Свет — в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. В качестве коротковолновой границы спектрального диапазона, занимаемого светом, принят участок с длинами волн в вакууме 380—400 нм (750—790 ТГц), а в качестве длинноволновой границы — участок 760—780 нм (385—395 ТГц)[1]
Давление света
Основная статья: Световое давление
Свет оказывает физическое давление на объекты на своём пути — явление, которое не может быть выведено из уравнений Максвелла, но может быть легко объяснено в корпускулярной теории, когда фотоны соударяются с преградой и передают свой импульс. Давление света равно мощности светового пучка, поделённой на с, скорость света. Из-за величины с, эффект светового давления является незначительным для повседневных объектов. Например, одномилливатная лазерная указка создаёт давление около 3,3 пН. Объект, освещённый таким образом, можно было бы поднять, правда для монеты в 1 пенни на это потребуется около 30 млрд 1-мВт лазерных указок.[11] Тем не менее, в нанометровом масштабе эффект светового давления является более значимым, и использование светового давления для управления механизмами и переключения нанометровых коммутаторов в интегральных схемах является активной областью исследований.[12]
При больших масштабах световое давление может заставить астероиды вращаться быстрее[13], действуя на их неправильные формы, как на лопасти ветряной мельницы. Возможность сделать солнечные паруса, которые бы ускорили движение космических кораблей в пространстве, также исследуется.[14][15]
В V веке до н. э., Эмпедокл предположил, что всё в мире состоит из четырёх элементов: огня, воздуха, земли и воды. Он считал, что из этих четырёх элементов, богиня Афродита создала человеческий глаз, и зажгла в нём огонь, свечение которого и делало зрение возможным. Для объяснения факта, что тёмной ночью человек видит не так хорошо, как днём, Эмпедокл постулировал взаимодействие между лучами, идущими из глаз и лучами от светящихся источников, таких, как солнце.
С развитием квантовой механики утвердилась идея Луи де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме, по которой свет должен обладать одновременно волновыми свойствами, чем объясняется его к дифракции и интерференции, и корпускулярными свойствами, чем объясняется его поглощение и излучение.
С развитием квантовой механики стало развиваться и понимание того, что вещество (частицы) также имеют волновую природу и во многом подобны свету.
В современной фундаментальной физике (см. например #Квантовая электродинамика) свет и "материальные частицы" рассматриваются по сути равноправно - как квантовые поля (хотя и разных типов, имеющих некоторые существенные различия). Корпускулярный (в основном представленный техникой интегралов по траекториям) и волновой подход в современном виде являются скорее разными техническими подходами или представлениями в рамках одной картины.
Электромагнитная теория
Свет в специальной теории относительности
Квантовая теория
Корпускулярно-волновой дуализм
Основная статья: Корпускулярно-волновой дуализм
Квантовая электродинамика
Основная статья: Квантовая электродинамика
Восприятие света глазом
Основная статья: Зрение человека
Нормированные спектральные зависимости чувствительности колбочек трёх типов. Пунктиром показана светочувствительность палочек
Видеть окружающий мир мы можем только потому, что существует свет и человек его воспринимать. В свою очередь, восприятие человеком электромагнитного излучения видимого диапазона спектра происходит благодаря тому, что в сетчатке глаза человека располагаются рецепторы реагировать на это излучение.
Сетчатка человеческого глаза имеет два типа светочувствительных клеток: палочки и колбочки. Палочки обладают высокой чувствительностью к свету и функционируют в условиях низкой освещённости, отвечая тем самым за ночное зрение. Однако, спектральная зависимость чувствительности у всех палочек одинакова, поэтому палочки не могут обеспечить различать цвета. Соответственно, изображение, получаемое с их бывает только чёрно-белым.
Таблица соответствия частот электромагнитного излучения и цветов
Цвет Диапазон длин волн, нм Диапазон частот, ТГц Диапазон энергии фотонов, эВ
1.36.6 градусов цельсия 2. Е2/Е1 = Т2/Т1 Т1 = 25 + 273 = 298 К Т2 = 75+273 = 348 К. Тогда энергия возросла в: 348/298 = 1,17 раз ответ: увеличилась в 1,17 раз. 3. Температура в цельсиях равна: ответ: -253 градуса цельсия 4. T = t + 273 - формула перевода из шкалы Цельсия в шкалу Кельвина.T = -73 + 273 = 200 Kельвиновответ: 200 К. 5. Температура замерзания ртути -38,8 градусов Цельсия, этилового спирта −114,15 °C, температуры в Арктике до —55, —60 °C. 6. Температура по Цельсию равна температуре по Кельвину минус 273.15 313-273=40С 4-273=-269С 313-273=40С 250-273=-23С 7. при 36.6 не изменится, т.е. останется 37.2 (потому, что так сделаны все медицинские термометре и показания остаются, чтобы увидеть температуру тела, т.к. при перемещении в другую среду обычный термометр со временем будет показывать температуру, равную окружающей(ТЕРМОМЕТР ПОКАЗЫВАЕТ ТОЛЬКО СОБСТВЕННУЮ ТЕМПЕРАТУРУ), медицинские же устроены иначе), при 37.6 повысится до 37.6 8. Потому что обычно температура воздуха в комнате меньше чем температура человеческого тела. Начало отсчета температуры в медицинском термометре 35 градусов, а это значит что в емкости должно быть пустое пространство, которое заполняется ртутью при нагревании от комнатной температуры до температуры начала отсчета
Свет — в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. В качестве коротковолновой границы спектрального диапазона, занимаемого светом, принят участок с длинами волн в вакууме 380—400 нм (750—790 ТГц), а в качестве длинноволновой границы — участок 760—780 нм (385—395 ТГц)[1]
Давление света
Основная статья: Световое давление
Свет оказывает физическое давление на объекты на своём пути — явление, которое не может быть выведено из уравнений Максвелла, но может быть легко объяснено в корпускулярной теории, когда фотоны соударяются с преградой и передают свой импульс. Давление света равно мощности светового пучка, поделённой на с, скорость света. Из-за величины с, эффект светового давления является незначительным для повседневных объектов. Например, одномилливатная лазерная указка создаёт давление около 3,3 пН. Объект, освещённый таким образом, можно было бы поднять, правда для монеты в 1 пенни на это потребуется около 30 млрд 1-мВт лазерных указок.[11] Тем не менее, в нанометровом масштабе эффект светового давления является более значимым, и использование светового давления для управления механизмами и переключения нанометровых коммутаторов в интегральных схемах является активной областью исследований.[12]
При больших масштабах световое давление может заставить астероиды вращаться быстрее[13], действуя на их неправильные формы, как на лопасти ветряной мельницы. Возможность сделать солнечные паруса, которые бы ускорили движение космических кораблей в пространстве, также исследуется.[14][15]
В V веке до н. э., Эмпедокл предположил, что всё в мире состоит из четырёх элементов: огня, воздуха, земли и воды. Он считал, что из этих четырёх элементов, богиня Афродита создала человеческий глаз, и зажгла в нём огонь, свечение которого и делало зрение возможным. Для объяснения факта, что тёмной ночью человек видит не так хорошо, как днём, Эмпедокл постулировал взаимодействие между лучами, идущими из глаз и лучами от светящихся источников, таких, как солнце.
