Почему небо голубое? Что такое радуга и полярное сияние? Почему при ярком свете мы видим окружающие нас предметы многоцветными, а с наступлением сумерек цветность предметов уменьшается? На понимание природы световых явлений у человечества ушло не одно тысячелетие.
ПРИРОДА СВЕТА
Если задуматься над вопросом, каким образом мы получаем информацию об окружающем нас мире, то главную роль здесь играет зрение. Учёные считают, что более 80% информации из окружающего мира мы получаем с помощью глаз. Для того чтобы мы смогли увидеть предмет, наши органы зрения должны преобразовать свет, излучённый или отражённый этим предметом. Поэтому природа световых явлений волновала учёных с глубокой древности.
Современная теория световых явлений сложилась в конце XIX — начале XX вв. благодаря работам Дж. Максвелла и Г. Герца, которые доказали, что свет имеет электромагнитную природу.
Раздел физики, в котором изучают световые явления, называют оптикой (от греч. optike — наука о зрительных восприятиях). Геометрической оптикой называют раздел оптики, в котором изучаются законы распространения света, основываясь на представлении о световых лучах. Волновая оптика — раздел оптики, который описывает распространение света с учётом его волновой природы.
Телевизоры с квантовыми точками — что это
В курсе физики 8 класса уже говорилось о том, что свет является излучением. Следовательно, свет передаёт телам, на которые он попадает, энергию. Говорят, что свет является видимым излучением, или электромагнитными волнами, видимыми человеческим глазом.
Представление о световых лучах возникло ещё в античной науке. Евклид, обобщив достижения своих предшественников, сформулировал законы распространения и отражения света. Бурное развитие геометрической оптики в XVII в. было обусловлено изобретением таких оптических приборов как лупа, телескоп, микроскоп и т. д. Геометрическая оптика является примером теории, позволившей при достаточно небольшом числе фундаментальных понятий и законов получать много практически важных результатов. В теории оптических устройств она сохранила большое значение до настоящего времени.
Представления о волновом характере распространения света восходят к основополагающим работам голландского учёного второй половины XVII в. X. Гюйгенса. Но только благодаря электромагнитной теории света, созданной Максвеллом, удалось в конце XIX в. найти простое объяснение целого ряда явлений, непонятных до тех пор.
ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Тела, от которых исходит свет, называются источниками света. По происхождению источники света можно разделить на искусственные, т. е. созданные человеком, и естественные, т. е. созданные природой. Естественными источниками света являются Солнце, звёзды, молнии, полярные сияния, светящиеся насекомые и др.
Искусственные источники света в зависимости от того, какой процесс лежит в основе получения излучения, делят на тепловые и люминесцирующие (от лат. lumen — свет). В тепловых источниках свет возникает в результате нагревания тел до высокой температуры, а в люминесцирующих — в результате превращения тех или иных видов энергии в видимое излучение независимо от теплового состояния излучающего тела. Примерами тепловых источников света являются пламя свечи, лампочка накаливания и т. д. Примерами люминесцирующих источников света, часто называемых холодным светом, являются лампы дневного света, экран телевизора и т. д.
Первые искусственные источники света (костёр, лучина, факел) появились в глубокой древности. Вплоть до конца XIX в. применялись в основном тепловые источники света, основанные на сжигании горючих веществ (свечи, масляные и керосиновые лампы и т. п.). Только в конце XIX в. появились первые электрические источники света, которые можно было использовать на практике. В их создание большой вклад внесли русские учёные П. Н. Яблочков, В. Н.Чиколев, А. Н. Лодыгин и др. С начала XX в. электрическая лампа накаливания благодаря удобству в эксплуатации начинает быстро и повсеместно вытеснять остальные источники света.
Природные явления люминесценции — северное сияние, свечение некоторых насекомых, минералов, гниющего дерева — были известны с очень давних времён, однако изучать люминесценцию стали с конца XIX в. Первые образцы отечественных люминесцентных ламп были созданы в 1936—1940 гг. группой московских учёных и инженеров под руководством С. И. Вавилова.
Особый класс искусственных источников света, не являющихся тепловыми, составляют устройства, называемые светодиодами. Они широко применяются для производства ёлочных гирлянд, ночников, детских игрушек и т. д.
Кроме источников света мы видим тела, которые сами по себе источниками света не являются. Почему мы видим дома и машины, мебель и окружающих нас людей? Если тело освещено каким-либо источником света, то излучение, идущее от него, попав на это тело, меняет своё направление. Свет отражается от поверхности тела, и человеческий глаз реагирует именно на этот отражённый свет.
Именно поэтому в темноте, в отсутствие источников света, предметы становятся невидимыми. Почему видна Луна, которая сама не является естественным источником света, ещё в V в. до н. э. объяснил Демокрит. Мы видим Луну потому, что видим свет Солнца, отражённый от её поверхности.
