Свет – электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом.
В XVII в. возникли две совершенно разные теории, объясняющие, что такое свет, какова его природа. Одна из этих теорий связана с именем Ньютона, другая – с именем Гюйгенса.
Ньютон придерживался так называемой корпускулярной теории света, согласно которой свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества).
Согласно же представлению Гюйгенса свет – это волны, распространяющиеся в особой гипотетической среде – эфире, заполняющем всё пространство и проникающем внутрь всех тел.
В начале XIX века впервые были изучены явления дифракции и интерференции света. Эти явления присущи исключительно волновому движению. Объяснить их с помощью корпускулярной теории нельзя. Поэтому казалось, что волновая теория одержала окончательную победу. В начале XX века были обнаружены квантовые свойства света.
Возникла необычная ситуация: явления интерференции и дифракции по-прежнему можно было объяснить, если считать свет волной, а явления излучения и поглощения – если считать свет потоком частиц. Такую двойственность поведения света называют корпускулярно-волновым дуализмом.
Опыт с турмалином
Выводы:
- свет – поперечная волна;
- кристалл турмалина обладает способностью пропускать световые волны с колебаниями, происходящими в одной определённой плоскости.
Кристалл турмалина преобразует естественный свет в плоскополяризованный.
Поляризация света – процесс упорядочения колебаний вектора напряженности электрического поля световой волны →E при прохождении света сквозь некоторые вещества (при преломлении) или при отражении светового потока.
Естественный свет – световой поток, в котором колебания векторов →E и →B
происходят по всем направлениям, перпендикулярным направлению распространения волн.
Плоскополяризованный свет – свет, в котором колебания вектора →E
происходят только в одной определённой плоскости.
Поляроид – тонкая (0,1 мм) плёнка кристаллов герапатита, нанесённая на целлулоид или стеклянную пластинку.
Поляризация света широко применяется в светотехнике, астрофизике, спектроскопии, медицине, геологии, минералогии, кристаллографии и т. д.
Излучение и спектры
Тепловое излучение – это излучение нагретых тел.
Электролюминесценция – это свечение, сопровождающее разряд в газе.
Катодолюминесценция – свечение твердых тел, вызванное бомбардировкой их электронами.
Хемилюминесценция – свечение, происходящее за счёт выделения энергии при некоторых химических реакциях.
Фотолюминесценция – свечение тела непосредственно под действием падающего на него излучения.
Спектральная плотность потока излучения I(ν) – это интенсивность излучения, приходящегося на единичный интервал частот.
Спектральные аппараты – оптические приборы, в которых осуществляется разложение электромагнитного излучения оптического диапазона на монохроматические составляющие.
Спектры испускания – это совокупность частот или длин волн, которые содержатся в излучении какого-либо вещества.
Непрерывный (или сплошной) спектр – это спектр, в котором представлены волны всех длин волн в данном диапазоне.
Линейчатый спектр – это спектр, представляющий собой цветные линии различной яркости, разделённые широкими тёмными полосами.
Полосатый спектр – это спектр, состоящий из отдельных полос, разделённых тёмными промежутками.
Тёмные линии на фоне непрерывного спектра – это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.
Спектральный анализ – метод определения химического состава вещества по его спектру.
Низкочастотные волны – электромагнитные волны, с частотой до 100 кГц.
Радиоволны – электромагнитные волны, с длиной волны больше 1 мм и меньше 3 км.
Инфракрасное излучение – излучение с частотами в диапазоне от 3⋅1011
до 3,75⋅1014Гц.
Видимое излучение – часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом с частотой от 4⋅1014 до 8⋅1014 Гц.
Ультрафиолетовое излучение – излучение с частотой от 8⋅1014 до 3⋅1016 Гц.
Рентгеновские лучи – излучение с частотой от 3⋅1016 до 3⋅1020 Гц.
Гамма-лучи – излучение с очень малой длиной волны – от 10−8 до 10−11 см.