Svetlo: Rozdiel medzi revíziami

Pridaných 11 501 bajtov ,  pred 8 rokmi
OK
d (Verzia používateľa 89.173.22.45 (diskusia) bola vrátená, bola obnovená verzia od Pe3kZA)
(OK)
 
{{rozlišovacia stránka}}
Tento článok pojednáva o elektromagnetickom žiarení . Ďalšie významy sú uvedené v článku Svetlo ( rozlišovacia stránka) .
Viditeľné svetlo je elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou približne 390-790 nm . Vlnovej dĺžky svetla leží medzi vlnovými dĺžkami ultrafialového žiarenia a infračerveného žiarenia . V niektorých oblastiach vedy a techniky môže byť svetlom chápané aj elektromagnetické žiarenie ľubovoľnej vlnovej dĺžky . Tri
<nowiki> </nowiki>základné vlastnosti svetla ( a elektromagnetického vlnenia vôbec ) sú
svietivosť ( amplitúda ) , farba ( frekvencia ) a polarizácia ( uhol
vlnenia ) . Kvôli dualite častice a vlnenia má svetlo vlastnosti ako vlnenia , tak častice . Štúdiom svetla a jeho interakciami s hmotou sa zaoberá optika .
 
obsah:
 
    1 Viditeľné svetlo
     2 Šírenie svetla
     2.1 Lom svetla
     2.2 Rýchlosť svetla
     2.2.1 Rýchlosť svetla vo vákuu
     2.2.2 Rýchlosť šírenia v iných prostrediach
     3 Absorpcia svetla
     4 Interference
     5 Farba a vlnová dĺžka
     6 Meranie svetla
     7 Zdroje svetla
     8 Využitie svetla
     9 Etymológia
    10 Odkazy
        10.1 Referencie
        10.2 Súvisiace články
        10.3 Externé odkazy
        10.4 Audiovizuálne dokumenty
 
viditeľné svetlo
 
Viditeľné svetlo je časť elektromagnetického spektra s frekvenciou
<nowiki> </nowiki>3,9 × 1014 Hz ( hertz ) až 7,9 × 1014 Hz , kde rýchlosť ( c ) ,
frekvencia ( f alebo ν ) , a vlnová dĺžka ( λ ) zachovávajú vzťah<nowiki> </nowiki>:
 
    c = f \ lambda
 
a rýchlosť svetla vo vákuu c je konštanta . V optike sa tiež používa kruhová frekvencia ω , ktorá je spojená s frekvenciou f vzťahom ω = 2πf . Vlnová dĺžka viditeľného svetla vo vákuu teda je 390nm až 790nm .
 
Presnejšie povedané , tento rozsah je viditeľným svetlom pre človeka . Niektoré druhy živočíchov vnímajú rozsah iný - napríklad včely ho majú
<nowiki> </nowiki>posunutý smerom ku kratším vlnovým dĺžkam ( ultrafialové žiarenie ) ,
naopak niektoré plazy vnímajú aj infračervené žiarenie .
 
Rozsah vnímaných vlnových dĺžok je daný predovšetkým tým , že v
oblasti viditeľného svetla je maximum elektromagnetického žiarenia zo
Slnka dopadajúceho na zemský povrch , a teda je v tomto rozsahu
najlepšie vidieť .
šírenia svetla
 
Povahu svetla sa pokúšali vedci vystihnúť dlhú dobu . Napr . Platon si myslel , že ľudské oči sú aktívnymi zdrojmi svetla . Jeho poňatie optiky bolo presne inverzný k dnešnej lúčové optike ( rovnaké lúče , ale opačný smer pohybu svetla ) . Jedným z prvých fyzikov v dnešnom slova zmysle bol Newton , ktorý chápal svetlo ako prúd častíc v mechanickom zmysle . Teória
<nowiki> </nowiki>ale bola v rozpore s experimentom , lebo podľa tejto teórie dochádzalo k
<nowiki> </nowiki>lomu svetla od kolmice dopadu pri prechode svetla z opticky redšieho
prostredia do opticky hustejšieho ( typicky vzduch - sklo ) . Vlnová teória svetla dokázala podať vysvetlenie aj mnohých iných javov . Časticový pohľad na svetlo bol znovu oživený až kvantovou fyzikou .
 
Od polovice 20. storočia je platná teória o dualite častice a vlnenia . Svetlo sa teda správa ako vlna , ktorá nesie kvantovanie množstvo energie .
lom svetla
 
    Podrobnejšie informácie nájdete v článku Lom svetla .
 
