne cherez spovilnennya ruhu chastok svitla a zavdyaki yih poglinannyu ta nastupnomu viprominennyu zaryadzhenimi chastinkami rechovini Yak krajnij priklad spovilnennya svitla mozhe buti doslid dvoh nezalezhnih grup fizikiv u yakomu yim vdalos povnistyu zupiniti svitlo propuskayuchi jogo kriz kondensat Boze Ejnshtejna na osnovi rubidiyu Tim ne menshe termin zupiniti u cih eksperimentah stosuyetsya lishe kvantiv svitla sho poglinulis atomami yaki perejshli u zbudzhenij stan a potim povtorno vipuskayutsya cherez dovilnij promizhok chasu yak vimushene nastupnim lazernim impulsom viprominyuvannya Vivchennya optichnih vlastivostej svitlaTablicya Optika z Ciklopediyi angl Cyclopaedia or An Universal Dictionary of Arts and Sciences 1728 Dokladnishe Optika Vivchennyam svitla i jogo vzayemodiyi z rechovinoyu zajmayetsya rozdil fiziki sho nazivayetsya optikoyu vid dav gr ὀptikh nauka pro zorovi sprijnyattya Suchasna optika doslidzhuye ne lishe vidime elektromagnitne viprominyuvannya a j ultrafioletove u tomu chisli m yake rentgenivske ta infrachervone prominnya Geometrichna optika Dokladnishe Geometrichna optika Dovzhini elektromagnitnih hvil optichnogo diapazonu duzhe mali i pri dosit povilnij zmini vlastivostej seredovisha vvazhayut sho poshirennya svitlovoyi energiyi vidbuvayetsya vzdovzh geometrichnih pryamih linij svitlovih promeniv Uyavlennya pro svitlovi promeni razom z eksperimentalno vstanovlenimi zakonami vidbivannya i zalomlennya svitla na mezhi dvoh seredovish ye osnovoyu promenevoyi geometrichnoyi optiki Fizichna optika Dokladnishe Fizichna optika Golovnu chastinu optiki stanovit fizichna optika yaka z yasovuye prirodu svitla zakonomirnosti jogo viprominyuvannya poshirennya rozsiyannya i poglinannya v rechovini Optichni yavisha v yakih proyavlyayetsya hvilova priroda svitla napriklad difrakciya svitla interferenciya svitla polyarizaciya svitla vivchaye rozdil hvilova optika Teoretichnoyu osnovoyu hvilovoyi optiki ye klasichna elektrodinamika yaka optichni vlastivosti seredovisha harakterizuye makroskopichnimi konstantami dielektrichnoyu proniknistyu e magnitnoyu proniknistyu m sho nayavni u rivnyanni Maksvela yak koeficiyenti Ci konstanti odnoznachno viznachayut pokaznik zalomlennya n seredovisha n em displaystyle n sqrt varepsilon mu Klasichna elektronna teoriya dosit dobre zmalovuye yavisha vidbivannya j zalomlennya svitla a takozh osoblivosti jogo poshirennya v izotropnih ta anizotropnih kristalah v optichno aktivnih ta elektroprovidnih seredovishah U ramkah ciyeyi teoriyi rozvinulis taki pidrozdili fizichnoyi optiki yak kristalooptika metalooptika ta molekulyarna optika Optichni yavisha zokrema poglinannya i viprominyuvannya svitla fotoefekt fotohimichne peretvorennya molekul v yakih proyavlyayetsya kvantova priroda svitla vivchaye kvantova optika teoretichnoyu osnovoyu yakoyi ye kvantova mehanika i kvantova elektrodinamika Vazhlivim rozdilom fizichnoyi optiki ye vchennya pro spektri viprominyuvannya poglinannya ta kombinacijnogo rozsiyannya svitla spektroskopiya Optichni harakteristiki rechovini ne zalezhat vid intensivnosti svitla lishe za maloyi intensivnosti svitlovih puchkiv Optika