แสงถือเป็นรังสีออปติคอลชนิดใดก็ได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งเหล่านี้คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งมีความยาวอยู่ในช่วงหน่วยนาโนเมตร
คำจำกัดความทั่วไป
จากมุมมองของเลนส์ แสงคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สายตามนุษย์รับรู้ เป็นเรื่องปกติที่จะใช้พื้นที่ในสุญญากาศ 750 THz เป็นหน่วยของการเปลี่ยนแปลง นี่คือขอบความยาวคลื่นสั้นของสเปกตรัม มีความยาว 400 นาโนเมตร สำหรับขอบเขตของคลื่นกว้างนั้น ส่วนที่ 760 นาโนเมตร นั่นคือ 390 THz จะถูกนำมาเป็นหน่วยวัด
ในทางฟิสิกส์ แสงถือเป็นชุดของอนุภาคที่มีทิศทางเรียกว่าโฟตอน ความเร็วของการกระจายคลื่นในสุญญากาศมีค่าคงที่ โฟตอนมีโมเมนตัม พลังงาน มวลเป็นศูนย์ ในความหมายที่กว้างขึ้น แสงคือรังสีอัลตราไวโอเลตที่มองเห็นได้ คลื่นยังเป็นอินฟราเรดได้
จากมุมมองของ ontology แสงคือจุดเริ่มต้นของการเป็น นี่คือสิ่งที่นักปรัชญาและนักปราชญ์ศาสนากล่าว ในภูมิศาสตร์ คำนี้ใช้เพื่ออ้างถึงบางพื้นที่ของโลก แสงสว่างนั้นเป็นแนวคิดทางสังคม อย่างไรก็ตาม ในวิทยาศาสตร์มีคุณสมบัติ ลักษณะ และกฎหมายเฉพาะ
ธรรมชาติและแหล่งกำเนิดแสง
รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นในกระบวนการปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่มีประจุ สภาวะที่เหมาะสมสำหรับสิ่งนี้คือความร้อนซึ่งมีสเปกตรัมต่อเนื่อง การแผ่รังสีสูงสุดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแหล่งกำเนิด ตัวอย่างที่ดีของกระบวนการคือดวงอาทิตย์ รังสีของมันใกล้เคียงกับของสีดำสนิท ธรรมชาติของแสงบนดวงอาทิตย์ถูกกำหนดโดยอุณหภูมิความร้อนสูงถึง 6000 K ในขณะเดียวกันรังสีประมาณ 40% ยังมองเห็นได้ สเปกตรัมกำลังสูงสุดอยู่ใกล้ 550 นาโนเมตร
แหล่งกำเนิดแสงสามารถ:
- เปลือกอิเล็กตรอนของโมเลกุลและอะตอมระหว่างการเปลี่ยนผ่านจากระดับหนึ่งไปอีกระดับหนึ่ง กระบวนการดังกล่าวทำให้สามารถบรรลุสเปกตรัมเชิงเส้นได้ ตัวอย่างคือ LED และหลอดปล่อยก๊าซ
- รังสีเชเรนคอฟ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเฟสของแสง
- กระบวนการลดความเร็วโฟตอน เป็นผลให้เกิดรังสีซิงโครหรือไซโคลตรอน
ธรรมชาติของแสงยังสัมพันธ์กับการเรืองแสงได้อีกด้วย สิ่งนี้ใช้ได้กับทั้งแหล่งเทียมและแหล่งอินทรีย์ ตัวอย่าง: เคมีลูมิเนสเซนส์ วาว เรืองแสง ฯลฯ
ในทางกลับกัน แหล่งกำเนิดแสงจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มตามตัวบ่งชี้อุณหภูมิ: A, B, C, D65 สเปกตรัมที่ซับซ้อนที่สุดมีอยู่ในวัตถุสีดำสนิท
ลักษณะแสง
