Что такое сущность света в физике

Свет - это сущность, в присутствии которой мы можем видеть вещи. Это, конечно, форма энергии, встречающаяся во многих местах во Вселенной, и звезды являются ее основными источниками. Наше Солнце тоже звезда, но оно так близко к нам по сравнению с другими звездами, что мы видим его как желтый беловатый диск, висящий в небе и дающий нам такой яркий свет. Солнечный свет является очень важным источником энергии для нас, поскольку жизнь на Земле может выжить, только если нам постоянно доступен свет. Свет от других звезд, таких как Солнце, во Вселенной очень слаб к тому времени, когда он достигает Земли, и именно по этой причине мы не можем видеть их днем, когда солнечный свет заслоняет их, и мы можем видеть эти звезды только в ясном ночном небе.

Природа света
Как мы уже говорили, свет - это форма энергии, и наши глаза могут обнаружить его даже в мельчайшей форме, и именно по этой причине некоторые люди способны различать свое окружение даже при тусклом освещении. Наши глаза - это биологическое чудо, обладающее свойством распознавать свет, исходящий от любого источника или даже от вторичного источника, который не имеет собственного света, но может отражать некоторый падающий на него свет. Например, у Луны нет собственного света. На него падает солнечный свет, а затем мы видим отраженный свет. Очевидно, что интенсивность света после отражения будет в значительной степени уменьшена, и именно по этой причине мы находим лунный свет таким тонким и прохладным.

Ученые и исследователи провели много исследований и экспериментов, чтобы узнать природу света, и было обнаружено, что он имеет двойственную природу. Иногда он ведет себя как волна, известная как электромагнитная волна, в то время как в других случаях он ведет себя как пучок энергетических частиц, известных как фотоны. Есть некоторые эффекты света, которые можно объяснить их природой частиц, в то время как некоторые объясняются его волновой природой.

Скорость света
В отличие от звуковой энергии, свет не требует какой-либо среды для перемещения. Это энергия, которая может перемещаться через вакуум и пространство во Вселенной, которая в основном представляет собой вакуум, за исключением космического материала здесь и там. Он распространяется, имея собственное электрическое и магнитное поле, связанное с его волновой природой. Одна из самых важных особенностей света заключается в том, что он обладает очень большой скоростью, с которой он перемещается из одного места в другое. Скорость света - ошеломляющее число. В единицах МКС она равна 300000 км / сек. Это огромное число. Если мы сравним это со скоростью звука, которая составляет 0,332 км / с, мы увидим разницу. Из этой информации о скоростях этих двух сущностей, звука и света, мы можем узнать разницу в том, чтобы видеть грохочущий свет облака и слышать его звук на несколько секунд.

Давайте для примера скажем, что на расстоянии около 1 км от нашего места есть облака, и происходит гром. Свет от грома достигнет нас за очень короткое время, равное 1/300000 секунд, что практически равно нулю. Но звук от грохота достигает нас через 1/0.332 = примерно 3 секунды. Так что это причина, по которой мы слышим звук грома после того, как через некоторое время увидели его. Понимание скорости света очень важно для понимания огромных расстояний во Вселенной. Солнце находится очень далеко от нас, примерно в 150 миллионах километров. Свету от Солнца требуется 150000000/300000 = 500 секунд = около 8,3 минут, чтобы достичь Земли. Используя эту аналогию для далеких звезд, мы можем найти время, за которое свет от этой звезды достигает Земли. Неудивительно, что это время исчисляется лакхами или миллионами лет. Звезды на самом деле расположены на очень, очень большом расстоянии от Земли, и то, что мы видим сегодня, - это свет, который покинул его много лет назад. Итак, самое интересное, что мы видим звезду не такой, какой она была сегодня, а такой, какой она была много лет назад!

Во Вселенной тела находятся на таком большом расстоянии друг от друга, что мы используем разные единицы измерения для измерения расстояния между ними. Это называется световой год, а один световой год - это расстояние, которое свет проходит за один год. Итак, если звезда находится на расстоянии 75 световых лет, то ее расстояние равно длине, которую свет проходит за 75 лет. Это составляет 75x 365 x 24 x 60 x 60 x 300000000 км, что составляет огромное число около 7,1 x 10 ^ 17 км. Ближайшая к Земле звезда - Проксима Центавра, находится на расстоянии 4,24 световых года. Световой год составляет 365 х 24 х 60 х 60 х 300000000, что равно 9,46 х 10 ^ 15 км (что на самом деле составляет 9,46 трлн км).

Великий ученый Эйнштейн, объявляя о своей теории относительности, сказал нам с математическими доказательствами, что скорость света - это максимум, достижимый с помощью волны или энергии, и это конечный предел скорости, которая может быть достигнута. Он также доказал, что масса тела начинает увеличиваться, когда увеличивается его скорость, и становится очень высокой, когда его скорость достигает значений, сравнимых со скоростью света. Это нечто невероятное для непрофессионала, но Эйнштейн дал все обоснования, теоретические основы и расчеты для этого, и до сих пор это общепринятая теория.

Взаимодействие света со средой
Когда свет от источника света падает на тело, происходят три вещи. Часть света отражается телом, и мы видим тело из-за этого отраженного света. Во-вторых, часть света поглощается телом, и оно нагревается, потому что поглощает световую энергию. Третья вещь происходит, когда тело частично или полностью прозрачно и пропускает свет через себя, а свет выходит из него с другой стороны. Это известно как преломление. Таким образом, при взаимодействии световой энергии с любым телом происходят практически три вещи - отражение, поглощение и преломление.

