1. Promienie świetlne

1. Promienie światła

Światło rozchodzi się wzdłuż linii prostych, w postaci promieni świetlnych. Gdy na drodze promieni świetlnych znajdzie się przeszkoda, powstaje dobrze nam znane zjawisko zwane cieniem. Gdy padające promienie świetlne są równoległe, za przeszkodą powstaje nieoświetlony, ciemny obszar, o kształcie zależnym od jej kształtu. W przybliżeniu równoległe są na przykład padające na Ciebie promienie Słońca.

Gdy źródło światła ma pewną szerokość, porównywalną z szerokością przeszkody, albo gdy mamy więcej źródeł światła. Powstaje wtedy oprócz cienia także półcień. Poza obszarami, do których nie dochodzą żadne promienie ze źródła, są także obszary, do których dochodzi tylko część promieni. Ten obszar nazywamy półcieniem.

Zjawisko zaćmienia Słońca polega na przejściu Księżyca pomiędzy Słońcem a Ziemią.

cień i półcień

zaćmienie Słońca

Do naturalnych źródeł światła można zaliczyć:
- Słońce,
- gwiazdy,
- błyskawice,
- ogień,
- błedne ognie,
- zorza polarna
- niektóre gatunki fauny,
- inne.

Do sztucznych źródeł światła można zaliczyć:
- świece,
- źarówki,
- neony,
- lampy rtęciowe,
- lampy łukowe,
- lampy sodowe,
- lampy ksenonowe,
- lampy kineskopowe,
- świetlówki,
- diody LED,
- lasery,
- inne.
Źródła światła moga byc punktowe – np.: gwiazdy i rozciągłe – np.: swietlówka, Słońce.

Światło rozchodzi się po liniach prostych.

Cień – obszar, do którego nie dociera światło bezpośrednio ze źródła światła na skutek obecności przeszkody ustawionej na drodze promieni świetlnych, nieprzepuszczającej światła.

Półcień - jest obszarem do którego docierają promienie tylko z części powierzchni źródła.

Światło - promieniowanie elektromagnetyczne (fale elektromagnetyczne) o długości fali zawartej w przedziale 380-780 nm (tzw. światło widzialne).

Światło w próżni rozchodzi się z jednakową prędkością w każdym układzie odniesienia (prędkość światła).

Najczęściej większość typowych źródeł światłą ma długość fali zawartą w pobliżu połowy milionowej części metra (pół mikrometra).
To, że właśnie taka długość fali elektromagnetycznej jest przed ludzi widziana, wynika budowy i z specyficznych właściwości oka.
Okazuje się, że narządy wzroku niektórych zwierząt są w stanie rejestrować fale elektromagnetyczne, podobne pod wieloma względami do światła, jednak niewidzialne dla oka ludzkiego.

Inną dość ważną informacją jest fakt, że światło rozchodzi się w z ogromną prędkością - różną w w różnych przezroczystych ośrodkach materialnych, a największą w próżni (ok. 300 tys. km/s). Np. w szkle prędkość ta spada do wartości ok. 200 tys. km/s.

Światła w całym zakresie fal elektromagnetycznych produkowanych przez Słońce jest relatywnie dużo, ponieważ ludzkie oko dostosowało się w toku ewolucji tak, aby odbierać właśnie te fale, które są możliwie dobrze dostępne. Jednak mimo to, światło widzialne stanowi tylko drobną część powstających we wszechświecie fal elektromagnetycznych.

Rozchodzenie się światła

Światło na pewno rozchodzi się w ośrodkach przezroczystych - np. w powietrzu, szkle, wodzie. Niestety w ośrodkach materialnych światło jest zawsze w jakimś stopniu pochłaniane.
Najlepiej (najszybciej i bez strat) światło rozchodzi się w próżni.

Światło o barwie czerwonej ma niższą częstotliwość, a zarazem większą długość fali. Barwa światła fioletowa charakteryzuje się dużą częstotliwością i mniejszą długością fali. Zależność tą opisujemy wzorem:

PRZYKŁAD 1. Oblicz częstotliwość fali świetlnej o długości 600nm przemieszczającej się w próżni.

Dane: Rozwiązanie:

Korzystamy z zależności pomiędzy długością fali a częstotliwością:

Odpowiedź: Częstotliwość fali wynosi