С развитием квантовой механики утвердилась идея Луи де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме, по которой свет должен обладать одновременно волновыми свойствами, чем объясняется его к дифракции и интерференции, и корпускулярными свойствами, чем объясняется его поглощение и излучение.
С развитием квантовой механики стало развиваться и понимание того, что вещество (частицы) также имеют волновую природу и во многом подобны свету.
В современной фундаментальной физике (см. например #Квантовая электродинамика) свет и "материальные частицы" рассматриваются по сути равноправно - как квантовые поля (хотя и разных типов, имеющих некоторые существенные различия). Корпускулярный (в основном представленный техникой интегралов по траекториям) и волновой подход в современном виде являются скорее разными техническими подходами или представлениями в рамках одной картины.
Электромагнитная теория
Свет в специальной теории относительности
Квантовая теория
Корпускулярно-волновой дуализм
Основная статья: Корпускулярно-волновой дуализм
Квантовая электродинамика
Основная статья: Квантовая электродинамика
Восприятие света глазом
Основная статья: Зрение человека
Нормированные спектральные зависимости чувствительности колбочек трёх типов. Пунктиром показана светочувствительность палочек
Видеть окружающий мир мы можем только потому, что существует свет и человек его воспринимать. В свою очередь, восприятие человеком электромагнитного излучения видимого диапазона спектра происходит благодаря тому, что в сетчатке глаза человека располагаются рецепторы реагировать на это излучение.
Сетчатка человеческого глаза имеет два типа светочувствительных клеток: палочки и колбочки. Палочки обладают высокой чувствительностью к свету и функционируют в условиях низкой освещённости, отвечая тем самым за ночное зрение. Однако, спектральная зависимость чувствительности у всех палочек одинакова, поэтому палочки не могут обеспечить различать цвета. Соответственно, изображение, получаемое с их бывает только чёрно-белым.
Таблица соответствия частот электромагнитного излучения и цветов
Цвет Диапазон длин волн, нм Диапазон частот, ТГц Диапазон энергии фотонов, эВ
Фиолетовый 380—440 790—680 3,26-2,82
Синий 440—485 680—620 2,82-2,56
Голубой 485—500 620—600 2,56-2,48
Зелёный 500—565 600—530 2,48-2,19
Желтый 565—590 530—510 2,19-2,10
Оранжевый 590—625 510—480 2,10-1,98
Красный 625—740 480—405 1,98-1,68
2. Е2/Е1 = Т2/Т1
Т1 = 25 + 273 = 298 К
Т2 = 75+273 = 348 К.
Тогда энергия возросла в: 348/298 = 1,17 раз
ответ: увеличилась в 1,17 раз.
3. Температура в цельсиях равна:
ответ: -253 градуса цельсия
4. T = t + 273 - формула перевода из шкалы Цельсия в шкалу Кельвина.T = -73 + 273 = 200 Kельвиновответ: 200 К.
5. Температура замерзания ртути -38,8 градусов Цельсия, этилового спирта −114,15 °C, температуры в Арктике до —55, —60 °C.
6. Температура по Цельсию равна температуре по Кельвину минус 273.15
313-273=40С
4-273=-269С
313-273=40С
250-273=-23С
7. при 36.6 не изменится, т.е. останется 37.2 (потому, что так сделаны все медицинские термометре и показания остаются, чтобы увидеть температуру тела, т.к. при перемещении в другую среду обычный термометр со временем будет показывать температуру, равную окружающей(ТЕРМОМЕТР ПОКАЗЫВАЕТ ТОЛЬКО СОБСТВЕННУЮ ТЕМПЕРАТУРУ), медицинские же устроены иначе), при 37.6 повысится до 37.6
8. Потому что обычно температура воздуха в комнате меньше чем температура человеческого тела. Начало отсчета температуры в медицинском термометре 35 градусов, а это значит что в емкости должно быть пустое пространство, которое заполняется ртутью при нагревании от комнатной температуры до температуры начала отсчета