Что такое световое излучение
- Свет — в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. В качестве коротковолновой границы спектрального диапазона, занимаемого светом, принят участок с длинами волн в вакууме 380—400 нм (750—790 ТГц), а в качестве длинноволновой границы — участок 760—780 нм (385—395 ТГц).
В широком смысле, используемом вне физической оптики, светом часто называют любое оптическое излучение, то есть такое электромагнитное излучение, длины волн которого лежат в диапазоне с приблизительными границами от единиц нанометров до десятых долей миллиметра. В этом случае в понятие «свет» помимо видимого излучения включаются как инфракрасное, так и ультрафиолетовое излучения.
Раздел физики, в котором изучается свет, носит название оптика.
Также, особенно в теоретической физике, термин свет может иногда выступать просто синонимом термина электромагнитное излучение, независимо от его частоты, особенно когда конкретизация не важна, а хотят, например, использовать более короткое слово.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
1—2 мм, частота 300 ГГц).
Интерфере́нция в тóнких плёнках – явление, которое возникает в результате разделения луча света при отражении от верхней и нижней границ тонкой плёнки. В результате возникают две световые волны, которые могут интерферировать. Тонкоплёночная интерференция объясняет цветовую палитру, видимую в свете, отраженном от мыльных пузырей и масляных плёнок на воде. Это явление также является основополагающим механизмом, используемым в объективах камер, зеркалах, оптических фильтрах и антибликовых покрытиях.
3.105 км/с. Важной характеристикой электромагнитных волн является длина волны. По этой характеристике различают: радиоволны – 102 см, рентгеновское излучение 2.10-8, рентгеновское излучение – 2.10-5 – 6.10-12, у – излучение свет 7,4.10-5 – 4.10-5 см, ультрафиолетовое излучение 4.10-5 – 10-7 см. При прохождении электромагнитных волн через среды происходят процессы отражения, преломления, поглощения, дифракции, интерференции, дисперсии и другие. Таким образом, можно допустить, что возможно существование информационного поля в форме особых электромагнитных колебаний с длиной волны, выходящей за указанные пределы.
35. Световое излучение (определение, основной параметр, от чего зависят единицы измерения).
Световое излучение – поток лучистой энергии, включающий видимые, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, исходящие из светящейся области взрыва.
Его источником является светящаяся область (огненный шар) состоящая из смеси нагретых до температуры 8 – 10 тыс. градусов веществ ядерного боеприпаса, воздуха и грунта.
Время действия светового излучения и размеры светящейся области зависят от мощности ядерного взрыва и может продолжаться до 12 секунд.
Основным параметром, определяющим поражающее действие светового излучения является световой импульс.
Световым импульсом называется количество прямой световой энергии, падающий на 1 м 2 поверхности, перпендикулярной направлению распространения светового излучения, за все время свечения. Величина светового импульса зависит от вида взрыва и состояния атмосферы.
Измеряется световой импульс в системе «СИ» в джоулях на 1 м 2 (Дж/м 2 ); внесистемная единица – калория на 1 см 2 (кал/см 2 ) 1 кал/ см 2 = 4,2 х 10 4 Дж/м 2
36. Степень поражения (ожоги людей и животных) от светового излучения
Световое излучение способно: — при воздействии на людей и животных вызывать ожоги открытых и защищенных одеждой участков тела, глаз и временное ослепление; — вызывать возгорание различных объектов и горючих материалов.
В зависимости от значения и величины светового импульса и тяжести поражения людей и с/х животных различают ожоги 4-х степеней
Степень ожоговой травмы
Ожоги первой степени у людей и с/х животных – характеризуются поверхностными поражениями кожи, внешне проявляющимися в ее покраснении. Ожоги не представляют серьезной опасности и через 5 – 6 дней воспалительные явления постепенно исчезают, и на месте ожога происходит шелушение погибших слоев кожи.
Ожоги второй степени у людей и с/х животных – характеризуются образованием пузырей, наполненных белковой жидкостью.
— при поражении значительных участков кожи, человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждаться в специальном лечении;
— пострадавшие ожогами первой 1-ой и 2-ой степеней, достигающих дм паже 50 – 60 5 поверхности кожи обычно выздоравливают.
