Физика свет: Свет. Источники света — урок. Физика, 9 класс. |

Содержание

Свет | Физика

Свет играет в жизни людей очень важную роль. С одной стороны, благодаря восприятию его глазом в процессе зрения мы можем познавать окружающий мир (причем в большей степени, чем это позволяют все остальные наши чувства, вместе взятые). С другой стороны, именно свет, приходящий на Землю от Солнца, создает условия, необходимые для существования жизни на нашей планете.

Что же такое свет? На выяснение природы света потребовалось не одно тысячелетие. За это время много разных гипотез сменили друг друга. И лишь во второй половине XIX в. благодаря работам Дж. Максвелла и Г. Герца было установлено, что свет имеет электромагнитную природу.

Свет — это электромагнитные волны, способные вызывать у человека зрительные ощущения.

Самым главным источником света для человека является Солнце. Источником энергии, излучаемой Солнцем, являются ядерные реакции, при которых водород в недрах Солнца превращается в гелий.

Солнце излучает электромагнитные волны всевозможных частот. Большая часть этих волн никаких зрительных ощущений у человека не вызывает и потому относится к невидимым излучениям. Это радиоволны, частота колебаний электромагнитного поля в которых не превышает 0,3 ТГц, инфракрасное излучение (с частотой от 0,3 до 400 ТГц), ультрафиолетовое излучение (с частотой от 800 до 30000 ТГц), а также рентгеновское и гамма-излучения, имеющие еще большую частоту. (Напомним, что 1 ТГц (терагерц) = 1012 Гц.)

Зрительные ощущения у человека способны вызывать лишь те электромагнитные волны, которые имеют частоту от 400 до 800 ТГц; именно их и называют светом или видимым излучением. При этом излучения разных частот вызывают у человека ощущения разного цвета — от красного (при частоте 400—480 ТГц) до фиолетового (при частоте 670—800 ТГц). В отличие от человека некоторые насекомые различают и ультрафиолетовое излучение, а ящерицы — инфракрасное. Поэтому мир красок, воспринимаемых этими животными, существенно отличается от нашего.

Солнце не единственный источник, света. Помимо Солнца, существует множество других тел, излучающих электромагнитные волны видимого диапазона. Среди них есть как естественные источники света (звезды, полярные сияния, молнии, светящиеся насекомые и др.), так и искусственные источники света (лампы, свечи, экраны включенных телевизоров и др.).

Источники света мы видим потому, что создаваемое ими излучение попадает нам в глаза. Но мы можем видеть и тела, не являющиеся источниками света (книги, деревья, дома и др.). Однако такие тела мы видим лишь тогда, когда они освещены. Достигнув предмета, свет отражается от его поверхности и рассеивается по всевозможным направлениям. Этот рассеянный свет и позволяет видеть предметы, не являющиеся источниками собственного света.

По этой причине, например, мы видим Луну. То, что Луна светит не своим, а отраженным солнечным светом, впервые понял древнегреческий ученый Демокрит (V в. до н. э.).

Вид Луны на небе постоянно изменяется (происходит, как принято говорить, смена фаз Луны): иногда мы видим ее в виде узкого серпа, иногда в виде полного яркого диска. Происходит это из-за непрерывного изменения расположения Луны относительно Земли и Солнца (рис. 71). Наблюдение за изменением лунных фаз позволило другому древнегреческому ученому — Пифагору сделать еще одно важное открытие: Луна представляет собой не плоский диск, как считалось раньше, а шарообразное тело. Ведь в большинстве случаев граница, отделяющая светлую часть ее поверхности от темной, представляет собой не прямую, а кривую линию.

Раздел физики, в котором изучаются явления, связанные со светом (световые явления), называется оптикой. Оптика — одна из самых древних наук. Изучая оптику, вы узнаете, как и с какой скоростью распространяется свет, почему возникают солнечные и лунные затмения, как получают изображения с помощью линз и зеркал, как устроен глаз человека и почему с помощью очков удается исправить дефекты зрения.

??? 1. Что такое свет? 2. Перечислите виды электромагнитных излучений, не воспринимаемых глазом. Чем они отличаются от видимого излучения? 3. У Козьмы Пруткова есть афоризм: «Если у тебя спрошено будет: что полезнее, Солнце или месяц? — ответствуй: месяц. Ибо Солнце светит днем, когда и без того светло, а месяц — ночью». Прав ли Козьма Прутков? Почему? 4. Почему в разные дни месяца Луна на небе видна по-разному: иногда в виде узкого серпа, а иногда в виде яркого диска? 5. Как называется раздел физики, изучающий световые явления?