В зависимости от типа тела может произойти комбинация из трех вышеперечисленных вещей. Например, когда свет падает на зеркало, значительная его часть отражается, и мы даже можем освещать другие объекты этим отраженным светом. Когда он падает на стеклянную пластину, часть его отражается, а часть проходит сквозь нее и выходит с другой стороны. Оконное стекло является одним из таких примеров.

Если есть деревянное бревно, то оно отражает немного света, из-за чего мы его видим, а также поглощает некоторое количество световой энергии, из-за чего оно слегка нагревается, и мы можем почувствовать это, прикоснувшись к деревянному бревну, находящемуся под солнцем. Но он не позволяет никакому свету проходить через него. Итак, это непрозрачная среда. Другим примером является стакан, наполненный водой, который пропускает свет, а также отражает его, а также небольшая часть поглощается стеклом и водой.

Когда свет входит в среду, происходит изменение его направления как раз на границе двух сред, а затем он начинает двигаться в этом новом прямом направлении. Это искривление света на границах - очень интересное явление, и с его помощью можно объяснить причину, по которой мы наблюдаем снаружи тело под водой как более мелкое, чем его фактическая глубина.

Еще одна интересная особенность видимого света заключается в том, что он не имеет одной частоты или длины волны, а состоит из спектра, начинающегося с фиолетового света на одном конце и заканчивающегося красным светом на другом конце (ВИБГЬЕР - фиолетовый, индиго, синий, зеленый, желтый, оранжевый и красный).

Мы также видим эти цвета в радугах во время сезонов дождей, когда солнечный свет, преломляясь от крошечных капель воды, создает величественные радуги. Спектр видимого света состоит из вышеуказанных цветов, и так много цветов, которые мы видим вокруг, возникают из-за этого спектра.

Что происходит, так это то, что когда свет падает на тело, он отражает некоторые из этих цветов спектра, но поглощает некоторые другие, и то, что мы видим нашими глазами, - это не что иное, как то, что отражает тело. Итак, кусок красной ткани отражает только красный свет, а другие цвета поглощаются им. Это очень интересное наблюдение, и все цвета в природе можно объяснить с этим пониманием.

Частоты и длины волн этих разных цветов различаются в этой видимой полосе, и от фиолетового до красного света их длины волн находятся в диапазоне от 400 до 780 нанометров (в частотном выражении это будет от 750 до 380 терагерц (1 терагерц = 10 ^ 12 Герц)).

Электромагнитный спектр
Видимая часть спектра электромагнитных волн на самом деле является светом. Итак, видимый свет - это лишь малая его часть. Электромагнитный спектр очень широк, и в нем присутствуют различные типы волн, включая световые волны. Все эти электромагнитные волны распространяются с той же скоростью, что и скорость света.

Энергия световых волн (или фотонов) зависит от их частоты. Чем больше частота, тем больше энергии. В то же время длина волны обратно пропорциональна частоте. Итак, теперь мы можем понять весь спектр электромагнитных волн в таком порядке, начиная с более низких частот и переходя к более высоким.

Каждая группа будет иметь большую частоту и больше энергии, чем предыдущая группа, но меньшую длину волны по мере продвижения вперед. Читатели должны отметить, что между соседними группами электромагнитных волн, показанных следующим образом, может быть небольшое перекрытие, а номенклатура для разных волн.

Радиоволны: низкая частота - Низкая энергия - Высокая длина волны.

Телевизионные волны: частота чуть больше, чем у радиоволн - Немного больше энергии - Длина волны немного меньше, чем у радиоволн.

Микроволновые и радиолокационные волны: больше частоты, чем радио- и телевизионные волны - Немного больше энергии - Немного меньше длина волны.

Инфракрасные лучи: больше частоты, чем микроволновые и радарные волны - Немного больше энергии - Немного меньше длина волны.

Видимый свет: полоса света от красного до фиолетового, имеющая большую частоту, чем инфракрасный - Немного больше энергии - Немного меньше длины волны.

Ультрафиолетовый свет: больше частоты, чем видимый свет - Немного больше энергии - Немного меньше длины волны.

Рентгеновские лучи: больше частоты, чем ультрафиолетовый свет - Немного больше энергии - Немного меньше длины волны.

Гамма-лучи: больше частоты, чем рентгеновские лучи - Немного больше энергии - Немного меньше длины волны.

Из вышесказанного совершенно ясно, что рентгеновские и гамма-лучи имеют высокие энергии, и очевидно, что мы должны защищать себя от них, поскольку они нанесут нам максимальный вред, если мы подвергнемся их воздействию.

Заключение
Свет - это самая удивительная часть электромагнитного спектра, с помощью которой наши глаза способны видеть и различать форму и цвет предметов вокруг нас. Если нет света, нет и жизни, поскольку все формы жизни и растительность на Земле зависят от солнечного света, который доступен нам на постоянной основе.

Вопросы и ответы
Если объект находится очень далеко, как далекая звезда, то видим ли мы его в реальном времени?
Нет. Мы видим изображение звезды только потому, что свет, который мы наблюдаем сегодня, - это свет, который покинул звезду давным-давно.

Можем ли мы отправиться в прошлое, если будем двигаться со скоростью, превышающей скорость света?
Согласно теории относительности, скорость больше световой невозможна, поэтому думать так - это всего лишь фантазия.

Имеет ли световая волна массу?
Нет. Считаем ли мы это волной или фотоном, у него нет массы.

Чем солнечный свет отличается от света от искусственных источников?
Какой бы свет мы ни видели, он находится в видимой части электромагнитных волн. Единственное различие заключается в их спектре, где каждый источник имеет характерный спектр, отличающий его от других.