slabkih svitlovih puchkiv nazivayetsya linijnoyu Optichni yavisha zokrema samofokusuvannya rozfokusuvannya puchkiv svitla pomnozhennya chastoti svitlovih kolivan proyasnennya seredovisha yaki proyavlyayutsya za duzhe velikoyi gustini svitlovoyi energiyi napriklad pid diyeyu viprominyuvannya lazeriv rozglyadaye nelinijna optika Fiziologichna optika Okremoyu chastinoyu optiki ye tak zvana fiziologichna optika yaka vivchaye zakoni sprijmannya svitla okom i tisno pov yazana z geometrichnoyu ta fizichnoyu optikoyu a takozh fiziologiyeyu i psihologiyeyu Praktichne vikoristannya optiki Zakoni optiki i optichni metodi doslidzhennya shiroko vikoristovuyutsya dlya vivchennya strukturi rechovini u kilkisnomu i yakisnomu analizi a takozh u svitlotehnici priladobuduvanni avtomatici tosho Optichni yavisha v prirodi Dzherela ta prijmachi svitlaFizichni tila atomi ta molekuli yakih viprominyuyut svitlo nazivayut dzherelami svitla Dzherela svitla buvayut shtuchni ta prirodni teplovi ta lyuminescentni tochkovi ta protyazhni Napriklad polyarne syajvo prirodne protyazhne dlya sposterigacha na Zemli lyuminescentne dzherelo svitla Dzherelami svitla ye Sonce Zemlya spalah bliskavki lampa rozzharennya ekran televizora monitori tosho Svitlo mozhut viprominyuvati takozh organizmi deyaki morski tvarini svitlyachki ta inshe Tak she v XVI st Leonardo da Vinchi vpershe opisav prirodu unikalnogo nebesnogo yavisha yake mozhlivo sposterigati pid chas zahodu Soncya koli na gorizonti ye pivmisyac ale vidno konturi povnogo Misyacya Cej efekt primarnogo povnogo Misyacya yakij otrimav nazvu Syajvo da Vinchi vinikaye vid svitla yake viprominyuye Zemlya navit pislya zahodu Soncya Za perekonannyam vchenih NASA same Zemlya ye dzherelom svitla yake priblizno v 50 raziv yaskravishe nizh svitlo vid povnogo Misyacya Pristroyi za dopomogoyu yakih mozhna viyaviti svitlove viprominyuvannya nazivayut prijmachami svitla Sered prirodnih prijmachiv svitla organi zhivih istot Oblast nauki i tehniki predmetom yakoyi ye doslidzhennya principiv i rozrobka sposobiv generuvannya prostorovogo rozpodilu i vimiryuvannya harakteristik optichnogo viprominennya a takozh peretvorennya jogo energiyi na inshi vidi energiyi i vikoristannya z riznoyu metoyu nazivayetsya Svitlotehnika Svitlotehnika mistit u sobi takozh konstruktorsku ta tehnologichnu rozrobku dzherel viprominyuvannya i sistem keruvannya nimi osvitlyuvalnih oprominyuvalnih i svitlosignalnih priladiv pristroyiv i ustanovok normuvannya proektuvannya montazh i ekspluataciyu svitlotehnichnih ustanovok Svitlovij tiskRadiometr Vilyama Kruksa abo sonyachnij mlin u viglyadi vakuumnoyi sklyanoyi bulbi z chotirma lopatyami na tonkij golci useredini Pid vplivom svitlovogo tisku lopati obertayutsyaDokladnishe Svitlovij tisk Svitlo zdijsnyuye fizichnij vpliv na ob yekti na svoyemu shlyahu yavishe yake ne mozhe buti vivedene z rivnyan Maksvela ale mozhe buti legko poyasnene u korpuskulyarnij teoriyi koli fotoni vdaryayuchis iz pereshkodoyu peredayut svij impuls Tisk svitla yake poglinayetsya pereshkodoyu dorivnyuye potuzhnosti svitlovogo puchka rozdilenij na shvidkist svitla S Pid chas vidbittya svitla