Павел Николаевич Яблочков (1847—1894) — учёный, изобретатель. В 1876 г. П. Н. Яблочков получил первый в мире патент на изобретение электрической лампы. Лампу П. Н. Яблочкова в Европе современники называли «русский свет», в России — «русское солнце».
Александр Николаевич Лодыгин (1847—1923) — русский электротехник, изобретатель лампы накаливания. В 1874 г. получил патент на своё изобретение. А. Н. Лодыгин впервые превратил лампу накаливания из физического прибора в практическое средство освещения.
Вы смотрели Конспект по физике для 9 класса «Свет. Источники света».
Источник: xn--9-8sb3ae5aa.xn--p1ai
Выбери, к какому типу относятся источники света.
Проведите морфемный разбор. Cлов: лошадушка, овечушка, словечушко.
1 месяц назад
Предмет: Русский язык, автор: Maliku
Сочинение(Мой город, мой микрорайон, моя улица) Стиль сочинения: публицистический(публтцистика-общественный,государственный) 1)Примерный план сочинения: краткое вступление 2)Рассказ об улице с включением описания 3)Обобщениевпетчетление. Показ отрицательного. призывы к действию 4)Широко используем односоставные предложения(иду,смотрю,наблюдаю,подумаем)
1 месяц назад
Предмет: Русский язык, автор: яженя
Диалог на тему : памятка культуры (с каждого человека по 10 реплик(всего 2 человека))
Пожалуйста помогите (ЗАРАНЕЕ СКАСИБО. )
1 месяц назад
Предмет: Право, автор: 15unicorn15
Неповнолітня М. (15 років) на подаровані їй бабусею та дідусем на день народження гроші вирішила придбати мобільний телефон у свого приятеля Л. (18 років). Здійснюючи свій намір, М. не порадилася з батьками, вважаючи, що може розпоряджатися подарованими грошима на власний розсуд. Батьки не поділяли думку доньки і, дізнавшись про самовільне придбання дорогої речі, висунули вимогу негайно повернути телефон Л. в обмін на гроші.
Источник: sous-otvet.net
Источники света
Источники оптического излучения обычно классифицируют на группы согласно природе используемого в них явления излучения, как показано на схеме, приведенной на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Источники оптического излучения
Рассмотрим искусственные источники света, которые находят применение в фотохимических исследованиях.
Тепловые источники света
Тепловое излучение возникает в результате изменения энергетических состояний электронов и ионов, входящих в состав излучающего тела, независимо от его агрегатного состояния.
Тепловые источники света используют свойство тел излучать при нагревании лучистую энергию. При достаточно большой температуре это излучение переходит в область видимого, и тело начинает светиться. Световое излучение увеличивается с увеличением температуры тела. Спектр излучения тепловых источников является непрерывным. Пример теплового источника — обыкновенная лампа накаливания, имеющая обычно излучающий элемент в виде нити или спирали из вольфрама.
Люминесцентные источники света
Газоразрядные лампы
Газоразрядным источником излучения называется прибор, в котором излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов, паров металла или их смесей. Пример газоразрядного источника — ртутная лампа, спектр которой является линейчатым (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Спектр излучения ртутной лампы
Все ртутные лампы, независимо от типа и назначения, имеют сходную конструкцию и используют в своей работе один принцип — способность атомов ртути при их бомбардировке электронами излучать УФ-свет.
Устройство ртутно-кварцевой лампы показано на рис. 5.3. Конструктивно она выполнена в виде кварцевой колбы той илииной формы, которая заполняется инертным газом (аргоном) с примесью металлической ртути. В противоположные концы колбы впаиваются тугоплавкие электроды.
После подачи на электроды напряжения в трубке начинается тлеющий разряд, подогревающий ртуть и заставляющий ее пары излучать в УФ-диапазоне. Поскольку кварц, из которого изготовлено стекло колбы, прозрачен для УФ-света, излучение свободно распространяется за пределы лампы.
Рис. 5.3. Конструкция классической ртутно-кварцевой лампы:
- 1 — колба из кварцевого стекла; 2 — анод; 3 — электроны;
- 4 — атомы ртути; 5 — УФ-излучение; б — катод
Излучение, возникающее при работе ртутных ламп, связано с переходами возбужденного атома ртути с соответствующих энергетических уровней в основное состояние. Если переход осуществляется с нижних энергетических уровней в основное состояние, происходит испускание так называемого резонансного излучения.
В зависимости от строения внешней электронной оболочки атома может быть несколько резонансных линий испускания. Если атом в результате столкновений возбуждается до более высоких энергетических уровней, чем резонансный, то сначала происходит испускание кванта энергии, соответствующего разности этих уровней, а затем переход с резонансного уровня в основное состояние.
