Nuru inachukuliwa kuwa aina yoyote ya miale ya macho. Kwa maneno mengine, haya ni mawimbi ya sumakuumeme, ambayo urefu wake ni katika safu ya vitengo vya nanomita.
Ufafanuzi wa jumla
Kwa mtazamo wa macho, mwanga ni mionzi ya sumakuumeme inayotambulika kwa jicho la mwanadamu. Ni desturi kuchukua eneo katika ombwe la 750 THz kama kitengo cha mabadiliko. Huu ni ukingo wa urefu wa wimbi fupi la wigo. Urefu wake ni 400 nm. Kuhusu mpaka wa mawimbi mapana, sehemu ya 760 nm, ambayo ni 390 THz, inachukuliwa kama kitengo cha kipimo.
Katika fizikia, mwanga huzingatiwa kama seti ya chembe chembe zinazoelekezwa zinazoitwa fotoni. Kasi ya usambazaji wa mawimbi katika utupu ni mara kwa mara. Picha zina kasi fulani, nishati, misa ya sifuri. Kwa maana pana, mwanga unaonekana mionzi ya ultraviolet. Mawimbi pia yanaweza kuwa ya infrared.
Kwa mtazamo wa ontolojia, nuru ndio mwanzo wa kuwa. Hivi ndivyo wasemavyo wanafalsafa na wasomi wa dini. Katika jiografia, neno hili hutumiwa kurejelea maeneo fulani ya sayari. Nuru yenyewe ni dhana ya kijamii. Hata hivyo, katika sayansi ina sifa, sifa na sheria mahususi.
Vyanzo vya asili na mwanga
Mionzi ya sumakuumeme huundwa katika mchakato wa mwingiliano wa chembe zinazochajiwa. Hali bora kwa hii itakuwa joto, ambayo ina wigo unaoendelea. Mionzi ya juu inategemea joto la chanzo. Mfano mzuri wa mchakato ni jua. Mionzi yake iko karibu na ile ya mwili mweusi kabisa. Hali ya mwanga kwenye Jua imedhamiriwa na joto la joto hadi 6000 K. Wakati huo huo, karibu 40% ya mionzi iko ndani ya kujulikana. Wigo wa juu zaidi wa nguvu uko karibu na nm 550.
Vyanzo vya mwanga pia vinaweza kuwa:
- Magamba ya kielektroniki ya molekuli na atomi wakati wa mageuzi kutoka ngazi moja hadi nyingine. Taratibu kama hizo hufanya iwezekanavyo kufikia wigo wa mstari. Mifano ni LED na taa za kutokeza gesi.
- Mionzi ya Cherenkov, ambayo hutengenezwa chembe chembe za chaji zinaposonga kwa kasi ya awamu ya mwanga.
- Michakato ya kupunguza kasi ya fotoni. Kwa hivyo, mionzi ya synchro- au cyclotron hutolewa.
Hali ya mwanga inaweza pia kuhusishwa na mwangaza. Hii inatumika kwa vyanzo vya bandia na vya kikaboni. Mfano: chemiluminescence, scintillation, phosphorescence, n.k.
Kwa upande wake, vyanzo vya mwanga vinagawanywa katika vikundi kulingana na viashirio vya halijoto: A, B, C, D65. Wigo changamano zaidi huzingatiwa katika mwili mweusi kabisa.
Tabia Nyepesi
Jicho la mwanadamu huona mionzi ya sumakuumeme kama rangi moja kwa moja. Kwa hivyo, mwanga unaweza kutoa tints nyeupe, njano, nyekundu, kijani. Ni tuhisia ya kuona, ambayo inahusishwa na mzunguko wa mionzi, iwe ni spectral au monochromatic katika muundo. Picha zimethibitishwa kueneza hata katika utupu. Kwa kutokuwepo kwa suala, kasi ya mtiririko ni 300,000 km / s. Ugunduzi huu ulipatikana mapema miaka ya 1970.
Kwenye mpaka wa midia, mtiririko wa mwanga hupitia uakisi au mwonekano. Wakati wa uenezi, hutawanyika kupitia maada. Inaweza kusema kuwa fahirisi za macho za kati zina sifa ya thamani ya kinzani sawa na uwiano wa kasi katika utupu na kunyonya. Katika vitu vya isotropiki, uenezi wa mtiririko hautegemei mwelekeo. Hapa, faharisi ya refractive inawakilishwa na idadi ya scalar iliyoamuliwa na kuratibu na wakati. Katika hali ya anisotropiki, fotoni huonekana kama tensor.
Mbali na hilo, mwanga unaweza kugawanywa na sivyo. Katika kesi ya kwanza, idadi kuu ya ufafanuzi itakuwa vector ya wimbi. Ikiwa mtiririko haujagawanywa, basi unajumuisha seti ya chembe zinazoelekezwa katika mwelekeo nasibu.
Sifa muhimu zaidi ya mwanga ni ukubwa wake. Inabainishwa na idadi ya fotometric kama vile nguvu na nishati.
