Светлина

Светлината (видлива светлина) претставува електромагнетно зрачење, чија бранова должина е видлива за човековото око. Начинот на кој зрачењето од овој дел од електромагнетниот спектар стапува во интеракцији со материјалите не се разликува по ништо во однос на ултравиолетовото здрачење.

Во поширока дефиниција, светлината е електромагнетно зрачење на било која бранова должина. Постојат 3 големини кои ја условуваат светлината:

  • Интензитет или замав (амплитуда), која најчесто е поврзана со човечката перцепција за јачина на светлината
  • Честота (фреквенција) или бранова должина, која луѓето ја забележуваат како боја на светлината
  • поларизација или агол на треперење, која не е забележлива со човечките сетила при нормални околности.

Бидејќи светлината постои како двојност од бран и честичка, таа ги добива својствата и на бран и на честичка. Точната природа на светлината е едно од клучните прашања на кое се обидуваат да одговорат физичарите.

G W Russell Bathers

Брзина на светлината

Брзината на светлината во вакуум изнесува точно 299.792.458 метри во секунда. Брзината е мерена многупати од многу научници. Едно од најраните мерења е извршено во Европа од страна на данскиот физичар Оле Ремер во 1676. Набљудувајќи го движењето на Јупитер и една од неговите месечини – Јо.

Првото успешно мерење на светлината го извршил (Иполит Физо) во 1849. Тој усмерил сноп светлина преку огледала поставени на растојание од неколку илјади метри. На патот на снопот поставил вртечко тркало. На определена брзина на вртење, зракот можел да помине низ дупчињата издлабени во тркалото, и да дојде до својата крајна цел. Знаејќи ја оддалеченоста помеѓу двете огледала, бројот на дупки на тркалото, и неговата брзина на вртењето, тој измерил брзина од 313.000 километри во секунда. Денешната прифатена брзина на светлината е измерена од страна на Алберт Мичелсон , кој преку низа опити од 1877 од 1926 користејќи вртечки огледала измерил дека светлината патува со 299.796 км/с.

Прекршување на светлината

Светлината има конечна брзина, која во физиката се означува со c (c = 299.792.458 м/с) Кога светлината поминува од вакуум во друга средина на пример вода, воздух, стакло итн. Нејзината брзина се намалува. Овој процес се нарекува прекршување на светлината (рефракција). Намалувањето на брзината зависи директно од вискозноста на материјата. Ова се нарекува рефрактивен индекс означен како n. N се дефинира како:

n=1 кога станува збор за вакуум или n>1 во материја.

Кога сноп светлина поминува од вакуум во материја, ја зачувува истата фреквенција но ја менува брановата должина. Рефракцијата на светлината која ја создаваат леќите, ја користи фокусираната светлина за да создаде зголемување а видливата материја. Овој ефект се користи кај очилата, микроскопите, телескопи итн.

Боја и бранова должина

Различните бранови должини кои ги забележува човековото око, мозокот ги толкува како бои. Овој спектар се движи од црвена до виолетова боја. Фреквенциите кои постојат помеѓу овие два краја на видливиот спектар мозокот ги преведува како: портокалова, жолта, зелена и сина боја.

Сончевата светлина се состои од видлив спектар, инфрацрвени и ултравиолетови зраци. Брановите должини на електромагнетниот спектар кои се наоѓаат веднаш до крајните точки на видливиот спектар се нарекуваат ултравиолетова боја (УВ), која е со кратка бранова должина и висока фреквенција, и инфрацрвена светлина (ИЦ), со долга бранова должина и мала фреквенција. Некои животни, како што се пчелите, можат да го забележат УВ-зрачењето, додека некои други како, на пример, дел од змиите, можат да забележат инфрацрвена светлина. Ултравиолетовите зраци се делат на три групи: УВА, УБВ и УВЦ. УВА-зраците се најпродорни и поминуваат низ стакло и низ облаците. Тие продираат најдлабоко во кожата и предизвикуваат долготрајни оштетувања на неа (промена на пигментацијата, алергиски реакции, тумори, итн.), а го оштетуваат и видот. Количеството на УВА-зраците варира малку во текот на денот. УВБ-зраците не поминуваат низ облаците и низ стакло, но поминуваат низ водата, а нивнито интензитет е најсилен околу пладне. Овие зраци се главната причина за појавата на изгореници на кожата. УВЦ-зраците се апсорбираат во горните делови на атмосферата. Интензитетот на УВ-зраците зависи од различни фактори, како: периодот од денот, годишното време, облачноста, надморската височина, специфичното географско опкружување, итн. Така, најсилното УВ-зрачење е од 10 до 14 часот; на надморска височина од 2.000 метри УВ-зрачењето е двојно поинтензивно; од снегот се одбиваат дури 80% од УВ-зраците; а низ тенок слој облаци поминуваат дури 90% од УВ-зраците.[1]

