Cahaya adalah ... Sifat cahaya. Hukum cahaya

Segala jenis radiasi optik dianggap ringan. Dengan kata lain, ini adalah gelombang elektromagnetik, yang panjangnya berkisar dari satuan nanometer.

Definisi Umum

Dari sudut pandang optik, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, yang dirasakan oleh mata seseorang. Untuk unit perubahan, lazim untuk mengambil situs ini dalam ruang hampa 750 THz. Ini adalah batas gelombang pendek dari spektrum. Panjangnya 400 nm. Sedangkan untuk batas gelombang lebar, satuan pengukuran diambil pada 760 nm, yaitu 390 THz.

Dalam fisika, cahaya dipandang sebagai satu set partikel diarahkan yang disebut foton. Kecepatan distribusi gelombang dalam ruang hampa konstan. Foton memiliki momentum, energi, massa nol tertentu. Dalam arti yang lebih luas, cahaya adalah radiasi ultraviolet yang terlihat . Selain itu, gelombang bisa inframerah. Dari sudut pandang ontologi, cahaya adalah awal keberadaannya. Hal ini ditegaskan oleh para filsuf dan ulama. Dalam geografi, istilah ini biasa digunakan untuk merujuk pada area individu di planet ini. Cahaya itu sendiri adalah konsep sosial. Meskipun demikian, dalam sains memiliki sifat, fitur dan undang-undang yang spesifik.

Sumber alam dan cahaya

Radiasi elektromagnetik tercipta selama interaksi partikel bermuatan. Kondisi optimum untuk ini adalah panas, yang memiliki spektrum kontinyu. Radiasi maksimum tergantung pada suhu sumbernya. Contoh bagus dari prosesnya adalah Matahari. Radiasinya dekat dengan tubuh yang benar-benar hitam. Sifat cahaya di Matahari ditentukan oleh suhu pemanasan hingga 6000 K. Pada saat bersamaan sekitar 40% radiasi berada dalam penglihatan. Maksimum spektrum daya terletak di dekat 550 nm.

Sumber cahaya juga bisa:

1. Kerang elektronik dari molekul dan atom selama transisi dari satu tingkat ke tingkat lainnya. Proses seperti itu memungkinkan kita mencapai spektrum linier. Contohnya adalah lampu LED dan lampu pelepasan gas.
2. Radiasi Cherenkov, yang dibentuk oleh gerak partikel bermuatan dengan kecepatan fasa cahaya.
3. Proses pelambatan foton. Akibatnya, radiasi sinkrotron atau siklotron diproduksi.

Sifat cahaya juga bisa dikaitkan dengan luminescence. Ini berlaku untuk sumber buatan dan yang organik. Contoh: chemiluminescence, scintillation, phosphorescence, dll.

Pada gilirannya, sumber cahaya dibagi menjadi beberapa kelompok berkenaan dengan indikator suhu: A, B, C, D65. Spektrum yang paling kompleks diamati dalam tubuh yang benar-benar hitam.

Karakteristik cahaya

Mata manusia secara subjektif merasakan radiasi elektromagnetik sebagai warna. Jadi, cahaya bisa memberi warna putih, kuning, merah, hijau meluap. Ini hanya sensasi visual, yang berhubungan dengan frekuensi radiasi, entah itu spektral atau monokromatik dalam komposisi. Terbukti bahwa foton bisa merambat bahkan dalam ruang hampa. Dengan tidak adanya materi, kecepatan alirannya adalah 300.000 km / s. Penemuan ini dibuat kembali pada awal tahun 1970an.

Pada batas medium, aliran cahaya mengalami refleksi atau pembiasan. Selama menyebar, ia merosot melalui substansinya. Dapat dikatakan bahwa indeks optik medium dicirikan oleh indeks bias sama dengan rasio kecepatan dalam vakum dan penyerapan. Dalam zat isotropika, propagasi sungai tidak bergantung pada arah. Disini indeks bias diwakili oleh kuantitas skalar yang ditentukan oleh koordinat dan waktu. Dalam media anisotropik, foton terwujud dalam bentuk tensor.

Selain itu, cahaya terpolarisasi dan tidak. Pada kasus pertama, nilai utama dari definisi tersebut adalah vektor gelombang. Jika arus tidak terpolarisasi, maka ia terdiri dari sekumpulan partikel yang diarahkan ke sisi acak.

Karakteristik cahaya yang paling penting adalah intensitasnya. Hal ini ditentukan oleh jumlah fotometrik seperti daya dan energi.

