 |
|
Охарактеризувати електромагнітну природу світла.
Світло володіє хвильовими властивостями, так і корпускулярними властивостями. Таке властивість світла називає корпускулярно-хвильовий дуалізм. Але вчені і фізики давнину не знали про це, і спочатку вважали світло пружною хвилею.
Світло - хвилі в ефірі: але так як для поширення пружних хвиль потрібна середовище, то виникало правомірне питання, якою ж середовищі поширюється світло? Яке середовище знаходиться на шляху від Сонця до Землі? Прихильники хвильової теорії світла припустили що весь простір у всесвіті заповнений якоюсь невидимою пружною середовищем. Вони навіть придумали їй назву - світлоносний ефір.
В той час, вчені ще не знали про існування будь-яких хвиль, крім механічних. Такі погляди на природу світла висловлювалися приблизно в 17 столітті. Вважалося, що світло поширюється саме в цьому світлоносній ефірі.
Світло - поперечна хвиля: але таке припущення викликало ряд суперечливих питань. До кінця 18 століття було доведено, що світло є поперечною хвилею. А пружні поперечні хвилі можуть виникати тільки в твердих тілах, отже, світлоносний ефір є твердим тілом.
Це викликало сильний головний біль у вчених того часу. Як небесні тіла можуть рухатися крізь твердий світлоносний ефір, і при цьому не відчувати ніякого опору.
Світло - електромагнітна хвиля: у другій половині 19 століття Максвелл теоретично довів існування електромагнітних хвиль, які можуть поширюватись навіть у вакуумі. І він припустив, що світло теж є електромагнітною хвилею. Потім це припущення підтвердилося.
Але актуально також було уявлення про те, що в деяких випадках світло поводиться як потік частинок. Теорія Максвелла суперечила деякими експериментальними фактами. Але, в 1990 році, фізик Макс Планк висунув гіпотезу, що атоми випромінюють електромагнітну енергію окремими порціями - квантами.
А в 1905 році Альберт Ейнштейн висунув ідею про те, що електромагнітні хвилі з певною частотою можна розглядати як потік квантів випромінювання з енергією E=р*ν. В даний час квант електромагнітного випромінювання називають фотонами. Фотон не має ні маси, ні зарядом і завжди поширюється зі швидкістю світла.
Тобто при випромінюванні і поглинанні світло проявляє корпускулярні властивості, а при переміщенні в просторі хвильові.
Дослідним шляхом встановлено, що світло має електромагнітну природу, тому можна доповнити наше визначення наступним чином: світло - це видиме електромагнітне випромінювання.
Світло може проходити крізь прозорі тіла і речовини. Тому світло сонця проникає до нас через атмосферу, хоча при цьому світло заломлюється. А зустрічаючись з непрозорими предметами, світло відбивається від них, і ми можемо сприймати цей відбите світло оком, і таким чином бачимо.
Частина світла при цьому поглинається предметами, і вони нагріваються. Темні предмети нагріваються сильніше світлих, відповідно, більша частина світла поглинається ними, а відображається менша. Тому ці предмети виглядають для нас темними.
Найбільше світла вбирають предмети чорного кольору. Саме тому влітку в спеку не варто одягати чорні речі, тому що можна отримати тепловий удар. З цієї ж причини влітку мами обов'язково надягають дітям світлі головні убори, які нагріваються значно менше, ніж волосся, що має більш темний колір.
Тіла, від яких світло виходить, називаються джерелами світла. Розрізняють природні і штучні джерела світла. Найвідоміший абсолютно всім жителям нашої планети природне джерело світла - це Сонце.
Завдяки людині існують також і штучні джерела. Раніше для людей основним джерелом світла в темний час був вогонь: свічки, факели, газові пальники і так далі. У наш час найбільш поширеними є електричні джерела світла. Причому вони підрозділяються в свою чергу на теплові (лампи розжарювання) і люмінесцентні (лампи денного світла, газосветовые лампи).
Ще одна властивість світла - це прямолінійне поширення. Світло не може огинати перешкоди, тому за непрозорим предметом утворюється тінь. Тінь часто є не зовсім чорною, тому що туди потрапляють різні відображені і розсіяні промені світла від інших предметів.
Однак, якщо на шляху поширення світла виникає непрозора перешкода, то промені світла не зможуть пробитися крізь неї. Саме тому виникають сонячні затемнення, коли місяць у своєму русі опиняється між сонцем і Землею.