Spectrum4websiteEval

Електромагнетен спектар

Светлината како тема во уметноста и во популарната култура

Светлината како тема во сликарството

  • „Надмоќноста на светлината“ (The dominion of the light) - слика на белгискиот сликар Рене Магрит.[2]

Светлината како тема во книжевноста

Светлината како тема во музиката

  • „Додека можам да ја видам светлината“ (Long As I Can See The Light) - песна на американската рок-група „Криденс Клирвотер Ривајвал“ (Creedence Clearwater Revival)“ од 1970 година.[5]
  • „Ја видов светлината“ (I Can Saw The Light) - песна на американскиот рок-музичар Тод Рундгрен (Todd Rundgren)“ од 1972 година.[6]
  • „Светлината истекува од мене“ (The Light Pours Out Of Me) - песна на британската рок-група „Магазин“ (Magazine) од 1978 година.[7]
  • „Големата светлина“ (The Big Light) - песна на британскиот рок-музичар Елвис Костело (Elvis Costello) од 1986 година.[8]

Наводи

  1. „Долготрајна изложеност на сонце ризик за целиот организам“, Betty магазин, година V, број 54, август 2018, стр. 4-5.
  2. „Сликата на Магрит може да достигне 17,5 милиони долари“, Дневник, година XXI, број 6288, понеделник, 13 февруари 2017, стр. 20.
  3. „Белешка на составувачот на изборот“, во: Андре Бретон, Рајот не е наполно загубен. Скопје: Култура, 1989, стр. 104.
  4. Габриел Гарсија Маркес, Дванаесет искушенија. Скопје: Три, 2008.
  5. Creedence Clearwater Revival ‎– Cosmo's Factory (пристапено на 23.12.2017)
  6. Todd Rundgren ‎– Something / Anything? (пристапено на 27.12.2017)
  7. DISCOGS, Magazine ‎– Real Life (пристапено на 18.3.2018)
  8. DISCOGS, The Costello Show Featuring The Attractions And Confederates* ‎– King Of America (пристапено на 26.3.2018)
Боја

Боја — видна восприемателна способност на луѓето спрема категориите наречени црвено, жолто, сино и други. Бојата е резултат на интеракцијата на светлинскиот спектар со светлоприемници (фоторецептори) во окото. Категориите на боите и физичките спецификации на бојата исто така се поврзани со предметите, материјалите, изворите на светлина и така натаму, пред се од аспект на нивните физички својства како што се (абсорпција), одбивањето (апсорпција) или емитувањето (зрачење) на светлината.

Само дел од електромагнетниот спектар е видлив за човековото око (во интервалот од од 380 до 740 nm, приближно речено) е одговорен за перцепцијата на боите. Со оглед на тоа што восприемањето на бојата доаѓа од различните видови на конусни клетки во мрежницата одговорни за детекција на зрачење до различни делови во спектарот, боите можат да се дефинираат и измерат по степенот со кој тие ги стимулираат овие клетки. Овие физички или психолошки квантификации на бојата, покрај сѐ не целосно ни го објаснуваат психофизичкото восприемање на бојата.

Науката за боите понекогаш се нарекува хроматика. Таа се занимава со восприемањето на бојата од страна на човечкото око и мозокот, потеклото на бојата, бојата во уметноста и физиката на електромагнетното зрачење во видливиот ранг (што всушност е терминот кои го употребуваме за оваа појава, светлина).

Галиум

Галиум е хемиски елемент во периодниот систем.

Прв предлог за постоење на галиумот е од Дмитриј Менделеев во 1871 година врз основа на пропустите во неговиот новосоздаден Периоден систем на елементите. Галиумот всушност бил откриен од страна на француски хемичар Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran во 1875 година. Подоцна истата година, Lecoq бил во можност да добие чист галиум преку електролиза на галиум хидроксид (Ga(OH)3) со калиум хидроксид (KOH).

Галиум се топи на температура слична на собната температура и е еден метал кој има јасна претстава за градбата, па наоѓа примена во термометрите. Галиумот лесно формира легури со повеќето метали. Галиум се користи како материјал за полупроводници и се користи за производство на транзистори и диоди кои емитуваат светлина. Галиум арсенид (GaAs) може да произведе ласерска светлина, директно од електрична енергија.

