Luz é considerada qualquer tipo de radiação óptica. Em outras palavras, estas são ondas eletromagnéticas, cujo comprimento está na faixa de unidades de nanômetros.
Definições gerais
Do ponto de vista da ótica, a luz é a radiação eletromagnética que é percebida pelo olho humano. É costume tomar uma área no vácuo de 750 THz como unidade de mudança. Esta é a borda de comprimento de onda curto do espectro. Seu comprimento é de 400 nm. Quanto ao limite de ondas largas, uma seção de 760 nm, ou seja, 390 THz, é tomada como unidade de medida.
Na física, a luz é considerada um conjunto de partículas direcionais chamadas fótons. A velocidade de distribuição das ondas no vácuo é constante. Os fótons têm um certo momento, energia, massa zero. Em um sentido mais amplo, a luz é a radiação ultravioleta visível. As ondas também podem ser infravermelhas.
Do ponto de vista da ontologia, a luz é o início do ser. Isto é o que filósofos e estudiosos religiosos dizem. Na geografia, este termo é usado para se referir a certas áreas do planeta. A própria luz é um conceito social. No entanto, na ciência tem propriedades, traços e leis específicas.
Natureza e fontes de luz
A radiação eletromagnética é criada no processo de interação de partículas carregadas. A condição ideal para isso será o calor, que possui um espectro contínuo. A radiação máxima depende da temperatura da fonte. Um grande exemplo de um processo é o sol. Sua radiação é próxima à de um corpo completamente negro. A natureza da luz no Sol é determinada pela temperatura de aquecimento de até 6.000 K. Ao mesmo tempo, cerca de 40% da radiação é visível. O espectro de potência máxima está localizado próximo a 550 nm.
Fontes de luz também podem ser:
- Cascos eletrônicos de moléculas e átomos durante a transição de um nível para outro. Tais processos permitem obter um espectro linear. Exemplos são LEDs e lâmpadas de descarga de gás.
- Radiação Cherenkov, que é formada quando partículas carregadas se movem na velocidade de fase da luz.
- Processos de desaceleração de fótons. Como resultado, a radiação síncrona ou ciclotron é produzida.
A natureza da luz também pode ser associada à luminescência. Isso se aplica tanto a fontes artificiais quanto orgânicas. Exemplo: quimioluminescência, cintilação, fosforescência, etc.
Por sua vez, as fontes de luz são divididas em grupos de acordo com os indicadores de temperatura: A, B, C, D65. O espectro mais complexo é observado em um corpo completamente preto.
Características da Luz
O olho humano percebe subjetivamente a radiação eletromagnética como uma cor. Assim, a luz pode emitir tons brancos, amarelos, vermelhos e verdes. É sósensação visual, que está associada à frequência de radiação, seja ela de composição espectral ou monocromática. Provou-se que os fótons se propagam mesmo no vácuo. Na ausência de matéria, a velocidade do fluxo é de 300.000 km/s. Esta descoberta foi feita no início da década de 1970.
No limite da mídia, um fluxo de luz experimenta reflexão ou refração. Durante a propagação, dissipa-se através da matéria. Pode-se dizer que os índices ópticos do meio são caracterizados por um valor de refração igual à razão das velocidades no vácuo e absorção. Em substâncias isotrópicas, a propagação do fluxo não depende da direção. Aqui, o índice de refração é representado por uma quantidade escalar determinada por coordenadas e tempo. Em um meio anisotrópico, os fótons aparecem como um tensor.
Além disso, a luz pode ser polarizada e não. No primeiro caso, a grandeza principal da definição será o vetor de onda. Se o fluxo não é polarizado, ele consiste em um conjunto de partículas direcionadas em direções aleatórias.
A característica mais importante da luz é a sua intensidade. É determinado por grandezas fotométricas como potência e energia.