ตามนุษย์รับรู้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสี ดังนั้น แสงสามารถให้แสงสีขาว เหลือง แดง เขียว มันก็แค่ความรู้สึกทางสายตาซึ่งสัมพันธ์กับความถี่ของการแผ่รังสี ไม่ว่าจะเป็นแบบสเปกตรัมหรือแบบเอกรงค์ โฟตอนได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถแพร่กระจายได้แม้ในสุญญากาศ ในกรณีที่ไม่มีสสาร ความเร็วการไหลคือ 300,000 กม./วินาที การค้นพบนี้เกิดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1970
ที่ขอบของสื่อ กระแสของแสงจะสัมผัสกับการสะท้อนหรือการหักเหของแสง ระหว่างการขยายพันธุ์จะกระจายไปทั่วสสาร อาจกล่าวได้ว่าดัชนีเชิงแสงของตัวกลางมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าการหักเหของแสงเท่ากับอัตราส่วนของความเร็วในสุญญากาศและการดูดกลืนแสง ในสารไอโซโทรปิก การขยายพันธุ์ของกระแสน้ำไม่ได้ขึ้นอยู่กับทิศทาง ในที่นี้ ดัชนีการหักเหของแสงแสดงด้วยปริมาณสเกลาร์ซึ่งกำหนดโดยพิกัดและเวลา ในตัวกลางแบบแอนไอโซทรอปิก โฟตอนจะปรากฏเป็นเทนเซอร์
นอกจากนี้แสงยังสามารถโพลาไรซ์ได้ ในกรณีแรก ปริมาณหลักของคำจำกัดความจะเป็นเวกเตอร์คลื่น หากการไหลไม่มีโพลาไรซ์ ก็จะประกอบด้วยชุดของอนุภาคที่มีทิศทางแบบสุ่ม
ลักษณะสำคัญของแสงคือความเข้มของแสง ถูกกำหนดโดยปริมาณโฟโตเมตริก เช่น กำลังและพลังงาน
คุณสมบัติพื้นฐานของแสง
โฟตอนไม่เพียงโต้ตอบกันได้ แต่ยังมีทิศทางอีกด้วย เนื่องจากการสัมผัสกับตัวกลางแปลกปลอม การไหลจะเกิดการสะท้อนและการหักเหของแสง นี่คือคุณสมบัติพื้นฐานสองประการของแสง ด้วยการสะท้อนกลับ ทุกสิ่งทุกอย่างมีความชัดเจนมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสสารและมุมตกกระทบของรังสี อย่างไรก็ตาม ด้วยการหักเห สถานการณ์อยู่ไกลหนักขึ้น
ในเบื้องต้น เราอาจพิจารณาตัวอย่างง่ายๆ หากคุณหย่อนหลอดลงไปในน้ำ ด้านข้างจะดูเหมือนโค้งและสั้นลง นี่คือการหักเหของแสงซึ่งเกิดขึ้นที่ขอบของตัวกลางของเหลวและอากาศ กระบวนการนี้กำหนดโดยทิศทางการกระจายของรังสีในระหว่างการผ่านขอบเขตของสสาร
เมื่อกระแสแสงสัมผัสกับขอบเขตระหว่างสื่อ ความยาวคลื่นของมันจะเปลี่ยนไปอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ความถี่ในการแพร่กระจายยังคงเท่าเดิม หากลำแสงไม่ได้ตั้งฉากกับขอบเขต ความยาวคลื่นและทิศทางของลำแสงก็จะเปลี่ยนไป
การหักเหของแสงเทียมมักใช้เพื่อการวิจัย (ไมโครสโคป เลนส์ แว่นขยาย) คะแนนยังเป็นแหล่งที่มาของการเปลี่ยนแปลงในลักษณะคลื่นดังกล่าว
การจำแนกแสง
ปัจจุบันมีความแตกต่างระหว่างแสงประดิษฐ์และแสงธรรมชาติ แต่ละชนิดเหล่านี้ถูกกำหนดโดยแหล่งกำเนิดรังสีที่มีลักษณะเฉพาะ