Голема комета

Голема комета — комета која станува исклучително светла. Не постои официјална дефиниција, честопати терминот е прикачен на комети, како што е Халеева комета, кои се доволно осветлени за да бидат забележани од обичните набљудувачи кои не ги бараат, и да станат добро познати надвор од астрономската заедница. Големите комети се ретки; во просек, се појавува една во деценијата. Иако кометите се официјално именувани по нивните откривачи, големите комети понекогаш се споменуваат и во годината во која тие се појавиле, користејќи ја ознаката „Големата комета од ...“, по што следи годината.

Густаф Дален

Нилс Густаф Дален (шведски: Gustaf Dalén 30 ноември 1869 – 9 декември 1937) бил шведски нобеловец и индустријалец, основач на AGA компанијата и пронаоѓач на AGA шпоретот и даленовата светлина. Во 1912 бил награден со Нобелова награда за физика „за изумот на автоматските вентили, дизајнирани за употреба во комбинација со акумулатори на гас во светилници и пловки“.

Инфрацрвено зрачење

Инфрацрвено зрачење или инфрацрвена светлина (лат. infra, „под“) — електромагнетното зрачење со бранови должини поголеми од брановата должина на видливата црвена светлина, а помали од бановата должина на радиобрановите. Тоа е опсегот од приближно 750 nm do 3 mm, односно од 4,5*1014 до 1012 Hz. Опсегот на енергијата што тие ја пренесуваат се движи од 4,7 до 0,01 eV. Името доаѓа од латинскиот збор infra, што значи под – ги опфаќа брановите должини под црвената светлина.Овие бранови ги испуштаат загреаните тела и некои молекули кога ќе се најдат во побудена состојба. Добро ги апсорбираат повеќето материјали при што енергијата на инфрацрвеното зрачење се претвора во внатрешна енергија, што резултира со покачување на температурата. Сончевата светлина овозможува просечна сила на зрачење од 1004 W по квадратен метар; од тоа на инфрацрвеното зрачење отпаѓаат 527 W, 445 W на видливата светлина и 32 W на ултравиолетовото зрачење.

Квантна механика

Квантна механика — една од помладите гранки на физиката и истата се бави со проучување на механиката во рамките на микродимензии (т.е. движење на атомски и субатомски честици), интеракции и размена на енергија помеѓу нив.

Класичната физика е неточна теорија, меѓутоа дава сосема соодветни и употребливи резултати ако се користи вон рамките на макросветот и за брзини неспоредливо помали од брзината на светлината. Ако се излезе вон рамките на класичната физика (физиката развиена од страна на Галилео Галилеј, Исак Њутн и други научници), таа дава неточни резултати и практично е бескорисна. Затоа, наместо неа се користи квантната механика (во микросветот) и релативитистичката физика (за брзини од ред на светлосната).

Важни концепти во квантната механика се:

Дискретизација на енергијата

Браново-честична природа на материјата

Тунелски ефект

Хајзенбергово начело на неопределеност

Шредингерова равенка

Бранова функција и нејзина интерпретација

Приближно решавање на Шредингеровата равенка

WBK метод

Теорија на пертурбациите

Спин

Ласер

Ласер (англиски: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation или засилување на светлината со стимулирана емисија на зрачење) е оптички извор кој емитира фотони во истофрекфентен зрак. Просторната истоветност овозможува ласерот да се насочи во мал сноп при што се „ создава истофрекфентна светлина“ со која пак може да се сече и гравира. Ласерската светлина е скоро еднобојна, т.е. се состои од единечна бранова должина односно боја емитирана во тесен сноп. Ова е спротивно на вообичаените извори на светлина, како обичната светилка која емитира неистофрекфентни фотони во скоро сите правци, и вообичаено во широк спектар на бранови должини.

Летно сметање на времето

Летно сметање на времето или летно време — договорено правило за пометување на часовниците така што попладнето да има повеќе дневна светлина, а за сметка на тоа утрата да бидат пократки. Вообичаено е часовниците да се поместуваат еден час нанапред на пролет, а да се враќаат еден час наназад на есен. Овој систем е предложен во 1905 г. од Вилијам Вилет, а првпат бил широко применет во 1916 г. како военовременска мерка насочена кон заштеда на јаглен. И покрај несогласувањата, многу земји го користат овој систем. Денес во Европа е прифатена конвенцијата летното сметање на времето да започнува во последната недела од март, а да завршува во последната недела на октомври. Во САД летното сметање започнува во втората недела на март, а завршува во првата недела на ноември. На јужната полутопка почетокот на летното време е обратен од северната.