Propriedades básicas da luz
Os fótons podem não apenas interagir uns com os outros, mas também ter uma direção. Como resultado do contato com um meio estranho, o fluxo sofre reflexão e refração. Estas são as duas propriedades fundamentais da luz. Com a reflexão, tudo fica mais ou menos claro: depende da densidade da matéria e do ângulo de incidência dos raios. No entanto, com a refração, a situação está longemais difícil.
Para começar, podemos considerar um exemplo simples: se você colocar um canudo na água, ele parecerá curvado e encurtado do lado. Esta é a refração da luz, que ocorre na fronteira do meio líquido e do ar. Este processo é determinado pela direção de distribuição dos raios durante a passagem pela fronteira da matéria.
Quando um fluxo de luz toca a fronteira entre os meios, seu comprimento de onda muda significativamente. No entanto, a frequência de propagação permanece a mesma. Se o feixe não for ortogonal ao limite, tanto o comprimento de onda quanto sua direção mudarão.
A refração artificial da luz é frequentemente usada para fins de pesquisa (microscópios, lentes, lupas). Os pontos também pertencem a essas fontes de mudanças nas características das ondas.
Classificação da luz
Atualmente, é feita uma distinção entre luz artificial e natural. Cada uma dessas espécies é definida por uma fonte de radiação característica.
Luz natural é um conjunto de partículas carregadas com uma direção caótica e que muda rapidamente. Tal campo eletromagnético é causado por uma flutuação variável de intensidades. As fontes naturais incluem corpos quentes, o sol, gases polarizados.
A luz artificial é dos seguintes tipos:
- Local. É usado no local de trabalho, na área da cozinha, paredes, etc. Essa iluminação desempenha um papel importante no design de interiores.
- Geral. Esta é a iluminação uniforme de toda a área. As fontes são lustres, luminárias de chão.
- Combinado. Uma mistura do primeiro e segundo tipos para alcançar a iluminação ideal da sala.
- Emergência. É extremamente útil durante quedas de energia. A energia geralmente é fornecida por baterias.
Sunshine
Hoje é a principal fonte de energia da Terra. Não seria exagero dizer que a luz do sol afeta todos os assuntos importantes. Esta é uma constante de quantidade que define a energia.
As camadas superiores da atmosfera terrestre contêm cerca de 50% de radiação infravermelha e 10% de radiação ultravioleta. Portanto, a quantidade de luz visível é de apenas 40%.
A energia solar é utilizada em processos sintéticos e naturais. Isso é fotossíntese, transformação de formas químicas, aquecimento e muito mais. Graças ao sol, a humanidade pode usar eletricidade. Por sua vez, os fluxos de luz podem ser diretos e difusos se passarem pelas nuvens.
Três leis principais
Desde os tempos antigos, os cientistas estudam a óptica geométrica. Hoje, as seguintes leis da luz são fundamentais:
- A lei da distribuição. Ele afirma que em um meio óptico homogêneo, a luz será distribuída em linha reta.
- A lei da refração. Um raio de luz incidente na fronteira de dois meios e sua projeção a partir do ponto de interseção estão no mesmo plano. Isto também se aplica à perpendicular baixada ao ponto de contato. Neste caso, a razão dos senos dos ângulos de incidência e refração será o valorconstante.
- A lei da reflexão. Um raio de luz que desce sobre o limite da mídia e sua projeção estão no mesmo plano. Neste caso, os ângulos de reflexão e incidência são iguais.
Percepção da luz
O mundo circundante é visível para uma pessoa devido à capacidade de seus olhos interagirem com a radiação eletromagnética. A luz é percebida pelos receptores da retina, que podem detectar e responder à faixa espectral de partículas carregadas.
Uma pessoa tem 2 tipos de células sensíveis no olho: cones e bastonetes. Os primeiros determinam o mecanismo de visão durante o dia com alto nível de iluminação. Os bastonetes são mais sensíveis à radiação. Eles permitem que uma pessoa veja à noite.
Os tons visuais da luz são determinados pelo comprimento de onda e sua direcionalidade.