Lúče
<nowiki> </nowiki>svetla sa pri prechode z jedného prostredia do iného lámu , napríklad
keď svetlo dopadá šikmo na priehľadný materiál , ako je sklo alebo voda .
<nowiki> </nowiki>Rôzne materiály spomaľujú svetlo rozdielne , takže lom nastáva vždy pod iným uhlom .
rýchlosť svetla
Rýchlosť svetla vo vákuu
 
    Súvisiace informácie nájdete aj v článku Rýchlosť svetla .
 
Rýchlosť svetla v dokonalom vákuu c bola meraná mnohokrát v histórii . Jedno
<nowiki> </nowiki>z prvých zdokumentovaných meraní vedúcich k približnému výsledku
vykonal Dán Ole Römer roku 1676 . V súvislosti s problematikou navigácie
<nowiki> </nowiki>moreplavby pozoroval pohyb planéty Jupiter a jeho mesiace Io teleskopom
<nowiki> </nowiki>, pričom zaznamenal odchýlku vo zdanlivé obežnej dobe Io . Meral čas štyridsiatich obehov Io pri pohybe Zeme smerom k Jupiteru a od neho . Zistil rozdiel 22 minút a tento správne pripísal konečnej rýchlosti svetla . Hoci Römer s týmto zistením ďalej nepracoval , mnohí z tejto hodnoty neskôr vypočítali rýchlosť svetla . Prvým bol význačný holandský matematik , fyzik a astronóm Christian Huygens .
 
Prvé
<nowiki> </nowiki>úspešné meranie pozemskými prostriedkami vykonal Hippolyte Fizeau v
roku 1849 . Fizeau poslal zväzok svetla na zrkadlo , mu do cesty točiace
<nowiki> </nowiki>sa ozubené koleso . Pri známej rýchlosti otáčania kolesa vyrátal rýchlosť svetla na 313 000 kms - 1 .
 
Ďalšie meranie bolo vykonané po pristátí na Mesiaci : po umiestnenie
zrkadla na jeho povrch sa zmeral čas , za ktorý sa odrazený lúč lasera
vrátil späť na Zem .
 
Vzhľadom k tomu , že rýchlosť svetla vo vákuu je univerzálnou
konštantou , ktorej veľkosť je určená hodnotou c = 299 792 458 ms - 1 , a
<nowiki> </nowiki>čas možno merať v súčasnej dobe s vysokou presnosťou , je jednotka
dĺžky meter definovaná práve pomocou rýchlosti svetla vo vákuu .
Rýchlosť šírenia v iných prostrediach
 
V
<nowiki> </nowiki>inom prostredí sa svetlo šíri rýchlosťou v , ktorá je vždy nižšia ako c
<nowiki> </nowiki>Podiel týchto rýchlostí je rovný indexu lomu daného prostredia n , tj n
<nowiki> </nowiki>= c / v V dôsledku toho dochádza na rozhraní látok s rôznymi hodnotami nk lomu svetla .
 
Presnejšie povedané , toto sa týka prostredia bez disperzie , tj prípadov , kedy index lomu nezávisí na vlnovej dĺžke . V prostredí s disperziou je potrebné rozlišovať fázovou skupinovej a
prednej rýchlosť : fázová rýchlosť opisuje rýchlosť šírenia plôch s
rovnakou fázou , zatiaľ čo skupinová rýchlosť sa vzťahuje k obálke
amplitúdy , čiže k rýchlosti šírenia signálu ( informácie ) .
 
Je-li závislosť indexu lomu na kruhovej frekvencii n ( ω ) , potom fázová rýchlosť má hodnotu :
 
v ( \ omega ) = \ frac { c } { n ( \ omega ) }
 
a skupinová rýchlosť je rovná :
 
v_g ( \ omega ) = \ frac { c } { n ( \ omega ) + \ omega \ frac { dn } { d \ omega } } .
 
Skupinová rýchlosť nemôže presiahnuť hodnotu c v zhode s teóriou relativity . Naproti tomu fázová rýchlosť , ktorá nie je spojená s prenosom
informácie , môže nadobúdať takmer ľubovoľných hodnôt , vyšších ako c
alebo dokonca záporných ( pozri tiež index lomu ) .
 
Šírenia
<nowiki> </nowiki>svetla v hmote môžeme vnímať ako opakované pohlcovanie a vyžarovanie
fotónov , a to tak , že po ožiarení sa dostane atóm do excitovaného
stavu , v ktorom zotrvá iba zlomok času a následne fotón späť vyžiari ,
ten následne pohltí ďalšie atóm atď ... Svetlo sa pohybuje pomalšie , pretože atómy zotrvávajú v excitovanom stave určitý čas . Svetlo sa teda v hmote šíri rýchlosťou rovnakou ako vo vákuu , ale je neustále pohlcované a vyžarované atómy hmoty .
absorpcie svetla
 
    Podrobnejšie informácie nájdete v článku Absorpcia svetla .
 