แสงธรรมชาติคือชุดของอนุภาคที่มีประจุซึ่งมีทิศทางที่วุ่นวายและเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว สนามแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวเกิดจากความผันผวนของความเข้ม แหล่งธรรมชาติ ได้แก่ วัตถุร้อน ดวงอาทิตย์ ก๊าซโพลาไรซ์
ไฟประดิษฐ์มีประเภทต่อไปนี้:
- ท้องถิ่น. ใช้ในสถานที่ทำงาน ในห้องครัว ผนัง ฯลฯ. แสงดังกล่าวมีบทบาทสำคัญในการออกแบบตกแต่งภายใน
- ทั่วไป. นี่คือการส่องสว่างที่สม่ำเสมอของพื้นที่ทั้งหมด ที่มา ได้แก่ โคมระย้า โคมไฟตั้งพื้น
- รวมกัน.การผสมผสานระหว่างแบบที่หนึ่งและแบบที่สองเพื่อให้ได้แสงสว่างในอุดมคติของห้อง
- ฉุกเฉิน. เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในช่วงที่ไฟฟ้าดับ ส่วนใหญ่มักจะจ่ายไฟจากแบตเตอรี่
แสงแดด
วันนี้เป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก คงไม่เป็นการกล่าวเกินจริงหากกล่าวว่าแสงแดดส่งผลต่อเรื่องสำคัญทั้งหมด นี่คือค่าคงที่ปริมาณที่กำหนดพลังงาน
ชั้นบนของชั้นบรรยากาศโลกประกอบด้วยรังสีอินฟราเรดประมาณ 50% และรังสีอัลตราไวโอเลต 10% ดังนั้นปริมาณแสงที่มองเห็นได้เพียง 40%.
พลังงานแสงอาทิตย์ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์และธรรมชาติ นี่คือการสังเคราะห์ด้วยแสง และการเปลี่ยนแปลงของรูปแบบทางเคมี การให้ความร้อน และอื่นๆ อีกมากมาย ขอบคุณดวงอาทิตย์ มนุษยชาติสามารถใช้ไฟฟ้าได้ ในทางกลับกัน กระแสแสงสามารถส่องโดยตรงและกระจายตัวได้หากทะลุผ่านก้อนเมฆ
กฎหมายหลักสามข้อ
ตั้งแต่สมัยโบราณ นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเกี่ยวกับทัศนศาสตร์เรขาคณิต วันนี้กฎแห่งแสงต่อไปนี้เป็นพื้นฐาน:
- กฎการกระจาย. ระบุว่าในตัวกลางออปติคัลที่เป็นเนื้อเดียวกัน แสงจะถูกกระจายเป็นเส้นตรง
- กฎการหักเหของแสง รังสีของแสงตกกระทบบนขอบของตัวกลางสองตัวและการฉายจากจุดตัดกันอยู่บนระนาบเดียวกัน นอกจากนี้ยังใช้กับแนวตั้งฉากที่ลดลงถึงจุดติดต่อ ในกรณีนี้ อัตราส่วนของไซน์ของมุมตกกระทบและการหักเหของแสงจะเป็นค่าค่าคงที่
- กฎแห่งการสะท้อน รังสีของแสงส่องลงมาที่ขอบของสื่อและการฉายภาพอยู่บนระนาบเดียวกัน ในกรณีนี้ มุมสะท้อนและตกกระทบจะเท่ากัน
การรับรู้แสง
บุคคลสามารถมองเห็นโลกโดยรอบได้เนื่องจากความสามารถของดวงตาในการโต้ตอบกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เรตินารีเซพเตอร์รับรู้แสง ซึ่งสามารถตรวจจับและตอบสนองต่อช่วงสเปกตรัมของอนุภาคที่มีประจุ
คนมีเซลล์ที่ละเอียดอ่อนในตา 2 ประเภท: โคนและแท่ง ประการแรกกำหนดกลไกการมองเห็นในเวลากลางวันด้วยระดับความสว่างสูง แท่งมีความไวต่อรังสีมากกว่า พวกเขาอนุญาตให้คนดูในเวลากลางคืน
เฉดสีของแสงที่มองเห็นถูกกำหนดโดยความยาวคลื่นและทิศทางของมัน