Definicja pojęcia:

światło

Światło - w potocznym rozumieniu promieniowanie widzialne, dostrzegalne przez oko ludzkie. W szerszym natomiast światło to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, a dokładnie promieniowanie optyczne.
  1. Światło widzialne
  2. Podczerwień
  3. Ultrafiolet
  4. Absorpcja światła

Potoczne rozumienia światła zakłada, że jest to promieniowanie elektromagnetyczne odbierane przez oko ludzkie. Nazywamy je inaczej promieniowaniem widzialnym. Jest to dość nieprecyzyjna definicja pojęcia światło i zawężona jedynie do zjawiska światła widzialnego.

Tymczasem w ujęciu naukowym odnosi się ono również do pojęcia podczerwieni oraz ultrafioletu – światło obejmuje więc większy zakres fal, niż fale dostrzegane przez ludzkie oko. Dodatkowo warto wziąć pod uwagę, że to, co dla nas jest światłem widzialnym nie zawsze pokrywa się z zakresem, który odbierają inne gatunki.

Nauka zajmująca się badaniem światła to optyka, a promieniowanie, o którym mowa nazywamy poprawnie promieniowaniem optycznym. Promieniowanie optyczne obejmuje zakres  fal elektromagnetycznych o długościach od 100 nm do 1 mm. Dzieli się na trzy zakresy o różnych długościach fali: jest to podczerwień, ultrafiolet i światło widzialne. Pomimo, że ludzki wzrok odbiera jedynie to ostatnie, wszystkie wymienione zakresy można obserwować i analizować za pomocą podobnej aparatury.
Światło Słońca o poranku. By Karol87g (Own work) [CC BY-SA 3.0 pl], via Wikimedia Commons
Ponieważ światło to fala elektromagnetyczna, porusza się ono jako zaburzania pól elektrycznego i magnetycznego. Pola te rozchodzą się prostopadle do siebie i mają zmienne natężenie. Fale elektromagnetyczne klasyfikujemy wedle ich częstotliwości lub ze względu na ich długość. Długość fali jest to wartość rozumiana jako odległość dzieląca dwa sąsiadujące ze sobą punkty, w których pole elektryczne i magnetyczne jest dokładnie takie samo. Pomiędzy obiema tymi wielkościami istnieje stała zależność – im większa częstotliwość fali, tym mniejsza jest jej długość. Pamiętajmy, że promieniowanie optyczne to tylko jeden z typów promieniowania elektromagnetycznego. Fale o różnych długościach mają inne cechy charakterystyczne i odmienne zastosowania (mowa tu np. o mikrofalach, falach radiowych czy promieniowaniu gamma). Niemniej światło posiada cechy wspólne wszystkim falom elektromagnetycznym, np. ma zarówno właściwości korpuskularne, jak i falowe (teoria dualizmu korpuskularno-falowego).

Falowe właściwości światła dają się poznać poprzez takie zjawiska jak:
  • odbicie: zmiana kierunku rozchodzenia się fali na granicy dwóch ośrodków (fala pozostaje w ośrodku w którym się rozchodzi);
  • dyfrakcja: zmiana kierunku rozchodzenia się fali, polegająca na ugięciu się światła na krawędzi przeszkody;
  • interferencja: wzmacnianie i wygaszanie fali w wyniku nałożenie się na siebie dwóch lub większej liczby fal.

Korpuskularnej (cząsteczkowej) natury światła dowodzą z kolei zjawiska jonizacji (energia jonizacji) i luminescencji (emitowanie fal świetlnych przez niektóre ciała bez promieniowania cieplnego) czy zjawiska fotoelektryczne, które tworzą się poprzez absorbcję światła.

Światło największą prędkość osiąga w próżni i wynosi ona c = 299 792 458 m/s. W innych ośrodkach jest mniejsza, gdyż występuje współczynnik załamania ośrodka.
Pole elektryczne i magnetyczne w płaskiej fali elektromagnetycznej o długości λ.. By User:LennyWikidata (Own work) [CC BY-SA 3.0 or GFDL], via Wikimedia Commons

Światło widzialne

Światło widzialne, nazywane potocznie po prostu światłem, obejmuje zakres fal od 380 (odpowiada fioletowi) do 760 nm (odpowiada czerwieni). Umożliwia nam odczytywanie barw czy też wywołuje wrażanie barwne. Każdej dostrzegalnej przez nas barwie odpowiada pewna długość fali. Najdłuższym falom odpowiada kolor czerwony, najkrótszym kolor fioletowy. Najjaśniejszą z barw jest światło białe, czyli mieszanina barw prostych (długości fal elektromagnetycznych z zakresu światła widzialnego), którą ludzkie oko odbiera jako najjaśniejszy odcień szarości.

Najsilniejsze źródła światła widzialnego, docierającego na Ziemię, to Słońce oraz inne gwiazdy Układu Słonecznego. Gwiazdy należą do termicznych źródeł światła, do których zaliczymy też ogień (płomień), lampę łukową, żarówkę, lampę halogenową. Źródła światła możemy podzielić ze względu na sposób generacji oraz charakterystykę spektralną. Według tego podziału Słońce jest źródłem jądrowym, a lampa włóknowa czy gazowa termicznym. Inne źródła światła to także fluorescencja i elektroluminescencja, a także światło LED. Ze względu na charakterystyki spektralne światło dzielimy na białe, RGB, quasimonochromatyczne, monochromatyczne itd.

Podczerwień

Promieniowanie podczerwone jest promieniowaniem niewidzialnym, wykorzystywanym głównie w medycynie do przeprowadzania badań diagnostycznych, a także w urządzeniach noktowizyjnych. Mieści się w zakresie 780 nm a 1 mm, pomiędzy światłem widzialnym a falami radiowymi.
Zdjęcie lwa wykonany w średniej podczerwieni. See page for author [GFDL, CC-BY-SA-3.0 or CC BY-SA 2.5-2.0-1.0], via Wikimedia Commons

Ultrafiolet

Światło o krótszych długościach fali niż światło widzialne, ale dłuższych niż promieniowanie rentgenowskie. Zawiera się w zakresie od 10 do 400 nm. Zwane inaczej ultrafioletem (UV), emitowane przez Słońce. Znajduje zastosowanie w produkcji lamp. Ultrafiolet powoduje zjawisko fluorescencji ciał.

Absorpcja światła

Zjawisko absorbcji światła odnosi się do zachowania światła w ośrodku materialnym (nie w próżni). Następuje, gdy część energii świetlnej niesionej przez falę elektromagnetyczną zostaje wchłonięta przez ciało, które napotyka. Fala traci wtedy część energii, która zostaje zamieniona na energię wewnętrzną ciała.
Fluorescencja minerałów pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. By (Hgrobe 06:16, 26 April 2006 (UTC)) - credit: Hannes Grobe/AWI (Own work) [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons

Bibliografia

  1. Eldra Pearl Solomon, Linda R. Berg, Diana W. Martin, Claude A. Villee; “Biologia”; Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa 1996;
  2. Grażyna Łabno; “Ekologia. Słownik encyklopedyczny”; Wydawnictwo Europa, Warszawa 2006;
  3. Eugene Hecht; “Optyka ”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2013;
  4. David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker; “Podstawy fizyki T. 2”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2015;
  5. Igor W. Sawieliew; “Wykłady z fizyki, tom 2. Elektryczność i magnetyzm, fale, optyka, ”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2013;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.8
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź
Pasaż zakupowy