Неон

Неон (од грчки νέος, „нов“) — хемискиот елемент во периодниот систем со симболот Ne и атомскиот број 10. Како безбоен, речиси инертен благороден гас, неонот дава посебна црвеникава светлина кога се користи во вакуумските разелектризирани цевки и неонските лампи. Тој се наоѓа во трагови во воздухот. Неонот е најсветлиот благороден гас.

Оптика

Оптика — дел од физиката кој се занимава со карактеристиките и законитостите на светлината, вклучувајќи го и заемодејството со материјата и создавањето на инструменти кои ja користат или го утврди присуството на светлина. Оптиката обично ги опишува карактеристиките на видливата светлина, ултравиолетова, и инфрацрвена светлина. Бидејќи светлината е електромагнетен бран, другите видови на електромагнетно зрачење како што се рендгенските зраци, микробрановите и радиобрановите пројавуваат слични својства.Повеќето оптички појави се објаснуваат со помош на електродинамичкиот опис на светлината. Користењето на електромагнетни описи за светлината го отежнува објаснувањето на светлинските појави во секојдневието. Применетата оптика користи упростени модели. Најчесто употребуван метод е т.н. геометриска оптика, кој светлината ја разгледува како збир од зраци кои се движат праволиниски, се прекршуваат или одбиваат кога минуваат низ најразлични средини. Брановата оптика е поопфатен модел за светлината, кој вклучува бранови појави како што се дифракција и интерференција кои не можат да се објаснат со геометриската оптика. Историски, зрачно заснованиот модел за светлината се развива првично, по што следи брановиот модел на светлината. Напредокот во електромагнетната теорија во XIX век доведе до откритието дека светлинските бранови се всушност електромагнетно зрачење.

Некои појави зависат од фактот дека светлината ги поседува карактеристиките на бран и честичка истовремено. Објаснувањето на овие ефекти побарува употреба на квантна механика. Кога светлината се разгледува како честички, светлината се претставува како збир од честички наречени „фотони“. Квантна оптика е дел од оптиката кој се занимава со употребата на квантномеханички методи во оптичките системи.

Оптиката како наука е доста важна и е применета во многу сродни дисциплини како што се астрономијата, разни инженерски струки, фотографијата и медицината (особено во офталмологијата и оптометријата). Оптиката наоѓа практична примена во разни технологии и секојдневни предмети, како што се огледлата, леќите, телескопите, микроскопите, ласерите и оптичките влакна.

Површински сјај

Површински сјај — мерка за изразување на светлинската јачина на еден астрономски објект со стандардна големина. Општата сјајност на еден објект со голем просторен зафат како што е галаксијата, ѕвезденото јато или маглината се изразува со ваква мерка, како вкупна ѕвездена величина.

Привидна ѕвездена величина

Привидна ѕвездена величина (магнитуда) (m) на ѕвезда, планета или друго небесно тело е мерка за неговиот привиден сјај, т.е. количина на светлина која до нас допира од самиот објект. Во овој случај, за разлика од апсолутната величина, оддалеченоста на небесните тела од нас, како и нивната вистинска големина и сјајност имаат битна улога.

Рој Глаубер

Рој Глаубер (1 септември 1925) — американски теориски физичар. Тоје е Малинкрот професор по физика при Харвард и Adjunct Professor по оптички науки при Аризонскиот универзитет. Роден е во Њујорк, и бил награден со половина од Нобеловата награда за физика „за неговиот придонес во квантната теорија оптичката кохеренција“, со Џон Хал и Теодор Хенш. Во неговиот труд, објавен во 1963 година, тој создал модел за фотодетекција и ги објасниле основните карактеристики на различните видови на светлина, како што се ласерска светлина (погледајте кохерентна состојба) и светлината од светилките (погледајте црно тело). Неговите теории се се широко користени во полето на квантната оптика.

Светлосна година

Светлосна година или светлинска година (симб. сг, меѓун. ly) — мерна единица за растојание (оддалеченост) во астрономијата, еднаква на околу 10 билиони километри. По дефиницијата на Меѓународниот астрономски сојуз (IAU), една светлосна година е растојанието што светлината ќе го помине во вакуум за една јулијанска година.Оваа единица најчесто се користи за изразување на оддалеченоста на ѕвезди и други објекти во галактички размер, особено во нестручната и популарнонаучна литература. Стручњаците од полето на астрометријата обично ја користат единицата парсек (симбол: пс или pc), која е приближно еднаква на 3,26 светлосни години и претставува растојанието на кое една астрономска единица зафаќа агол од една лачна секунда).