Sifat dasar cahaya

Foton tidak bisa hanya berinteraksi satu sama lain, tapi juga punya arah. Sebagai hasil kontak dengan media asing, arus mengalami refleksi dan pembiasan. Inilah dua sifat dasar cahaya. Dengan refleksi, semuanya lebih atau kurang jelas: itu tergantung pada kepadatan materi dan sudut kejadian sinar. Namun, dengan pembiasan situasinya jauh lebih rumit.

Untuk mulai dengan, Anda dapat mempertimbangkan contoh sederhana: jika Anda menjatuhkan sedotan ke dalam air, maka dari samping itu tampak melengkung dan disingkat. Inilah pembiasan cahaya, yang terjadi pada batas medium cair dan udara. Proses ini ditentukan oleh arah distribusi sinar selama perjalanan melalui batas materi. Ketika fluks cahaya menyentuh batas antara media, panjang gelombang gelombangnya berubah secara signifikan. Meski begitu, frekuensi propagasi tetap sama. Jika sinar tidak ortogonal berkenaan dengan batas, maka panjang gelombang dan arahnya akan mengalami perubahan.

Pembiasan cahaya buatan sering digunakan untuk tujuan penelitian (mikroskop, lensa, alat pembesar). Sumber perubahan karakteristik gelombang ini meliputi kacamata.

Klasifikasi cahaya

Saat ini, cahaya buatan dan alami dibedakan. Masing-masing spesies ini ditentukan oleh sumber radiasi yang khas.

Cahaya alam adalah kumpulan partikel bermuatan dengan arah yang kacau dan cepat berubah. Bidang elektromagnetik semacam itu disebabkan oleh osilasi variabel dari tegangan. Sumber-sumber alam termasuk badan panas, matahari, gas terpolarisasi.

Cahaya buatan bisa dari jenis berikut:

1. Lokal Ini digunakan di tempat kerja, di area dapur, dinding, dll. Pencahayaan semacam itu memegang peranan penting dalam desain interior.
2. Umum Penerangan seragam seluruh daerah ini. Sumbernya adalah lampu gantung, lampu lantai.
3. Digabungkan Campuran spesies pertama dan kedua untuk mencapai iluminasi ideal ruangan.
4. Darurat Hal ini sangat berguna saat Anda mematikan lampu. Kekuasaan paling sering dari baterai.

Sinar matahari

Hari ini adalah sumber energi utama di Bumi. Tidak berlebihan jika dikatakan bahwa sinar matahari mempengaruhi semua hal penting. Ini adalah konstanta kuantitatif, yang menentukan energi.

Di lapisan atas atmosfer bumi, sekitar 50% radiasi infra merah dan 10% radiasi ultraviolet terkandung. Oleh karena itu, komponen kuantitatif dari cahaya tampak hanya 40%.

Energi surya digunakan dalam proses sintetis dan alami. Ini adalah fotosintesis, dan konversi bentuk kimia, dan pemanasan, dan banyak lagi. Berkat matahari, umat manusia bisa menggunakan listrik. Pada gilirannya, aliran cahaya bisa langsung dan berserakan jika melewati awan.

Tiga Hukum Utama

Sejak zaman kuno, para ilmuwan telah mempelajari optik geometris. Sampai saat ini, hukum cahaya berikut ini mendasar:

1. Hukum distribusi. Dikatakan bahwa dalam media optik homogen, cahaya akan didistribusikan secara rectilinearly.
2. Hukum pembiasan. Sebuah sinar insiden ringan di batas dua media, dan proyeksi dari titik persimpangan terletak pada satu bidang. Hal ini juga berlaku untuk tegak lurus yang jatuh ke titik kontak. Dalam kasus ini, rasio sinus dari sudut kejadian dan pembiasan akan konstan.
3. Hukum refleksi. Sinar cahaya yang jatuh pada batas medium dan proyeksi terletak pada bidang yang sama. Sudut refleksi dan jatuhnya sama.

Persepsi cahaya

Dunia sekitar seseorang terlihat karena kemampuan matanya untuk berinteraksi dengan radiasi elektromagnetik. Cahaya dirasakan oleh reseptor retina, yang dapat ditangkap dan direaksikan pada rentang spektrum partikel bermuatan.

Seseorang memiliki 2 jenis sel mata sensitif: kerucut dan batang. Yang pertama menyebabkan mekanisme penglihatan di siang hari dengan tingkat iluminasi yang tinggi. Batangnya lebih sensitif terhadap radiasi. Mereka membiarkan seseorang melihat di malam hari.

Nuansa visual cahaya ditentukan oleh panjang gelombang dan arahnya.