Изготавливая колбу лампы из того или иного материала, можно отсекать излучение определенной длины волны. Так, если колбу сделать из кварцевого стекла, то лампа будет излучать все три вида УФ-диапазона — А, В, С. Лампа из эритемного стекла пропускает только УФ-излучение типа А, увиолевая колба уже прозрачна для УФВ, но не пропускает жесткое излучение УФС.
В зависимости от давления паров ртути, развивающегося при работе, различают лампы низкого давления (10 -3 —1 мм рт. ст.), среднего давления (2-10 2 —2-10 3 мм рт. ст.) и высокого давления (от 2-10 3 до 3-10 5 мм рт. ст.).
Ртутные лампы низкого давления служат источниками коротковолнового излучения резонансных линий 184,9 и 253,7 нм с высоким выходом (более 90 %). В лабораторной практике пользуются бактерицидными увиолевыми лампами БУВ-30 или БУВ-15 (с оболочкой из увиолевого стекла, пропускающего до 50 % резонансного излучения с л = 253,7 нм). Достоинство этих ламп — высокий выход излучения резонансной линии
253.7 нм при малых тепловых потерях, долговечность и простые схемы включения, а недостаток — трудность получения излучения высокой интенсивности.
Доля энергии, превращающейся в УФ-свет в лампах среднего давления, мало изменяется по сравнению с лампами низкого давления, однако количество УФ-энергии на единицу длины лампы в 50—100 раз больше, чем у ламп низкого давления. В них наряду с линией 253,7 нм имеются широкие линии 265,4,
289.7 и 313,1 нм. Эти лампы относятся к наиболее широко применяемым в фотохимических исследованиях источникам света, обладающим высокой удельной яркостью и хорошо разрешенным спектром излучения.
Ртутные лампы высокого давления — наиболее интенсивные источники УФ-излучения. С увеличением давления происходит уширение спектральных линий и при очень высоких давлениях (~10 5 мм рт. ст.) спектр испускания становится почти непрерывным. Выход световой энергии на единицу длины у них почти в 10 раз больше, чем у ламп среднего давления.
Ртутные лампы высокого давления обладают также и интенсивным излучением в видимой области, что делает их удобными источниками света в широком диапазоне длин волн. Поскольку во время работы ртутные лампы высокого давления сильно нагреваются, необходимо эффективное охлаждение их поверхностей водой или воздухом. К лампам высокого давления, которые выпускаются отечественной промышленностью, относятся прямые ртутно-кварцевые лампы (ПРК), дуговые (ДРТ) и дуговые шаровые (ДРШ).
На рис. 5.4, а показана дуговая ртутно-кварцевая лампа высокого давления ДРТ-240. Лампы этих типов нашли широкое применение при исследовании светостойкости различных материалов.
Рис. 5.4. Дуговые лампы высокого давления: ртутно-кварцевая ДРТ-240 (а) и ксеноновая ДКсШ-150 (б)
Помимо ртутных ламп в фотохимических исследованиях широко используются газосветные лампы, наполненные тяжелыми инертными газами, например, ксеноном. На рис. 5.4, б показана ксеноновая лампа ДКсШ, а спектр ее излучения представлен на рис. 5.5.
В отличие от спектра ртутных ламп (см. рис. 5.2), видимая и УФ-области ксеноновой лампы представляют собой практически непрерывный спектр, который простирается вплоть до X = 184 нм.
Ксеноновые лампы являются одними из наиболее интенсивных источников УФ-, видимого и ИК-излучения. Распределение энергии в спектрах ламп с разрядом в инертных газах данного типа практически не зависит от давления и силы тока. Давление ксенона составляет 20 атм.
Цветовой состав излучения ксеноновых ламп близок к солнечному свету. Помимо фотохимии они применяются в некоторых типах везерометров. Везерометр (от англ, weather — погода, meter — измерять) — климатическая камера для моделирования атмосферных условий (температура, влага, солнечное излучение, конденсат и т. д.), которая применяется для исследования поведения материалов и изделий в естественных погодных условиях эксплуатации. Различают везерометры с УФ-источником излучения (QUV) и с ксеноновыми лампами (Q-SUN).
Рис. 5.5. Спектр излучения ксеноновой лампы ДКсШ
Везерометры QUV с флуоресцентными лампами применяются для ускоренных испытаний на атмосферостойкость покрытий и материалов, создают условия для появления повреждений, возникающих под воздействием жесткого коротковолнового УФ-излучения (с А = 313 ч- 340 нм), осадков и росы. Повреждения, которые в естественных условиях на открытом воздухе возникают спустя месяцы или годы эксплуатации изделий, с помощью этих везерометров могут быть получены всего за несколько дней или недель.
Везерометры QSUN с ксеноновыми лампами называются также камерами солнечной радиации и применяются для оценки светостойкости (потери цвета, выцветания) покрытий, материалов и готовых изделий под воздействием солнечных лучей с Л — 260 ч- 780 нм.
Источник: studme.org