Sifa za kimsingi za mwanga
Picha haziwezi tu kuingiliana, lakini pia kuwa na mwelekeo. Kama matokeo ya kuwasiliana na kati ya kigeni, mtiririko hupata tafakuri na kinzani. Hizi ni sifa mbili za msingi za mwanga. Kwa kutafakari, kila kitu ni wazi zaidi au chini: inategemea wiani wa suala na angle ya matukio ya mionzi. Walakini, kwa kukataa, hali ni mbalingumu zaidi.
Kwa kuanzia, tunaweza kuzingatia mfano rahisi: ukipunguza majani ndani ya maji, basi kutoka upande yataonekana kuwa yamepinda na kufupishwa. Hii ni refraction ya mwanga, ambayo hutokea kwenye mpaka wa kati ya kioevu na hewa. Mchakato huu unabainishwa na mwelekeo wa usambazaji wa miale wakati wa kupita kwenye mpaka wa jambo.
Mtiririko wa mwanga unapogusa mpaka kati ya midia, urefu wake wa wimbi hubadilika sana. Walakini, mzunguko wa uenezi unabaki sawa. Ikiwa boriti sio orthogonal kwa mpaka, basi urefu wa wimbi na mwelekeo wake utabadilika.
Mwonekano Bandia wa mwanga mara nyingi hutumika kwa madhumuni ya utafiti (microscopes, lenzi, vikuzalishi). Alama pia ni za vyanzo kama hivyo vya mabadiliko katika sifa za mawimbi.
Uainishaji wa mwanga
Kwa sasa, tofauti inafanywa kati ya mwanga wa asili na wa asili. Kila moja ya spishi hizi hufafanuliwa na chanzo maalum cha mionzi.
Mwanga asilia ni seti ya chembe chembe zinazochajiwa na mwelekeo mchafuko na unaobadilika haraka. Sehemu kama hiyo ya sumakuumeme husababishwa na mabadiliko ya kutofautiana ya nguvu. Vyanzo vya asili ni pamoja na miili ya joto, jua, gesi za polarized.
Mwanga Bandia ni wa aina zifuatazo:
- Ndani. Inatumika mahali pa kazi, katika eneo la jikoni, kuta, nk. Mwangaza kama huo una jukumu muhimu katika muundo wa mambo ya ndani.
- Jumla. Hii ni mwanga sare wa eneo lote. Vyanzo ni chandeliers, taa za sakafu.
- Imeunganishwa. Mchanganyiko wa aina ya kwanza na ya pili ili kufikia uangazaji bora wa chumba.
- Dharura. Ni muhimu sana wakati wa kukatika kwa umeme. Nishati hutolewa mara nyingi kutoka kwa betri.
Mwanga wa jua
Leo ndio chanzo kikuu cha nishati Duniani. Haitakuwa ni kutia chumvi kusema kwamba mwanga wa jua huathiri mambo yote muhimu. Hiki ni kipimo kisichobadilika kinachofafanua nishati.
Tabaka za juu za angahewa ya dunia zina takriban 50% ya mionzi ya infrared na 10% ya mionzi ya ultraviolet. Kwa hivyo, kiasi cha mwanga unaoonekana ni 40% pekee.
Nishati ya jua hutumika katika michakato ya sintetiki na asilia. Hii ni photosynthesis, na mabadiliko ya fomu za kemikali, na inapokanzwa, na mengi zaidi. Shukrani kwa jua, ubinadamu unaweza kutumia umeme. Kwa upande mwingine, mikondo ya mwanga inaweza kuwa ya moja kwa moja na kusambaa ikiwa inapita kwenye mawingu.
Sheria kuu tatu
Tangu zamani, wanasayansi wamekuwa wakisoma optics ya kijiometri. Leo, sheria zifuatazo za mwanga ni za msingi:
- Sheria ya usambazaji. Inasema kuwa katika hali ya macho yenye usawa, mwanga utasambazwa katika mstari ulionyooka.
- Sheria ya kinzani. Mwale wa tukio la mwanga kwenye mpaka wa vyombo vya habari viwili na makadirio yake kutoka kwa hatua ya makutano ya uongo kwenye ndege moja. Hii inatumika pia kwa perpendicular iliyopunguzwa hadi hatua ya kuwasiliana. Katika kesi hii, uwiano wa sines za pembe za matukio na refraction itakuwa thamanimara kwa mara.
- Sheria ya kutafakari. Mwale wa mwanga unaoshuka kwenye mpaka wa vyombo vya habari na makadirio yake yapo kwenye ndege moja. Katika hali hii, pembe za kuakisi na matukio ni sawa.
Mtazamo mwepesi
Ulimwengu unaomzunguka unaonekana kwa mtu kutokana na uwezo wa macho yake kuingiliana na mionzi ya sumakuumeme. Mwangaza hutambulikana na vipokezi vya retina, ambavyo vinaweza kutambua na kujibu wigo wa chembe zinazochajiwa.
Mtu ana aina 2 za seli nyeti kwenye jicho: koni na vijiti. Ya kwanza kuamua utaratibu wa maono wakati wa mchana na kiwango cha juu cha kuangaza. Fimbo ni nyeti zaidi kwa mionzi. Huruhusu mtu kuona usiku.
Vivuli vya mwanga vinavyoonekana hubainishwa na urefu wa mawimbi na mwelekeo wake.