Для с/х животных:
— ожоги сопровождаются сильно выраженной болезненностью;
— повышением местной температуры пораженных органов;
Для людей и с/х животных с течением времени болезненность уменьшается и наступает выздоровление.
Ожоги третьей степени у людей и с/х животных вызывают омертвление глубоких слоев кожи с частым поражением расткового слоя. Поражение значительной части кожного покрова (70 % и более) может привести к смертельному исходу.
Ожоги четвертой степени у людей и с/х животных характеризуются обугливанием кожи и более глубоких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий, костей). Поражение ожогами 4-ой степени значительной части кожного покрова могут привести к смертельному исходу.
Одежда людей и шерстяной покров животных защищает кожу от ожогов, поэтому ожоги бывают у людей на открытых участках тела, покрытых коротким и редким волосом.
Обширные ожоги 3-ей степени для людей и с/х животных протекают как общее тяжелое заболевание организма сопровождающееся:
— расстройством центральной нервной системы, нарушением деятельности сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения, а часто шоковыми явлениями, острой токсемией;
— при єтом отмечается сгущение крови, падение хлоридов в крови, наличие в мозге Белка, температура тела в начале кратковременно понижается, в последствии значительно повышается, иногад наблюдается нарушении координации движения.
Тяжесть поражения людей световым излучением зависит не толькео от степени ожога, но и от его места и площади обоженных участков кожи. Люди выходят из строя. Становятся нетрудоспособными при ожогах второй и третей степени открытых участков тела (лицо, шея, руки) или под одеждой при ожогах второй степени на площади не менее 3 % поверхности тела около 500 см 2 ).
Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от: характера одежды, ее цвета, плотности, полноты.
Люди одетые в свободную одежду светлых тонов, одежду из шерстяних тканей обачно менше поражены световым излучением, чем люди одетые в плотно иприлегающую одежду темного цвета или прозрачную, особенно одежду из синтетических материалов.
Поражение глаз человека и с/х животного может бать в ввиде временного ослепления под влиянием яркой световой вспышки. В солнечный день ослепление длиться 2 – 5 мин., а ночью когда зрачок сильно расширен и через него проходит больше света до 30 мин. и более. Более тяжелое (необратимое) поражение – ожог гласного дна – возникает в том случае, когда человек или животное фиксирует свой вигляд на вспышке взрыва (т.е. при непосредственном взгляде на взрыв).
Поражающее действие светового излучения в лесу снижается, что приводит к уменьшению радиуса поражения людей в 1,5 – 2 раза по сравнию с открытой местностью.
Энергия светового импульса падая на поверхность предмета – частино отражается его поверхностью, поглащаетсся им, прорходит через него, если предмет прозрачный.
Световой импульс не проникает через непрозрачные материалы, потому любая преграда, способная создать тень защищает от прямого действия светового импульса и исключает ожоги.
Значительно ослабляется световое излучение в задымленном (запыленном) воздухе, в тумане, дожде, снегопаде. Так при легкой дымке величина импульса умиеньшается в 2 раза, а при легком тумане – в 10 раз, при густом в 20 раз. Однако необходимо помнить, что световое излучение при воздействии на некоторые материалы вызывает их воспламенение и приводит к возникновению пожаров.
