Nur har qanday optik nurlanish hisoblanadi. Boshqacha qilib aytganda, bu elektromagnit to'lqinlar bo'lib, ularning uzunligi nanometr birliklari oralig'ida.
Umumiy ta'riflar
Optika nuqtai nazaridan yorug'lik inson ko'zi tomonidan qabul qilinadigan elektromagnit nurlanishdir. O'zgarish birligi sifatida 750 THz vakuumdagi maydonni olish odatiy holdir. Bu spektrning qisqa to'lqinli chetidir. Uning uzunligi 400 nm. Keng to'lqinlar chegarasiga kelsak, o'lchov birligi sifatida 760 nm, ya'ni 390 TGs kesma olinadi.
Fizikada yorug'lik fotonlar deb ataladigan yo'nalishli zarralar to'plami sifatida qaraladi. To'lqinlarning vakuumda tarqalish tezligi doimiy. Fotonlar ma'lum bir impulsga, energiyaga, nol massaga ega. Kengroq ma'noda yorug'lik ko'rinadigan ultrabinafsha nurlanishdir. Toʻlqinlar infraqizil ham boʻlishi mumkin.
Ontologiya nuqtai nazaridan yorug'lik borliqning boshlanishidir. Buni faylasuflar va din ulamolari aytadilar. Geografiyada bu atama sayyoramizning ayrim hududlariga nisbatan qo'llaniladi. Nurning o'zi ijtimoiy tushunchadir. Shunga qaramay, fanda uning o'ziga xos xususiyatlari, belgilari va qonunlari bor.
Tabiat va yorug'lik manbalari
Elektromagnit nurlanish zaryadlangan zarrachalarning oʻzaro taʼsiri jarayonida hosil boʻladi. Buning optimal sharti doimiy spektrga ega bo'lgan issiqlik bo'ladi. Maksimal nurlanish manba haroratiga bog'liq. Jarayonning ajoyib namunasi quyoshdir. Uning nurlanishi butunlay qora jismnikiga yaqin. Quyoshdagi yorug'likning tabiati 6000 K gacha bo'lgan isitish harorati bilan belgilanadi. Shu bilan birga, radiatsiyaning taxminan 40% ko'rinadigan darajada bo'ladi. Maksimal quvvat spektri 550 nm yaqinida joylashgan.
Nur manbalari ham boʻlishi mumkin:
- Molekulalar va atomlarning bir darajadan ikkinchi darajaga o'tishdagi elektron qobiqlari. Bunday jarayonlar chiziqli spektrga erishishga imkon beradi. Masalan, LED va gaz deşarj lampalari.
- Cherenkov nurlanishi, zaryadlangan zarralar yorugʻlikning faza tezligida harakat qilganda hosil boʻladi.
- Foton sekinlashuvi jarayonlari. Natijada sinxron yoki siklotron nurlanishi hosil bo'ladi.
Yorug'likning tabiati lyuminesans bilan ham bog'lanishi mumkin. Bu sun'iy manbalarga ham, organik manbalarga ham tegishli. Misol: xemiluminesans, sintillyatsiya, fosforessensiya va boshqalar.
O'z navbatida yorug'lik manbalari harorat ko'rsatkichlari bo'yicha guruhlarga bo'linadi: A, B, C, D65. Eng murakkab spektr butunlay qora jismda kuzatiladi.
Yorugʻlik xususiyatlari
Inson ko'zi sub'ektiv ravishda elektromagnit nurlanishni rang sifatida qabul qiladi. Shunday qilib, yorug'lik oq, sariq, qizil, yashil ranglarni berishi mumkin. Faqatradiatsiya chastotasi bilan bog'liq bo'lgan vizual tuyg'u, kompozitsiyada spektral yoki monoxromatik bo'ladimi. Fotonlarning hatto vakuumda ham tarqalishi isbotlangan. Modda yo'q bo'lganda, oqim tezligi 300 000 km / s ni tashkil qiladi. Bu kashfiyot 1970-yillarning boshida qilingan.
Ommaviy axborot vositalari chegarasida yorug'lik oqimi yo aks etishni yoki sinishni boshdan kechiradi. Tarqalish jarayonida u materiya orqali tarqaladi. Aytish mumkinki, muhitning optik ko'rsatkichlari vakuum va yutilishdagi tezliklarning nisbatiga teng sinish qiymati bilan tavsiflanadi. Izotrop moddalarda oqimning tarqalishi yo'nalishga bog'liq emas. Bu erda sindirish ko'rsatkichi koordinatalar va vaqt bilan aniqlangan skalyar kattalik bilan ifodalanadi. Anizotrop muhitda fotonlar tenzor sifatida namoyon bo'ladi.
Bundan tashqari, yorug'lik qutblanishi mumkin, lekin emas. Birinchi holda, ta'rifning asosiy miqdori to'lqin vektori bo'ladi. Agar oqim qutblanmagan bo'lsa, u tasodifiy yo'nalishlarga yo'n altirilgan zarralar to'plamidan iborat.
Nurning eng muhim xususiyati uning intensivligidir. U quvvat va energiya kabi fotometrik kattaliklar bilan aniqlanadi.