Сонце

Сонце (латински: Sol) — ѕвезда од класата на жолти џуџиња која се наоѓа во центарот на Сончевиот систем. Земјата и друга материја (вклучувајчи други планети, астероиди, метеороиди, комети и вселенска прашина) орбитираат околу Сонцето, кое самото претставува 98,6% од целовкупната маса на сончевиот систем, а тежи околу 200.000 пати повеќе од Земјата. Растојанието меѓу Сонцето и Земјата е приближно 149.600.000 километри и неговата светлина го минува ова растојание за 8,3 минути. Енергијата од Сонцето, во форма на сончева светлина, го одржува скоро целиот живот на Земјата преку фотосинтеза и ја управува земјината клима и време.

Површината на Сонцето се состои од водород (околу 74% од неговата маса, или 92% од неговата зафатнина), хелиум (околу 24% од масата, 7% од зафатнината) и мали количини на други елементи, вклучувајќи железо, никел, кислород, силициум, сулфур, магнезиум, јаглерод, неон, калциум и хром . Сонцето има G2V ѕвездена класа. G2 значи дека има површинска температура од приближно 5.780 К (5.500 °C), давајќи му бела боја која често заради атмосферското прекршување изгледа жолто кога се гледа од површината на Земјата.

Кога ќе почне да го снемува водородното гориво на Сонцето , тоа ќе прерасне во многу поголема и посјајна ѕвезда наречена црвен џин. Тоа на крај ќе ги отфрли своите надворешни слоеви во вселенскиот простор. Од сонцето тогаш ќе остане само мошне густа ѕвезда наречена бело џуџе пред конечно да се излади и да изгасне и да стане црно џуџе.

Сончево зрачење

Сончево зрачење (или „соларна радијација“), во најширока смисла, е целосниот спектар на електромагнетно зрачење која ја испушта Сонцето. На Земјата, сончевото зрачење се филтрира низ Земјината атмосфера, а сончевото зрачење се гледаме како дневна светлина кога Сонцето е над хоризонтот. Блиску до половите во лето деновите се подолги, а ноќите покуси или воопшто ги нема. Во зима, на половите ноќите се подолги, и во некои периоди сончевата светлина воопшто ја нема. Сончевото зрачење може да се измери со помош на апарат наречен пиранометар или пирхелиометар. Светската метеоролошка организација ја дефинира сончевата светлина како директно зрачење од Сонцето врз Земјата со најмалку 120 W·m−2.Директното сончево зрачење има светлосен ефект од околу 93 лумени на ват, што вклучува инфрацрвено зрачење, видлива светлина и ултравиолетово зрачење. Сјајната сончева светлина има околу 100.000 кандели на квадратен метар на површината на Земјата.

Сончевата светлина е клучниот фактор за процесот фотосинтеза.

Ултравиолетово зрачење

Ултравиолетово зрачење (или ултравиолетовата светлина) — електромагнетно зрачење на кое одговараат бранови должини од 400 до 10 нанометри.

Овој вид на електромагнетно зрачење има поголема енергија од видливото зрачење (од 400 до 800 нанометри) кое може да го види човековото око.

Фотографија

Фотографија е уметност, наукат и практика на создавање на долготрајни слики со снимање на светлина или други електромагнетни зрачења, или хемиски, со помош на материјали чувствителни на светлината, како што е фотографски филм, или по електронски пат со помош на сензорот за слика. Типично, леќата се користи за да ја фокусира одбиената или испуштената светлина, од предмети во вистинска слика, на површина чувствителна на светлина во внатрешноста на фотоапаратот, за време на експонажата. Резултатот во електронскиот сензор за слика е електрично полнење на секој пиксел, кој електронски се обработува и се чува во една датотека за дигитална слика, за следниот приказ или обработка.

Фотографската емулзија резултира со неразвиена слика која не е видлива, и која подоцна е хемиски развиена во видлива слика, или во негатив или во позитив, во зависност од намената на фотографскиот материјал и начинот на обработка. Традиционално, негативната слика на филмот, се користи за да се создаде позитивна слика по фотографски пат, на хартија наменета за правење фотографии и ова е познато како,развивање на фотографија.Исто така, равивањето на фотографијата може да се постигне со користење на апарат за зголемување или преку филм за фотоапарат.

Фотографијата има многу нaмени во бизнисот, науката, производството (на пр. фотолитографска), уметност, за рекреативни цели, и за масовната комуникација.

Хироши Амано

Хироши Амано (јапонски: 天野 浩 11 септември 1960) — јапонски физичар кој бил награден со Нобелова награда за физика во 2014 година заедно со Исаму Акасаки и Шуџи Накамура за „за пронаоѓањето на ефикасната сина светлечка диода која овозможила сјајна и заштедувачки бели извори на светлина“.

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.