Световое излучение
СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — 1) то же, что свет.2) Один из поражающих факторов при взрыве ядерного боеприпаса, наносящий поражение облучением от светящейся области взрыва. Вызывает у людей и животных ожоги различной степени и ослепление; оплавление, обугливание и возгорание… … Большой Энциклопедический словарь
Световое излучение — один из поражающих факторов ядерного оружия, поток лучистой энергии оптического диапазона из светящейся области ядерного взрыва (нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса и окружающего воздуха, а при наземных или надводных… … Морской словарь
световое излучение — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN light … Справочник технического переводчика
световое излучение — 1) то же, что свет. 2) Один из поражающих факторов при взрыве ядерного боеприпаса, наносящий поражение облучением от светящейся области взрыва. Вызывает у людей и животных ожоги различной степени и ослепление, а также оплавление, обугливание и… … Энциклопедический словарь
световое излучение — šviesos spinduliavimas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vyksmas, kurio metu spinduliuojamos optinio diapazono elektromagnetinės bangos. atitikmenys: angl. light emission vok. Lichtausstrahlung, f; Lichtemission, f rus.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Световое излучение (поражающий фактор) — Японец, пострадавший от светового излучения во время ядерной бомбардировки Хиросимы. Хорошо видна разница в повреждениях верхней (открытой во время взрыва) и нижней (находившейся в тени) частей тела Световое излучение один из поражающих… … Википедия
Световое излучение — Электромагнитное излучение Синхротронное Циклотронное Тормозное Равновесное Монохроматическое Черенковское Переходное Радиоизлучение Микроволновое Терагерцевое Инфракрасное Видимое Ультрафи … Википедия
СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — ядерного взрыва оптическое излучение светящейся области ядерного взрыва, состоящей из раскалённых газов и имеющей вид огненного шара. С. и. один из осн. поражающих факторов ядерного взрыва, вызывает ожоги, обугливание и воспламенение горючих… … Большой энциклопедический политехнический словарь
световое излучение — Видимое излучение, оцениваемое по световому ощущению, которое оно производит на средний человеческий глаз … Политехнический терминологический толковый словарь
Световое излучение (поражающий фактор ядерного взрыва) — Электромагнитное излучение Синхротронное Циклотронное Тормозное Равновесное Монохроматическое Черенковское Переходное Радиоизлучение Микроволновое Терагерцевое Инфракрасное Видимое Ультрафи … Википедия
Что такое свет? Типы и свойства света, характеристики
Свет — это электромагнитное излучение в видимом спектральном диапазоне, а иногда и в расширенном.
Первоначально свет понимался как явление, которое может быть воспринято человеческим глазом в течение долгого времени без какого-либо понимания его физического происхождения. Это понятие различимо от тьмы.
Свет в православном храме — это образ небесного, Божественного света.
Первым христианским писателем, объявившим, что «Бог есть свет», был святой апостол и евангелист Иоанн Богослов. Эту истину, по его словам, он услышал от Самого Иисуса Христа: И вот благовестив, которое мы слышали от Него и возвещаем вам: Бог есть свет, и нет в Нем никакой тьмы (1 Ин 1, 5).
Полезные статьи:
История изучения свойств света
В ранней истории науки свет было принято описывать как поток крошечных частиц, что соответствовало геометрической оптике. Однако было собрано все больше свидетельств волновой природы света, что привело к появлению волновой теории Христиана Гюйгенса, опубликованной в 1690 году, как основы волновой оптики.
Дальнейшие систематические эксперименты, в частности наблюдение Домиником-Франсуа-Жаном Араго привели к научной работе и термину «пятно Араго». Начало всеобщему признанию волновой оптики как правильного описания света.
В 1860-х годах Джеймс Клерк Максвелл отождествил оптические волны с электромагнитными волнами, что еще раз подтвердило их природу. К большому удивлению научного сообщества, значительные новые доказательства в природе частиц был найден в начале 20-го века Альбертом Эйнштейном.
В конце концов, квантовая теория стала определяющей, охватывающая как волновую, так и корпускулярную природу света. Свет теперь понимается как электромагнитное излучение. В большинстве случаев его описывают с помощью классической теории, однако со ссылкой на квантовую оптику.
Видимый и невидимый свет
В узком смысле свет понимается как электромагнитное излучение в диапазоне длин волн, в котором он виден людям, то есть там, где он может возбуждать сетчатку человеческого глаза для создания визуального впечатления.
Однако в технологическом контексте этот термин часто используется для значительно более широкого спектрального диапазона, который также включает ультрафиолетовый и инфракрасный свет. О ни не видны, но во многих отношениях обладают схожими физическими свойствами, включая их распространение .
Дальнейшее расширение концепции света является результатом рассмотрения того, что электромагнитное излучение более или менее сильно взаимодействует с прозрачными средами (например, с оптическими стеклами). В частности, в случаях с сильными такими взаимодействиями, детали среды играют большую роль в наблюдаемых явлениях.
Например, при определенных обстоятельствах наблюдается «медленный» свет со скоростью намного меньшей скорости света в вакууме. Затем можно рассматривать свет как явление, которое включает в себя как электромагнитное поле, так и взаимодействующую с ним материю, где оба играют важную роль.