poverhneyu tila svitlovij tisk udvichi bilshij U razi prohodzhennya fotona naskriz svitlovogo tisku ne vinikaye Cherez velike znachennya S efekt svitlovogo tisku ye neznachnim dlya zvichajnih ob yektiv Napriklad lazerna ukazka na odin milivat stvoryuye tisk zusillya vid yakogo stanovit blizko 3 3 pN Ob yekt osvitlenij takim sposobom mozhna bulo b pidnyati pravda dlya moneti nominalom v 1 penni dlya cogo bude potribno blizko 30 mlrd 1 mVt lazernih ukazok Tim ne menshe u nanometrovomu masshtabi efekt svitlovogo tisku ye znachnishim j vikoristannya svitlovogo tisku dlya keruvannya mehanizmami peremikannya nanometrovih komutatoriv v integralnih shemah ye perspektivnoyu galuzzyu doslidzhen Za velikih masshtabah svitlovij tisk mozhe primusiti asteroyidi obertatis shvidshe diyuchi na yihni nepravilni formi yak na lopati vitryanogo mlina Mozhlivist stvoriti sonyachni vitrila yaki bi priskorili ruh kosmichnih korabliv u prostori takozh rozglyadayetsya Sprijnyattya svitla okomDokladnishe Zir Iz lyudskih organiv chuttya najbilshe informaciyi pro dovkillya daye nam zir Odnak bachiti navkolishnij svit mi mozhemo tilki tomu sho isnuye svitlo Lyudina bachit elektromagnitni hvili u vidimomu diapazoni cherez te sho maye vidpovidni receptori yaki poglinayut svitlo takih chastot viklikayuchi pri comu vidpovidni impulsi u nervovij sistemi Sitkivka lyudskogo oka maye dva tipi svitlochutlivih klitin palichki i kolbochki Palichki ne mayut osoblivoyi chutlivosti do pevnogo diapazonu spektra zate chutlivishi do svitla vzagali tomu dozvolyayut bachiti chorno bile zobrazhennya Kolbochki mayut u svoyemu skladi molekuli yaki chutlivi do riznih diapazoniv vidimogo spektra tomu dozvolyayut bachiti u kolori Vidpovidnist mizh harakteristikami monohromatichnogo svitla j kolorami podano u nastupnij tablici Odnak sprijnyattya lyudinoyu koloru ne ye prostoyu funkciyeyu chastoti Tak sumish zhovtogo j sinogo koloriv sprijmayetsya okom yak zelenij kolir hocha svitla vidpovidnogo chastotnogo diapazonu v cij sumishi nemaye Tablicya vidpovidnosti chastot elektromagnitnogo viprominyuvannya ta kolorivKolir Diapazon dovzhin hvil nm Diapazon chastot TGc Diapazon energiyi fotoniv eVFioletovij 380 440 790 680 2 82 3 26Sinij 440 485 680 620 2 56 2 82Blakitnij 485 500 620 600 2 48 2 56Zelenij 500 565 600 530 2 19 2 48Zhovtij 565 590 530 510 2 10 2 19Pomaranchevij 590 625 510 480 1 98 2 10Chervonij 625 740 480 405 1 68 1 98Istoriya doslidzhennya svitlaDokladnishe Istoriya optiki Optika odna z najdavnishih nauk Vchennya pro svitlovi yavisha viniklo za kilka stolit do nashoyi eri yak pidsumok chislennih sprob zrozumiti prirodu zoru Pifagor VI stolittya do n e visloviv dumku sho tila stayut vidimimi zavdyaki viprominyuvannyu nimi osoblivih chastinok yaki potraplyayut v oko Davnogreckij filosof Empedokl V st do n e stverdzhuvav sho Afrodita stvorila lyudske oko z chotiroh elementiv vognyu povitrya zemli j vodi do togo zh zapalila v oci vogon zavdyaki yakomu lyudina mozhe bachiti Tak vinikla pomilkova teoriya emanaciyi v yakij sumnivavsya u svoyij Optici Evklid IV st do n e piznishe Lukrecij I st do n e U IV st do n e Aristotel vvazhav sho svitlo