Физика света в природе – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Участник: Колесова Юлия Александровна

Руководитель: Валуйская Ольга Александровна

Тема: «Физика света в природе»

Физика – это не просто наука. Физика – это жизнь! Каждую секунду, каждую минуту, каждый час вокруг нас происходят множество физических явлений. Мы видим их каждый день, но очень часто даже не задумываемся, как и почему это происходит.

В физике изучают различные группы явлений, например: механические и звуковые, тепловые, электромагнитные и световые.

Но, на мой взгляд, нет более удивительных, красивых и зрелищных явлений в физике, чем явления световые! Днем и ночью, утром и вечером, на улице и дома, в городе и в деревне – везде нашим постоянным спутником является свет. Благодаря свету мы видим окружающие нас предметы. Без него немыслима и невозможна наша жизнь.

Что же такое свет?

Свет – это видимое излучение.

Любой объект излучающий свет называется источником света.

Все источники света делят на природные (Солнце, звезды, растения, грибы, животные) и искусственные источники света (лампы накаливания, гирлянды).

Но есть и другая классификация. Источники света делят на тепловые (свеча, костер, Солнце) и холодного света (люминесцентные лампы, экраны мониторов и телефонов).

Физика света в природе и изобразительном искусстве

Многие поэты и художники получают вдохновение от созерцания природы и наблюдения физических явлений.

На картине Айвазовского «Закат над Ялтой» (риc.1) нашло отражение множество световых явлений.

На первый взгляд на этой картине мы видим прекрасный закат. Лучи заходящего солнца теплым светом освещают окружающий мир: горы, парусное судно, спокойную гладь воды.

Под действием света легкая рябь на поверхности воды образует искрящуюся расплавленным золотом дорожку, которая протянулась до самого берега. Кажется, будто ты попал в волшебную сказку!

Рис. 1

Рассмотрим более подробно, световые явления, наблюдаемые на картине.

1. Явление излучение света

Излучение – это вид теплопередачи, в котором энергия переноситься электромагнитными волнами.

Механизм излучения света солнцем:

Передача энергии излучения отличается от других видов теплопередачи, и может осуществляться не только в газах, жидкостях, твердых телах, но в полном вакууме.

2. Явление тени и полутени

Тень – область пространства, в которую не попадает свет от источника.

Полутень – область пространства, в которую попадает свет от части источника света.

Явление тени и полутени объясняется законом прямолинейного распространения света:

Свет в однородной, прозрачной среде распространяется прямолинейно и равномерно.

Границы применимости закона: не выполняется вблизи черных дыр и при взаимодействии с препятствиями малых размеров.

3. Явление отражения света

Вспомним, какими законами объясняется явление отражения.

Пусть на отражающую поверхность падает луч, угол падения которого – α.

Чтобы построить дальнейший ход луча, построим перпендикуляр в точку падения луча, а затем отраженный луч.

Рис. 2

Рис. 3

Законы отражения

1) α = γ

2) Лучи падающий (AO) и отраженный (BO) лежат в одной плоскости с перпендикуляром (OO1), проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча;

3) Ход лучей взаимообратен.

Теперь рассмотрим, как отражаются лучи света от различных поверхностей.

Виды отражения

Зеркальное отражение

Рассеянное отражение

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Параллельность хода лучей сохраняется

Параллельность хода лучей не сохраняется

Свет, падающий на поверхность, отражается и частично рассеивается. Коэффициент отражения для зеркальных поверхностей значительно больше, чем для поверхностей матовых. Поэтому зеркальные поверхности дают блики. Если же лучи при рассеивании многократно отражаются от одной и той же поверхности, то они дают более яркий и насыщенный цвет.

Заключение

Как видим, в окружающем нас мире (природе, быту, технике) наблюдается не одно какое-либо явление, а сразу несколько.

Причем, рассматриваемые явления могут быть связаны одной наукой, например физикой, или сразу несколькими: физика, химия, биология.

На примере картины «Закат над Ялтой» Айвазовского, мы рассмотрели три физических взаимосвязанных явления из раздела световые явления: излучение света, явление тени и полутени, отражение света.

Айвазовский это один из художников, который изображает в своих произведениях неповторимую красоту и совершенство природы.