Свет — это не только основа одного из важнейших органов чувств человека, но и центральное явление в научных и технических областях оптики и фотоники.
Поэтому работа со светом была чрезвычайно важна для прогресса человечества с точки зрения науки, технологий и развития бизнеса.
Типы света, характеристики
Монохроматический свет
Определение: с вет с одной оптической частотой, в котором оптический спектр содержит только одну оптическуйю частоту.
Например, соответствующая напряженность электрического поля в определенной точке пространства, которая демонстрирует синусоидальные колебания с постоянной мгновенной частотой и нулевой полосой пропускания.
Термин «монохромный» изначально означает одного цвета. Разные длины оптических волн видимого света связаны с разными воспринимаемыми цветами. Однако на практике светлые цвета редко являются критерием монохроматичности, и немонохроматический свет также может иметь определенные цвета. Кроме того, этот термин применяется к инфракрасному и ультрафиолетовому свету, а также к видимому.
Полихроматический свет
Определение: свет с несколькими оптическими частотами.
Он имеет несколько оптических частот. В некоторых случаях полихроматический свет представляет собой смесь некоторого количества компонентов с дискретной длиной волны, в то время как в других случаях его оптический спектр является непрерывным.
Типичным примером полихроматического света является жизнь, созданная как тепловое излучение. Например, в лампе накаливания свет имеет широкий диапазон оптических частот.
Белый свет
Определение: свет, который человеческому глазу кажется «белым».
Это может быть широкополосный свет, где спектральная яркость не слишком сильно меняется в видимой области спектра. Или со структурированным оптическим спектром, но все же с подходящим балансом спектральных компонентов. Воспринимаемый цветовой тон в конечном итоге определяется только силой, с которой возбуждаются фоторецепторы L, M и C человеческого глаза.
Однако для некоторых приложений человеческое восприятие не является интересующим аспектом, и требования к свойствам оптического спектра белого света могут быть разными. Белый свет бывает теплым, нейтральным белым и холодным и зависит от температуры цвета.
.jpg)
Инфракрасное излучение
Определение: невидимый свет с длиной волны примерно от 750 нм до 1 мм.
Инфракрасный свет — это свет с длиной волны вакуума больше ≈ 700–800 нм, верхней границей видимого диапазона длин волн.
Этот предел четко не определен, поскольку в этой спектральной области чувствительность глаза снижается очень постепенно. Хотя чувствительность, например, при 700 нм, уже очень низкая, даже свет от некоторых лазерных диодов на длинах волн свыше 750 нм можно увидеть, если этот свет достаточно интенсивный.
Такой свет может быть вредным для глаз, даже если он не воспринимается как очень яркий. Верхний предел инфракрасной спектральной области по длине волны также точно не определен; обычно считается, что он составляет примерно 1 мм.
Ультрафиолетовый свет
Определение: свет с длиной волны короче ≈ 400 нм, нижнего предела видимого диапазона.
Для различения разных спектральных областей используются разные определения:
- В ближнем УФ диапазонах спектра области от 400 нм до 300 нм. В средних УФ диапазонов область от 300 до 200 нм, и более короткие длины волн от 200 нм до 10 нм принадлежат к дальней УФ- области. Еще более короткие длины волн относятся к крайнему УФ (EUV).
- Термин «вакуумное УФ» (ниже ≈ 200 нм) относится к диапазону длин волн, в котором часто используется вакуумный прибор, поскольку свет сильно поглощается воздухом. Вакуумный УФ включает дальний и крайний УФ.
- UVA обозначает диапазон от 320 до 400 нм, UVB от 280 до 320 нм и UVC от 200 до 280 нм.
Однако точные определения этих спектральных областей различаются в литературе.
УФ-свет находит широкое применение в дезинфекцию воды и инструментов, контроль качества многих материалов и возбуждение флуоресценции в аналитических целях. Во время кризиса Covid-19 способность технологии ультрафиолетового света дезактивировать вирусы привлекла повышенное внимание.
Свет лазера
Определение: свет (лазерное излучение) , генерируемый лазерным устройством.