ye zbudzhennyam seredovisha mizh predmetom ta okom Todi zh u shkoli Platona bulo sformulovano dva osnovni zakoni geometrichnoyi optiki pryamolinijnist svitlovih promeniv i rivnist kutiv yih padinnya j vidbivannya U 2 st knigu pid nazvoyu Optika napisav takozh Ptolemej Vin zmalyuvav zalomlennya svitla odnak dotrimuvavsya togo zh poglyadu sho lyudina bachit zavdyaki promenyam sho vihodyat z oka U 1021 roku Alhazen rozvinuv teoriyu optichnih yavish postulyuvavshi sho osvitlena poverhnya viprominyuye v usih napryamkah ale v oko potraplyaye lishe odin iz takih promeniv Jomu nalezhit vinahid kameri obskuri Na jogo dumku svitlo ce potik malenkih chastinok yaki rozpovsyudzhuyutsya zi skinchennoyu shvidkistyu Alhazen opisav i namagavsya poyasniti chislenni optichni yavisha taki yak tini zatemnennya veselku provodiv eksperimenti z rozkladu svitla na rizni kolori probuvav poyasniti binokulyarnij zir zminu vidimih rozmiriv Misyacya ta Soncya poblizu vid gorizontu Zavdyaki cim doslidzhennyam Alhazen vvazhayetsya batkom suchasnoyi optiki Pochinayuchi z XVII stolittya naukovi superechki shodo prirodi svitla tochilisya mizh prihilnikami hvilovoyi ta korpuskulyarnoyi teorij Zasnovnikom hvilovoyi teoriyi mozhna vvazhati Rene Dekarta yakij rozglyadav svitlo yak zburennya u svitovij substanciyi plenumi Korpuskulyarnu teoriyu sformulyuvav P yer Gassendi i pidtrimav Isaak Nyuton Hvilovu teoriyu svitla rozroblyali Robert Guk ta Hristiyan Gyujgens Na dumku Gyujgensa svitlovi hvili rozpovsyudzhuyutsya v specialnomu seredovishi efiri Na pochatku XIX stolittya doslidi Tomasa Yunga z difrakciyeyu dali duzhij argument na korist hvilovoyi teoriyi Bulo vidkrito sho svitlo ye poperechnimi hvilyami j harakterizuyetsya polyarizaciyeyu Yung visloviv pripushennya sho rizni kolori vidpovidayut riznim dovzhinam hvili 1817 roku svoyu hvilovu teoriyu svitla viklav u memuarah dlya Akademiyi nauk Ogyusten Zhan Frenel Pislya stvorennya teoriyi elektromagnetizmu svitlo bulo identifikovane yak elektromagnitni hvili Peremoga hvilovoyi teoriyi pohitnulasya naprikinci XIX st koli eksperiment Majkelsona Morli ne viyaviv efiru Hvili potrebuyut seredovisha v yakomu voni mogli b rozpovsyudzhuvatisya odnak retelno splanovani eksperimenti ne pidtverdili isnuvannya cogo seredovisha Nimeckij fizik Maks Plank 1900 roku visunuv gipotezu pro kvantovu prirodu viprominyuvannya U 1905 r Albert Ejnshtejn rozrobiv kvantovu teoriyu fotoefektu Z pozicij kvantovoyi mehaniki i kvantovoyi elektrodinamiki vdalosya poyasniti chislenni spektralni zakonomirnosti j osoblivosti procesiv viprominyuvannya Ce prizvelo do stvorennya Albertom Ejnshtejnom zagalnoyi teoriyi vidnosnosti Priroda elektromagnitnih hvil viyavilasya skladnishoyu nizh rozpovsyudzhennya zburen Rozglyad zadachi pro teplovu rivnovagu absolyutno chornogo tila zi svoyim viprominyuvannyam prizviv do poyavi ideyi pro viprominyuvannya svitla porciyami svitlovimi kvantami yaki otrimali nazvu fotoniv Analiz yavisha fotoefektu pokazav sho poglinannya svitlovoyi energiyi takozh vidbuvayetsya kvantami Z rozvitkom kvantovoyi mehaniki zatverdilasya ideya Luyi de Brojlya pro korpuskulyarno hvilovij dualizm