Keď svetlo narazí na povrch , časť je pohltená atómami povrchu daného predmetu , pričom povrch sa veľmi slabo zahreje . Každý druh atómu absorbuje určitej vlnovej dĺžky ( farby ) svetla . Farba povrchu záleží na tom, ktoré vlnové dĺžky vstrebáva a ktoré odráža . List teda je videný ako zelený , pretože absorbuje všetky farby , okrem zelenej , a my vidíme len odrazené zelené svetlo .
interferencie
 
    Podrobnejšie informácie nájdete v článku Interference # Interferencia vlnenia .
 
Šíri Ak sa danou časťou priestoru viac svetelných vĺn , dochádza k ich skladanie ( superpozícii ) . V prípade koherentných svetelných zväzkov tak dochádza k tzv
interferencii , kedy sa v niektorých miestach vlny vzájomne posilňujú (
pozitívny , tiež konštruktívny interferencia ) , inde naopak zoslabujú (
<nowiki> </nowiki>negatívne , deštruktívne interferencie ) .
Farba a vlnová dĺžka
 
Rôzne frekvencie svetla vidíme ako farby , od červeného svetla s
najnižšou frekvenciou a najdlhšia vlnovou dĺžkou po fialovej s najvyššou
<nowiki> </nowiki>frekvenciou a najkratšou vlnovou dĺžkou .
 
Srgbspectrum.png
 
Hneď
<nowiki> </nowiki>vedľa viditeľného svetla sa nachádza ultrafialové ( UV ) , smerom do
kratších vlnových dĺžok , a infračervené žiarenie ( IR ) , smerom do
dlhších dĺžok . Hoci ľudia nevidia IR , môžu blízkej IR cítiť ako teplo svojimi receptormi v pokožke . Ultrafialové svetlo sa zase na človeku prejaví zvýšením pigmentácie pokožky , známym opálením .
meranie svetla
 
Nasledujúcimi veličinami popisujeme svetlo :
 
    jas ( alebo teplota )
    osvetlenie ( jednotka SI : lux )
    svetelný tok ( jednotka SI : lumen )
    svietivosť ( jednotka SI : kandela )
 
svetlo môžeme tiež popísať pomocou týchto veličín :
 
    amplitúda ,
    farba ( alebo frekvencia ) , a
    polarizácia .
 
zdroje svetla
 
    sálanie tepla ( žiarenie čierneho telesa )
        žiarenie žiarovky
        slnečné svetlo
    žiarenia plazmy ( oheň , oblúková lampa )
    atómová spektrálna emisia ( emisie môžu byť stimulované alebo spontánne )
        laser a maser ( stimulovaná emisia )
        svetlo LED diódy
        plynové výbojky
    urýchlenie voľného nosiče prúdu ( obvykle elektrón , využíva sa napríklad v Synchrotron )
    luminiscencia ,
        fotoluminiscencie
        Elektroluminiscence
        Katodoluminiscence
        Chemoluminiscence
        Radioluminiscence
        Triboluminiscence
    fluorescencie
    fosforence
        katódové žiarenie
    rádioaktívny rozpad
    anihilácia páru častice - antičastica
 
využitie svetla
 
Svetla
<nowiki> </nowiki>sa využíva v mnohých prístrojoch ( LCD obrazovkách , DVD prehrávačoch ,
<nowiki> </nowiki>mobiloch ) , s jeho pomocou sa zvára aj reže , alebo napríklad operuje .
<nowiki> </nowiki>Svetlo sa využíva v mnohých oblastiach ( medzi ne patrí napr komunikácie , zdravotníctvo , výrobné technológie ) . Pomocou svetla pozorujú ľudia i vzdialená vesmírne telesá , ktoré vyžarujú , odráža alebo sú iným spôsobom ovplyvnená svetlom .
Etymológia
 
Rovnaký význam má aj slovo svit , ktoré je také aj Thrácké . [ 1 ]
odkazy
referencie
 
    http://www.palaeolexicon.com/ShowWord.aspx?Id=18798 - Palaeolexicon
 
súvisiace články
 
    Snellov zákon
 
externé odkazy
 
    Slovníkové heslo svetlo vo Wikisource
    Vlnové vlastnosti svetla
    Václav Kaizr : Meranie rýchlosti šírenia svetla
 
audiovizuálne dokumenty
 
    Light Fantastic - seriál o svetlu z antropogenického pohľadu , 4 × 60 minút , réžia Paul Sen
 
Portály : Fotografie
 
kategória :
 
    elektromagnetické žiarenie
    fotochémie
    optika
    svetlo
Anonymný používateľ