Свет. Оптические явления в природе. Источники и приемники света

Свет… Его значение в нашей жизни чрезвычайно велико. Трудно представить себе жизнь без света. Ведь все живое зарождается и развивается под воздействием света и тепла.

Благодаря тому, что орган зрения — глаз человека — способен воспринимать свет, он является важнейшим средством познания природы. Зрение дает нам возможность узнать об окружающем мире больше, чем все другие чувства, вместе взятые. Более 90 % всей информации об окружающем мире мы получаем благодаря зрению. Зрение дарит возможность художникам создавать книги, картины и фильмы, а нам — приобщаться к этому творчеству.

Исследования световых явлений помогло создать приборы, с помощью которых люди узнали о строении и даже состав небесных тел, удаленных от Земли на многие миллиарды километров. По наблюдениям в телескоп и фотографиями планет изучили их облачный покров, особенности поверхностей, скорости вращения. Можно сказать, что астрономия возникла и развивалась благодаря свету и зрения.

С помощью микроскопа удалось увидеть и изучить клетки растений, бактерии, кровяные тельца, благодаря чему был сделан значительный шаг в развитии биологии.

На учении о свете основывается создания искусственного освещения, так необходимого человеку. Люди изучают естественное свечение и используют полученные сведения для создания экономичных источников света. Свет нужен везде: безопасность движения транспорта связана с применением фар, освещением дорог; в военной технике используют осветительные ракеты, прожекторы; нормальное освещение рабочего места способствует повышению производительности труда; солнечный свет увеличивает сопротивляемость организма болезням, улучшает настроение человеку.

О свете известно, что оно не является веществом (из него нельзя «построить» физическое тело). Свет имеет электромагнитную природу, сочетая в себе как свойства частиц, так и свойства волн. Частицы света назвали фотонами. Свет не только легче — оно еще и быстрее! В пустоте (вакууме) и в воздухе свет распространяется со скоростью, равной около 300 000 км / с. Ничто в мире не может двигаться быстрее, чем свет. Свет несет определенную энергию: оно нагревает землю и воздух, энергию света используют солнечные батареи, от которых может работать и калькулятор, и аппаратура космической станции. Энергия солнечного света обеспечивает и круговорот воды на Земле, и поддержания жизни на нашей планете. Свет называют видимым излучением.

Кроме осветительной и тепловой действий, свет имеет химическое воздействие, то есть вызывает превращения молекул — химические реакции (фотосинтез, фотография, выцветания ткани на солнце). Кроме того, свет характеризуется электрической действием: вследствие освещения из вещества могут вылетать электроны, в результате чего возникает электрический ток (это используют в цифровых фотоаппаратах и в телевидении для передачи изображений).

Приходилось ли вам бродить летней ночи в лесу? Темные очертания деревьев невозмутимые. Тишина и покой. Вдруг впереди — тусклый огонек! Вот он скрылся. Опять замерцал, но в другом месте. Опять погас. Невольно вспоминаются рассказы о душах грешников, о ведьмовские огне, о всякую дрянь. А что представляют собой на самом деле эти странные огоньки?

В разных случаях истинной причиной загадочного свечения могут быть различные физические или биологические явления природы.

Наука уже давно установила, что странствующие огоньки, которые загораются над могилами старого кладбища в сумерках — это не души умерших, посещают друг друга. Это сгорает в воздухе так называемый болотный газ, или метан. Он выделяется в результате гниения органических веществ. Над болотами ночью бродят такие же пузырьки метана, сами занимаются в воздухе.

В конце лета после теплого дождя в лесу иногда начинают светиться старые пни, корни деревьев, стволы, гниющие на земле. Когда в эту пору путешественник попадет в лесные чащи, то он окажется как бы в волшебном царстве. Если же кусочек трухлявого гнилого пня принести домой, первой ночи он светиться и в комнате. Затем свет тьмянитиме, а за сутки — совсем погаснет. Таинственное мерцание — это следствие медленного горения, окисления веществ в организмах, живущих в гнилом дереве.

Все это примеры световых явлений. Со световыми явлениями мы встречаемся каждый день. Все, что связано с образованием света, его распространением и взаимодействием с веществом, называют световыми явлениями (например, радуга после летнего дождя, молния в грозовых облаках, мерцание звезд в ночном небе, игра света в струе воды или в дорогом каминные, изменчивость океана и неба и т.д.).

Раздел науки, посвященный изучению света, называют оптикой.

Ученикам демонстрирую различные источники света (свечу, зажженную спичку, фонарик) и спрашиваю, что у них общего. (Ответ: они излучают свет.)

Тела, излучающие свет, называют источниками света. В любом источнике света происходит превращение определенного вида энергии в энергию света. В зависимости от происхождения существуют естественные и искусственные источники света. Природные источники света (Солнце, звезды, полярные сияния, молния, различные светящиеся насекомые и растения, планктон, гнилая древесина, глубоководные рыбы, болезнетворные бактерии и микроорганизмы) создала сама природа. А вот создателями искусственных источников света, к которым относятся лампы, свечи, экран включенного телевизора, мобильного телефона или монитор компьютера, факел, костер, есть люди.

В зависимости от соотношения размеров источника света и расстояния от него до приемника различают точечные и протяженные источники. Источник света считают точечным, если его размеры невелики по сравнению с расстоянием от него до приемника света. В противном случае источник называют протяженным. В зависимости от условий одно и то же источник можно считать протяженным и точечным.

В зависимости от температуры источника света также делятся на тепловые и холодные. Нагретые тела излучают свет, называют тепловыми источниками (Солнце, лампы накаливания, звезды (горячие — голубоватые, менее горячие звезды — красные)). Холодные источники света — это тела, светящиеся при температуре, близкой к комнатной (экран телевизора, лампы дневного света, светлячки, планктон, гнилая древесина).

Источники света мы видим в том, что создаваемое ими излучение попадает нам в глаза. Но мы видим также тела, которые не являются источниками света, — деревья, дома, Луна, правда, только тогда, когда они освещены источниками света (отражающие солнечный свет и планеты, самые яркие из которых — Венера и Юпитер).

Приемниками света называют тела и устройства, в которых под действием света, падающего на них, происходят заметные изменения. Приемниками света является фотопленка, листья деревьев, органы зрения любого живого существа, фотоэлементы, применяемые в турникетах метро, предохранительных устройствах на производстве, а также для считывания изображения или звука с компакт — дисков.

Заря — одно из самых сказочных световых явлений природы, воспетое поэтами всех времен и народов. С этим явлением связано много легенд, сказок, мифов. Древние греки считали, что звезда появляется тогда, когда Эос мчится на колеснице, запряженной белыми лошадьми, провозглашая появление своего брата Гелиоса — бога Солнца. Римляне называли богиню утренней зари Авророй. Образ звезды всегда был популярен в искусстве, получив отражение в скульптуре, живописи, музыке.

Наблюдая закат, можно увидеть, как светило быстро теряет яркость и начинает менять свой цвет. Золотисто — желтый переходит в желтый, оранжевый, и уже у самого горизонта солнце становится темно — красным. Красивая звезда сразу после захода Солнца. В прозрачном воздухе краски звезды наиболее чистые в ее верхней части, где золотисто — желтый цвет переходит в зеленый и зеленый.

Мы в Google+