za yakoyu svitlo maye vodnochas hvilovi vlastivosti chim poyasnyuyetsya jogo zdatnist do difrakciyi ta interferenciyi ta korpuskulyarni vlastivosti chim poyasnyuyetsya jogo poglinannya ta viprominyuvannya kvantami Div takozhRefrakciya svitla v atmosferi Vidime svitlo Viprominyuvannya monohromatichne Bilij kolir Temryava Svitlorozpodil Shtuchni dzherela svitla Arhitekturnij dizajn osvitlennya Kolirna temperatura Indeks peredavannya koloruPrimitkiDSTU 3651 2 97 Metrologiya Odinici fizichnih velichin Fizichni stali ta harakteristichni chisla Osnovni polozhennya poznachennya nazvi ta znachennya The International System of Units SI Paris 2006 S 144 ISBN 92 822 2213 6 angl Resolution 1 of the 17th CGPM BIPM 1983 Arhiv originalu za 23 chervnya 2013 Procitovano 23 serpnya 2009 Harvard News Office 24 sichnya 2001 Harvard Gazette Researchers now able to stop restart light News harvard edu Arhiv originalu za 14 zhovtnya 2012 Procitovano 8 listopada 2011 Optika v URE Unikalne yavishe raz na 10 rokiv koli na nebi mozhna bude pobachiti syajvo da Vinchi 18 05 2023 20 02 Nastupnogo tizhnya mozhna bude pobachiti ridkisne nebesne yavishe Syajvo da Vinchi CNN 18 05 2023 20 30 Tang Hong X October 2009 IEEE Spectrum s pp 41 45 arhiv originalu za 26 serpnya 2012 procitovano 7 veresnya 2010 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Citation title Shablon Citation citation a pages maye zajvij tekst dovidka nano opto mechanical systems research at Yale University Kathy A 5 lyutogo 2004 Asteroids Get Spun By the Sun Discover Magazine Arhiv originalu za 14 zhovtnya 2012 Procitovano 29 lyutogo 2016 Solar Sails Could Send Spacecraft Sailing Through Space NASA 31 serpnya 2004 Arhiv originalu za 14 zhovtnya 2012 Procitovano 29 lyutogo 2016 NASA team successfully deploys two solar sail systems NASA 9 serpnya 2004 Arhiv originalu za 14 zhovtnya 2012 Procitovano 29 lyutogo 2016 DzherelaVikicitati mistyat vislovlyuvannya na temu SvitloVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu SvitloU Vikislovniku ye storinka svitlo Born M Volf E Osnovy optiki M Nauka 1973 720 s Yavorskij B M Dovidnik z fiziki dlya inzheneriv ta studentiv vishih navch zakladiv B M Yavorskij A A Detlaf A K Lebedyev T Navchalna kniga Bogdan 2005 1034 s ISBN 966 692 818 3 Romanyuk M O Optika pidruchnik dlya fiz spec un tiv M O Romanyuk A S Krochuk I P Pashuk L LNU im Ivana Franka 2012 564 s ISBN 978 966 613 948 4 Landsberg G S Optika ucheb posobie dlya stud fiz spec vuzov G S Landsberg Izd 6 e ster M Fizmatlit 2006 848 s ISBN 5 9221 0314 8 Trofimova T I Kurs fiziki Ucheb posobie dlya vuzov M Vysshaya shkola 1990 478 s ISBN 5 06 001540 8 Ajzenberg Yu B Spravochnaya kniga po svetotehnike 3 e izd M Znak 2006 972 s ISBN 5 87789 051 4 LiteraturaTayemnicya svitla Vibraciyi u p yatomu vimiri Giperprostir Michio Kajku Per z anglijskoyi Anzhela Kam yanec Nauk red Ivan Vakarchuk Lviv Litopis 2019 S 101 130 PosilannyaSvitlo Universalnij slovnik enciklopediya 4 te vid K Teka 2006 Svitlo Ukrayinska mala enciklopediya 16 kn u 8 t prof Ye Onackij Nakladom Administraturi UAPC v Argentini Buenos Ajres 1964 T 7 kn XIII Literi Riz Se S 1694 1695 1000 ekz