Такой свет обладает некоторыми очень особыми свойствами, которые очень сильно отличают его от света другого происхождения:
Лазерный свет обычно доставляется в виде лазерного луча, то есть он распространяется преимущественно в четко определенном направлении с умеренной расходимостью луча. Он имеет высокую (иногда чрезвычайно высокую) степень пространственной когерентности. Это означает, что электрические поля в разных местах по профилю луча колеблются с жестким фазовым соотношением.
Именно эта когерентность является причиной того, почему лазерный луч может распространяться на большие расстояния без значительного распространения в поперечных направлениях, и почему он может быть сфокусирован в очень маленькие точки.
Лазерный свет также имеет высокую степень временной когерентности, которая эквивалентна большой длине когерентности. Это означает, что жесткое фазовое соотношение также сохраняется в течение относительно длительных интервалов времени, соответствующих большим расстояниям распространения (часто многие километры) или огромному количеству циклов колебаний.
В большинстве случаев лазерный свет имеет линейную поляризацию. Это означает, что электрическое поле колеблется в определенном пространственном направлении.
Флуоресценция
Определение: это короткоживущая фотолюминесценция, возбуждаемая при облучении вещества светом.
Атомы, ионы или молекулы в образце. Они распадаются на нижележащие состояния (например , основные состояний) посредством спонтанного излучения фотонов флуоресценции. Это явление используется для освещения, особенно в люминесцентных лампах. Это также происходит как побочный эффект в различных типах лазеров и усилителей с оптической накаякой.
Например, в твердотельных лазерах и усилителях на легированных изоляторах, включая волоконные лазеры и усилители, в полупроводниковых лазерах с оптической накачкой. Получающееся в результате излучение называется флуоресцентным светом.
Тепловое излучение
Определение: часть тепловой энергии преобразуется в энергию электромагнитного излучения
Любой объект излучает некоторое количество электромагнитного излучения теплового характера, которое называется тепловым излучением или иногда тепловым излучением. Только при абсолютном нуле температуры, которая никогда не может быть достигнута точно, это тепловое излучение исчезнет.
В то же время предметы могут полгощать излучение и в результате нагреваться. Таким образом, тепловое излучение обеспечивает механизм обмена теплом между объектами.
Тепловое излучение хорошо известно, например, от лампочек и от солнца. Даже если температура недостаточно высока для генерации видимого теплового излучения, может наблюдаться сильное инфракрасное излучение, которое можно почувствовать, например, на коже.
Общие свойства света
Свет — это электромагнитное излучение с чрезвычайно высокими частотами. Для видимого света эти частоты лежат примерно между 400 ТГц и 750 ТГц, что соответствует диапазону длин волн от 400 до 750 нм.
Это г раницы ультрафиолета и особенно инфракрасного размыты из-за постепенного снижения чувствительности человеческого глаза. Чрезвычайно высокие частоты колебаний подразумевают циклы колебаний продолжительностью всего несколько фемтосекунд.
В то время как некоторые источники излучают квазимонохроматический свет с четко определенной оптической частотой, другие могут иметь очень большую оптическую полосу пропускания в сотни терагерц. Оптические частоты слишком высоки для прямого измерения и, тем не менее, могут быть определены с необычайной точностью.
Оптические частоты слишком высоки, например, для прямого измерения с помощью электронных средств. Тем не менее, в настоящее время существуют сложные методы фазово-когерентной связи оптической частоты с частотой микроволн, например, от атомных часов.
Это позволяет измерять оптические частоты с чрезвычайно высокой точностью. И наоборот, можно использовать высокоточные оптические стандарты честоты и точно получать из них электронные сигналы низкой частоты.
Скорость света
Свет обычно распространяется с чрезвычайно высокой скоростью. В вакууме фазовая и групповая скорость немного ниже 300 000 км / с. Согласно устоявшимся теориям физики, никакие частицы и никакая передача информации не могут быть быстрее этого.
При распространении в среде свет обычно имеет разную фазовую скорость и групповую скорость. В большинстве случаев, особенно для обычных оптических материалов, обе скорости существенно уменьшаются. Фазовая скорость уменьшается на показатель преломления, а групповая скорость уменьшается на групповой показатель.