Nurning asosiy xossalari
Fotolar nafaqat bir-biri bilan oʻzaro taʼsir qilishi, balki yoʻnalishga ham ega boʻlishi mumkin. Chet muhit bilan aloqa qilish natijasida oqim aks etish va sinishni boshdan kechiradi. Bu yorug'likning ikkita asosiy xususiyati. Ko'zgu bilan hamma narsa ko'proq yoki kamroq aniq: bu materiyaning zichligiga va nurlarning tushish burchagiga bog'liq. Biroq, sinishi bilan, vaziyat uzoqqiyinroq.
Boshlash uchun oddiy misolni ko'rib chiqamiz: agar siz somonni suvga tushirsangiz, u yon tomondan egri va qisqargan ko'rinadi. Bu suyuq muhit va havo chegarasida sodir bo'ladigan yorug'likning sinishi. Bu jarayon materiya chegarasidan oʻtishda nurlarning tarqalish yoʻnalishi bilan belgilanadi.
Yorugʻlik oqimi media orasidagi chegaraga tegsa, uning toʻlqin uzunligi sezilarli darajada oʻzgaradi. Biroq, tarqalish chastotasi bir xil bo'lib qolmoqda. Agar nur chegaraga ortogonal bo'lmasa, to'lqin uzunligi ham, uning yo'nalishi ham o'zgaradi.
Yorug'likning sun'iy sinishi ko'pincha tadqiqot maqsadlarida qo'llaniladi (mikroskoplar, linzalar, lupalar). Ballar ham to‘lqin xarakteristikalarining o‘zgarishi manbalariga tegishli.
Nurning tasnifi
Hozirgi vaqtda sun'iy va tabiiy yorug'lik farqlanadi. Bu turlarning har biri oʻziga xos nurlanish manbai bilan belgilanadi.
Tabiiy yorug'lik yo'nalishi tartibsiz va tez o'zgaruvchan zaryadlangan zarralar to'plamidir. Bunday elektromagnit maydon intensivlikning o'zgaruvchan tebranishidan kelib chiqadi. Tabiiy manbalarga issiq jismlar, quyosh, qutblangan gazlar kiradi.
Sun'iy yorug'lik quyidagi turlarga ega:
- Mahalliy. U ish joyida, oshxonada, devorlarda va hokazolarda qo'llaniladi. Bunday yoritish ichki dizaynda muhim rol o'ynaydi.
- Umumiy. Bu butun maydonning bir xil yoritilishi. Manbalar qandillar, pol lampalari.
- Birlashtirilgan. Xonaning ideal yoritilishiga erishish uchun birinchi va ikkinchi turlarning aralashmasi.
- Favqulodda. Elektr uzilishlari paytida juda foydali. Quvvat ko'pincha batareyalardan ta'minlanadi.
Quyosh nuri
Bugungi kunda u Yerdagi asosiy energiya manbai hisoblanadi. Quyosh nurlari barcha muhim masalalarga ta'sir qiladi, desak mubolag'a bo'lmaydi. Bu energiyani belgilaydigan miqdor konstantasi.
Yer atmosferasining yuqori qatlamlarida taxminan 50% infraqizil va 10% ultrabinafsha nurlanish mavjud. Shunday qilib, ko'rinadigan yorug'lik miqdori atigi 40% ni tashkil qiladi.
Quyosh energiyasi sintetik va tabiiy jarayonlarda ishlatiladi. Bu fotosintez, kimyoviy shakllarning o'zgarishi, isitish va boshqalar. Quyosh tufayli insoniyat elektr energiyasidan foydalanishi mumkin. O'z navbatida, yorug'lik oqimlari bulutlar orqali o'tsa, to'g'ridan-to'g'ri va tarqoq bo'lishi mumkin.
Uchta asosiy qonun
Qadim zamonlardan beri olimlar geometrik optikani o'rganishgan. Bugungi kunda yorug'likning quyidagi qonunlari asosiy hisoblanadi:
- Taqsimot qonuni. Unda aytilishicha, bir hil optik muhitda yorug'lik to'g'ri chiziq bo'ylab tarqaladi.
- Sinishi qonuni. Ikki muhit chegarasiga tushayotgan yorug'lik nuri va uning kesishish nuqtasidan proyeksiyasi bir tekislikda yotadi. Bu aloqa nuqtasiga tushirilgan perpendikulyar uchun ham amal qiladi. Bunday holda, tushish va sinish burchaklarining sinuslarining nisbati qiymat bo'ladi.doimiy.
- Ko'zgu qonuni. Muhitning chegarasiga tushayotgan yorug'lik nuri va uning proyeksiyasi bir tekislikda yotadi. Bunda aks etish va tushish burchaklari teng.
Nurni sezish
Atrofdagi dunyo insonga uning koʻzlari elektromagnit nurlanish bilan taʼsir oʻtkazish qobiliyati tufayli koʻrinadi. Yorug'lik to'r pardasi retseptorlari tomonidan qabul qilinadi, ular zaryadlangan zarrachalarning spektral diapazoniga javob bera oladi.
Odamning ko'zida 2 xil sezgir hujayralar mavjud: konus va tayoqchalar. Birinchisi, yuqori darajadagi yorug'lik bilan kunduzi ko'rish mexanizmini aniqlaydi. Rodlar radiatsiyaga ko'proq sezgir. Ular odamga tunda koʻrish imkonini beradi.
Nurning vizual soyalari toʻlqin uzunligi va uning yoʻnalishi bilan belgilanadi.
