ФІЗИКА. Вчимося розв'язувати задачі. "ОПТИКА". Компенсаційний курс
СВІТЛО (Вступ)
|
Оптика – це наука про світло – електромагнітне випромінювання, котре створює зорове відчуття в оці людини та інших живих істот. Світло має двоїсту природу й залежно від умов виявляє себе або як хвиля, або як потік елементарних частинок – фотонів (світлових квантів). Деякі хвильові прояви світла розглянуто в розділах: кожний з яких включає: 2. Приклади розв’язування задач 3. Задачі для самостійної роботи Як говорилося раніше (Частина [4]), у природі, крім механічних, спостерігаються електромагнітні хвилі (ЕМХ), тобто, розповсюдження взаємозалежних коливань електричного та магнітного полів. На відміну від механічних, електромагнітні хвилі можуть існувати у вакуумі й поширюються в ньому зі швидкістю
яка ні від чого не залежить і є однією з фундаментальних фізичних констант. У речовині швидкість ЕМХ зменшується й визначається її електричними та магнітними властивостями. При цьому прозорими для світла є тільки деякі немагнітні діелектрики, тож швидкість світла практично залежить тільки від їхньої діелектричної проникності ε (див [3], п. 1.1), як
де величина
називається абсолютним показником заломлення, або оптичною густиною речовини. Електромагнітні хвилі створюють зорове відчуття в вузькому спектральному інтервалі, який для людини усереднено складає: \(\nu=(0,75\div{0,4})\cdot{10^{15}}\) Гц у частотах і \(\lambda=(0,4\div{0,75})\cdot{10^{-6}}\) м. у довжинах хвилі у вакуумі (або повітрі). Випромінювання в прилеглих діапазонах має близькі властивості й досліджується тими самими методами, тому теж називається світлом: ультрафіолетовим (при \(\nu\gt{0,75\cdot{10^{15}}}\) Гц; \(\lambda_{0}\lt{10^{-6}}\) м) та інфрачервоним (при \(\nu\lt{0,4}\cdot{10^{15}}\) Гц; \(\lambda_{0}\gt{0,75}\cdot{10^{15}}\) м). Відповідно, ультрафіолетове, видиме та інфрачервоне випромінювання сукупно утворюють оптичний діапазон електромагнітного спектра. (Принагідно зауважимо, що в текстах довжину світлової хвилі зазвичай виражають у мікрометрах (1 мкм = 10–6 м), або нанометрах (1 нм = 10–9 м)). Подібно до звуку, що суб'єктивно сприймається через гучність і висоту тону, світло при потраплянні в око характеризується яскравістю, мірою якої є інтенсивність ([4], ф-ла (3.8)), і кольором, який визначається частотою світлової хвилі й при її збільшенні неперервно змінюється від червоного до фіолетового. Тож усю гаму кольорів умовно поділяють на сім діапазонів – "кольорів веселки": червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій і фіолетовий. При цьому, хоча людина не може відрізнити колір променів світла із дуже близькими частотами, вона розрізняє багато відтінків основних кольорів.
|