Есть определенные ситуации, когда фазовая скорость света в среде даже больше, чем скорость света в вакууме ( быстрый свет → сверхсветовая передача). Иногда даже групповая скорость может быть выше, но без передачи информации со сверхсветовой скоростью. С другой стороны, бывают случаи, когда групповая скорость становится намного ниже, чем обычно (медленный свет).
Ультракороткие световые импульсы
Потенциал света иметь чрезвычайно широкую полосу пропускания является основой для возможности генерировать чрезвычайно короткие световые импульсы (вспышки света).
Короткий импульс неизбежно имеет полосу пропускания, которая по крайней мере порядка обратной длительности импульса; поэтому не может быть очень коротких импульсов, не имеющих большой полосы пропускания, рассчитанной с помощью преобразования Фурье.)
Для длительностей импульса не более несколько десятков пикосекунд, широко распространен термин ультракороткие импульсы. Самые короткие импульсы, которые могут генерироваться некоторыми лазерными источниками с синхронизацией мод, имеют длительность около 5 фемтосекунд (5 фс).
Еще более короткие длительности возможны за счет применения методов нелинейной компрессии импульсов. тогда как оптический спектр существенно превышает видимый диапазон.
Короткие волны
Высокие оптические частоты также подразумевают довольно короткие длины оптических волн в соответствии с соотношением λ = c / ν , хотя скорость света довольно высока — немного ниже 300 000 км / с в вакууме.
Следствием коротких оптических длин волн является то, что эффекты дифракции и интерференции не так легко наблюдать. Волновая природа света, таким образом, не очень очевидна в повседневной жизни. С другой стороны, геометрическая оптика, описывающая распространение света лучами, по той же причине является полезным приближением во многих ситуациях.
Коллимированный световой пучок с высокой пространственной когерентностью и не слишком малым диаметром в ее фокусе может распространяться с приблизительно постоянная диаметром пучка над значительными расстояниями, и в некоторой степени похож на луче.
Свет — энергетический транспорт
Свет переносит энергию. Например, Земля получает огромное количество энергии в день в виде солнечного света (в основном это инфракрасный свет); крошечная часть этого, преобразованная в полезные формы, такие как электрическая энергия, в принципе могла бы удовлетворить все потребности в энергии на Земле.
Возможно прямое преобразование света в электрическую энергию с помощью фотоэлектрических элементов; эффективность преобразования часто составляет порядка 20%, но в некоторых случаях может быть значительно больше (> 40%), например, с тандемными ячейками. Такие технологии начали вносить существенный вклад в удовлетворение потребностей человечества в энергии.
Первоначально он был очень дорогим, но в последние десятилетия стал одним из самых дешевых источников электроэнергии. Его потенциал будет ограничен доступностью солнечного света, изменяющейся во времени.
Поскольку свет может быть сильно сфокусирован на небольших точках, при условии, что он демонстрирует высокую степень пространственной когерентности. Это позволяет вкладывать энергию строго контролируемыми способами, особенно для лазерного света и является фундаментальной основой возможностей лазерной обработки материалов.
Еще одним важным аспектом является концентрация световой энергии во временной области. Интенсивный ультракороткий импульс может иметь чрезвычайно короткую длительность, поэтому может иметь чрезвычайно высокую пиковую мощность, даже если энергия импульса довольно умеренная.
Исскуственные источники света
Свет может генерироваться множеством источников. Отличаются друг от друга способом получения светового излучения, потребляемой мощностью и темпартурой цвета. Наиболее популярные из них кратко описаны ниже:
Лампы накаливания
Лампы накаливания — это источники света, которые производят тепловое излучение от электрически нагретой нити накала. Обычно эта нить накала сделана из вольфрама, что позволяет работать при относительно высоких температурах порядка 2400–2800 Кельвинов. Ранние лампы накаливания изготавливались с углеродной нитью, которая была гораздо менее термостойкой.
Нить накала может поддерживаться только двумя токоведущими проводами или, альтернативно, также дополнительными опорными проводами, которые закреплены в изоляционном стекле.
Чтобы предотвратить быстрое окисление нити накала, ее помещают в стеклянную колбу, которую либо откачивают, либо (чаще) заполняют инертным газом низкого давления, таким как азот, аргон или криптон, который замедляет испарение нити. материал, но также уносит тепло.