Физика – одна из наук, которая изучает явления природы, и помогает нам их объяснять.

Свет | Определение, свойства, физика, характеристики, типы и факты

видимый спектр света

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:: Исаак Ньютон
Альберт Эйнштейн
Джеймс Клерк Максвелл
Птолемей
Роджер Бэкон

Похожие темы:: цвет
Солнечный лучик
фотон
интенсивность света
скорость света

Просмотреть весь связанный контент →

Прочтите краткий обзор этой темы

свет , электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. Электромагнитное излучение возникает в чрезвычайно широком диапазоне длин волн, от гамма-лучей с длиной волны менее примерно 1 × 10 ⁻¹¹ метров до радиоволн, измеряемых в метрах. В этом широком спектре длины волн, видимые человеку, занимают очень узкую полосу, от примерно 700 нанометров (нм; миллиардных долей метра) для красного света до примерно 400 нм для фиолетового света. Области спектра, примыкающие к видимому диапазону, часто также называют световыми, инфракрасными с одной стороны и ультрафиолетовыми с другой. Скорость света в вакууме — фундаментальная физическая константа, принятое в настоящее время значение которой равно ровно 299 792 458 метров в секунду, или около 186 282 миль в секунду.

Нет однозначного ответа на вопрос «Что такое свет?» удовлетворяет множеству контекстов, в которых свет воспринимается, исследуется и используется. Физик интересуется физическими свойствами света, художник — эстетической оценкой визуального мира. Благодаря зрению свет является основным инструментом восприятия мира и общения в нем. Солнечный свет согревает Землю, определяет глобальные погодные условия и запускает поддерживающий жизнь процесс фотосинтеза. В самом большом масштабе взаимодействие света с материей помогло сформировать структуру Вселенной. Действительно, свет дает окно во Вселенную, от космологических до атомных масштабов. Почти вся информация об остальной Вселенной достигает Земли в виде электромагнитного излучения. Интерпретируя это излучение, астрономы могут заглянуть в самые ранние эпохи Вселенной, измерить общее расширение Вселенной и определить химический состав звезд и межзвездной среды. Точно так же, как изобретение телескопа резко расширило возможности исследования Вселенной, так и изобретение микроскопа открыло сложный мир клетки. Анализ частот света, испускаемого и поглощаемого атомами, явился основным толчком к развитию квантовой механики. Атомная и молекулярная спектроскопия продолжает оставаться основным инструментом для исследования структуры вещества, обеспечивая сверхчувствительные тесты атомных и молекулярных моделей и внося свой вклад в изучение фундаментальных фотохимических реакций.

Свет передает пространственную и временную информацию. Это свойство лежит в основе областей оптики и оптических коммуникаций, а также множества связанных с ними технологий, как зрелых, так и развивающихся. Технологические приложения, основанные на манипулировании светом, включают лазеры, голографию и волоконно-оптические телекоммуникационные системы.

В большинстве повседневных обстоятельств свойства света можно вывести из теории классического электромагнетизма, в которой свет описывается как связанные электрические и магнитные поля, распространяющиеся в пространстве в виде бегущей волны. Однако эта волновая теория, разработанная в середине 19 в.го века недостаточно для объяснения свойств света при очень низкой интенсивности. На этом уровне квантовая теория необходима для объяснения характеристик света и взаимодействия света с атомами и молекулами. В своей простейшей форме квантовая теория описывает свет как состоящий из дискретных пакетов энергии, называемых фотонами. Однако ни классическая волновая модель, ни классическая модель частиц не описывают свет правильно; свет имеет двойственную природу, которая раскрывается только в квантовой механике. Этот удивительный корпускулярно-волновой дуализм характерен для всех первичных составляющих природы (например, электроны имеют как корпускулярный, так и волновой аспекты). С середины 20-го века физики считали законченной более полную теорию света, известную как квантовая электродинамика (КЭД). КЭД объединяет идеи классического электромагнетизма, квантовой механики и специальной теории относительности.