Газоразрядные лампы
Газоразрядные лампы — это источники света, в основе которых лежит электрический разряд в ионизированном газе или парах металла. Некоторые из них уже использовались со второй половины 19 — го века на, в то время как другие были изобретены гораздо позже. В последние десятилетия технология в некоторых областях получила дальнейшее развитие.
В настоящее время доступен очень широкий спектр газоразрядных ламп, основные параметры которых, такие как выходная мощность и длительность импульса, варьируются на порядки.
Принцип работы газоразрядной лампы заключается в том, что атомы или молекулы газа переводятся в возбужденные электронные состояния за счет столкновения электронов или, альтернативно, за счет передачи энергии от других атомов, ионов или молекул газа. Впоследствии возбужденные частицы излучают люминесцентный свет, который часто находится либо в видимом спектральном диапазоне, либо в ультрафиолетовом, иногда и в инфракрасном.
Люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы — это устройства, которые излучают флуоресцентный свет. Эта флуоресценция возникает в люминофоре (флуоресцентном материале), который обычно возбуждается ультрафиолетовым светом от электрического разряда в каком-либо газе, обычно в парах ртути.
Впоследствии флуоресцентное покрытие на внутренней поверхности трубки поглощает ультрафиолетовый свет и преобразует его в флуоресцентный свет, в основном в видимой области спектра. А любой оставшийся ультрафиолетовый свет поглощается стеклянной трубкой.
Люминофор содержит несколько активных (светоизлучающих) веществ, которые смешаны таким образом, что общий спектр излучения приводит к восприятию свтеа как белого цвета .
Светодиоды
Светоизлучающие диоды или просто светодиоды являются одними из наиболее широко используемых полупроводниковых диодов различных типов. доступных сегодня. Обычно используются в телевизорах, цветных дисплеях, а также в светодиодном освещении.
Светоизлучающие диоды сделаны из очень тонкого слоя полупроводникового материала с достаточно высокой степенью легирования. В зависимости от используемого полупроводникового материала и количества легирования, при прямом смещении светодиод будет излучать цветной свет с определенной спектральной длиной волны.
Типы светоизлучающих диодов
- Арсенид галлия (GaAs) — инфракрасный;
- Фосфид арсенида галлия (GaAsP) — от красного до инфракрасного, оранжевый;
- Фосфид арсенида галлия алюминия (AlGaAsP) — ярко-красный, оранжево-красный, оранжевый и желтый;
- Фосфид галлия (GaP) — красный, желтый и зеленый;
- Фосфид алюминия-галлия (AlGaP) — зеленый;
- Нитрид галлия (GaN) — зеленый, изумрудно-зеленый;
- Нитрид галлия-индия (GaInN) — ближний ультрафиолетовый, голубовато-зеленый и синий;
- Карбид кремния (SiC) — синий как подложка;
- Селенид цинка (ZnSe) — синий;
- Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) — ультрафиолет.
Выводы
Свет может обладать как частицами, так и волновыми свойствами.
Во многих отношениях световые явления очень хорошо описываются с помощью волновой оптики. Уже в 19 — ом веке свет был идентифицирован с электромагнитными волнами Джеймса Клерка Максвелла, так что даже физическая природа этих волн , казалось, довольно ясно. Таким образом, было большим сюрпризом узнать в начале 20 — го века, что в некоторых отношениях свет ведет себя совсем не так, как ожидалось от волнового явления. Например, фотоэлектрический эффект было трудно объяснить на основе волновой модели.
Альберт Эйнштейн и другие думали о доказательствах своего рода частицной природы света, и в последующие годы была разработана ранняя квантовая теория. Это привело к существенно более совершенной модели света, которая, наконец, примирила природу волны и частицы. Раздел физики, который имеет дело с квантовыми эффектами света (например, сжатые состояния света и другие виды неклассического света со специальными свойствами квантового шума), называется квантовой оптикой.
Для человеческого разума все еще остается трудным описать свет как с помощью волн, так и с помощью частиц (фотонов), которые, по-видимому, принадлежат к совершенно разным категориям. Однако в настоящее время широко признано, что текущее научное описание света является вполне удовлетворительным и полным, хорошо согласуется с очень широким диапазоном наблюдений и не противоречит каким-либо хорошо установленным наблюдениям.