Эта статья посвящена физическим характеристикам света и теоретическим моделям, описывающим природу света. Его основные темы включают введение в основы геометрической оптики, классические электромагнитные волны и эффекты интерференции, связанные с этими волнами, а также основные идеи квантовой теории света. Более подробные и технические презентации этих тем можно найти в статьях «Оптика, электромагнитное излучение, квантовая механика и квантовая электродинамика». См. также относительность для получения подробной информации о том, как рассмотрение скорости света, измеренной в различных системах отсчета, сыграло решающую роль в развитии специальной теории относительности Альберта Эйнштейна в 1905 году. world

Хотя есть явные свидетельства того, что ряд ранних цивилизаций использовали простые оптические инструменты, такие как плоские и криволинейные зеркала и выпуклые линзы, древнегреческим философам обычно приписывают первые формальные рассуждения о природе света. Концептуальное препятствие, заключающееся в том, чтобы отличить человеческое восприятие визуальных эффектов от физической природы света, препятствовало развитию теорий света. В этих ранних исследованиях преобладало созерцание механизма зрения. Пифагор ( с. 500 г. до н.э.) предположил, что зрение вызывается визуальными лучами, исходящими из глаза и поражающими объекты, тогда как Эмпедокл ( г. ок. 450 г. до н.э.), по-видимому, разработал модель зрения, в которой свет излучался как объектами, так и глазом. Эпикур ( г. ок. г. 300 г. до н.э.) считал, что свет излучается другими источниками, помимо глаза, и что зрение возникает, когда свет отражается от объектов и попадает в глаз. Евклид ( г. ок. г. 300 г. до н.э.) в своей книге «Оптика » представил закон отражения и обсудил распространение световых лучей по прямым линиям. Птолемей ( с. 100 н.э.) предпринял одно из первых количественных исследований преломления света при переходе из одной прозрачной среды в другую, сведя в таблицу пары углов падения и пропускания для комбинаций нескольких сред.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

С упадком греко-римского царства научный прогресс переместился в исламский мир. В частности, аль-Махмун, седьмой аббасидский халиф Багдада, основал Дом Мудрости (Байт аль-Хикма) в 830 г. н.э. для перевода, изучения и улучшения эллинистических научных и философских трудов. Среди первых ученых были аль-Хорезми и аль-Кинди. Известный как «философ арабов», аль-Кинди расширил концепцию прямолинейно распространяющихся световых лучей и обсудил механизм зрения. К 1000 году от пифагорейской модели света отказались, и появилась лучевая модель, содержащая основные концептуальные элементы того, что сейчас известно как геометрическая оптика. В частности, Ибн аль-Хайтам (латинизированный как Альхазен) в Китаб аль-маназир ( ок. 1038; «Оптика») правильно приписывал зрение пассивному восприятию световых лучей, отраженных от предметов, а не активному излучению световых лучей глазами. Он также изучал математические свойства отражения света от сферических и параболических зеркал и нарисовал подробные изображения оптических компонентов человеческого глаза. Работа Ибн аль-Хайтама была переведена на латынь в 13 веке и оказала побудительное влияние на францисканского монаха и естествоиспытателя Роджера Бэкона. Бэкон изучал распространение света через простые линзы и считается одним из первых, кто описал использование линз для коррекции зрения.

Свет | Определение, свойства, физика, характеристики, типы и факты

видимый спектр света

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:: Исаак Ньютон
Альберт Эйнштейн
Джеймс Клерк Максвелл
Птолемей
Роджер Бэкон

Похожие темы:: цвет
Солнечный лучик
фотон
интенсивность света
скорость света

Просмотреть весь связанный контент →

Прочтите краткий обзор этой темы

В большинстве повседневных обстоятельств свойства света можно вывести из теории классического электромагнетизма, в которой свет описывается как связанные электрические и магнитные поля, распространяющиеся в пространстве в виде бегущей волны. Однако эта волновая теория, разработанная в середине 19 в. го века недостаточно для объяснения свойств света при очень низкой интенсивности. На этом уровне квантовая теория необходима для объяснения характеристик света и взаимодействия света с атомами и молекулами. В своей простейшей форме квантовая теория описывает свет как состоящий из дискретных пакетов энергии, называемых фотонами. Однако ни классическая волновая модель, ни классическая модель частиц не описывают свет правильно; свет имеет двойственную природу, которая раскрывается только в квантовой механике. Этот удивительный корпускулярно-волновой дуализм характерен для всех первичных составляющих природы (например, электроны имеют как корпускулярный, так и волновой аспекты). С середины 20-го века физики считали законченной более полную теорию света, известную как квантовая электродинамика (КЭД). КЭД объединяет идеи классического электромагнетизма, квантовой механики и специальной теории относительности.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас