физика реферат дима. Свет как волна
![]()
|
|
Выполнил | студент. гр. |
Проверил | Ст. преподаватель |
| |
Воткинск, 2019
Содержание
Введение 3
1 Свет как волна 4
2 Дисперсия света 8
Заключение 10
Список использованных источников 11
ВВЕДЕНИЕ
Источником света является нагретое до определенной температуры или возбужденное вещество. На Землю свет поступает с Солнца, других звезд, некоторых разогретых планет, комет и иных небесных тел. На нашей планете источником света может быть огонь – костер, пламя свечи, факела или масляной лампы, а также разогретое вещество. Человек изобрел и искусственные источники видимого излучения, в частности, лампу накаливания, где свет излучает разогретая электротоком вольфрамовая спираль, люминесцентную лампу, в которой светится слой люминофора, возбужденный электроразрядом в наполняющем колбу газе, галогенную лампу, ртутную и другие.
В XVII веке возникло две теории света: волновая и корпускулярная. Корпускулярную теорию предложил Ньютон, а волновую – Гюйгенс. Согласно представлениям Гюйгенса свет – волны, распространяющиеся в особой среде – эфире, заполняющем все пространство. Две теории длительное время существовали параллельно. Когда одна из теорий не объясняла какого-то явления, то оно объяснялось другой теорией. Например, прямолинейное распространение света, приводящее к образованию резких теней нельзя было объяснить исходя из волновой теории. Однако в начале XIX века были открыты такие явления как дифракция и интерференция, что дало повод для мыслей, что волновая теория окончательно победила корпускулярную. Во второй половине XIX века Максвелл показал, что свет – частный случай электромагнитных волн. Эти работы послужили фундаментом для электромагнитной теории света. Однако в начале XX века было обнаружено, что при излучении и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц.
Цель данной работы – рассмотреть свет как волну.
1 Свет как электромагнитная волна
Согласно волновой теории свет представляет собой электромагнитную волну.
Видимое излучение (видимый свет) – электромагнитное излучение, непосредственно воспринимаемое человеческим глазом, характеризующееся длинами волн в диапазоне 400 – 750 нм, что соответствует диапазону частот 0,75·1015 – 0,4·1015 Гц. Световые излучения различных частот воспринимаются человеком как разные цвета.
Инфракрасное излучение – электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны около 0,76 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (с длиной волны 1-2 мм). Инфракрасное излучение создает ощущение тепла, поэтому его часто называют тепловым.
Ультрафиолетовое излучение– невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн
![](967686_html_f08d04da1d2aaffb.gif)
Электромагнитные волны – электромагнитные колебания (электромагнитное поле) распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды (в вакууме - 3∙108 м/с). Особенности электромагнитных волн, законы их возбуждения и распространения описываются уравнениями Максвелла. На характер распространения электромагнитных волн влияет среда, в которой они
![](967686_html_d34a831818c2eed8.gif)
![](967686_html_9244b8968cf9f366.gif)
где
![](967686_html_2e08efeb40b98ae5.gif)
![](967686_html_3d508ea0bd7fa334.gif)
![](967686_html_232766a0efd1815d.gif)
![](967686_html_b77d483676447c3b.gif)
![](967686_html_21d7b5c2cd496c15.gif)
![](967686_html_6fa200947ee3177e.gif)
![](967686_html_27121306dcd752.gif)
![](967686_html_2d8559ae4e0fc4d2.gif)
![](967686_html_4a5ca432698cf612.gif)
![](967686_html_e2ef4b1a658fdb43.gif)
![](967686_html_a3b5006b83423aab.gif)
![](967686_html_b3e086c3c6a64ebf.gif)
![](967686_html_c05fe44623d84f2e.gif)
где
![](967686_html_ba1ad8e8ae8f5da5.gif)
![](967686_html_c06588ea2fe3c56a.gif)
![](967686_html_e676b61f9e237f84.gif)
![](967686_html_4030b0029ff62725.gif)
![](967686_html_21d7b5c2cd496c15.gif)
![](967686_html_6fa200947ee3177e.gif)
![](967686_html_160f513eaedd81b7.gif)
![](967686_html_93052e558ab13d0e.gif)
![](967686_html_4d473472d9bf5ae2.gif)
Скорость света в вакууме равна
![](967686_html_d34a831818c2eed8.gif)
![](967686_html_530f888d979931c3.gif)
Отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде называется абсолютным показателем преломления среды
![](967686_html_40f917324296e138.gif)
![](967686_html_bbe693026596b9e4.gif)
При переходе из одной среды в другую изменяются скорость распространения волны
![](967686_html_2d8559ae4e0fc4d2.gif)
![](967686_html_d4d6041a99f2427a.gif)
![](967686_html_89167f41d3e0c7d1.gif)
![](967686_html_3e4576b64ab20cc7.gif)
![](967686_html_bb98201c42e14b5a.gif)
где
![](967686_html_6cde6f018e08201e.gif)
![](967686_html_ff3cec6d3314b4cd.gif)
![](967686_html_2a4105d65e594ea7.gif)
![](967686_html_bc53982c13dd9bb1.gif)
Электромагнитная (световая) волна переносит энергию. Плотность энергии световой волны:
![](967686_html_987306c90d0ef8d9.gif)
Плотность потока энергии – вектор Пойнтинга:
![](967686_html_e74d5c51373592df.gif)
Поток энергии световой волны через поверхность
![](967686_html_3b11e06606016f3b.gif)
![](967686_html_797bb2b040371eed.gif)
Падая на поверхность, световая волна оказывает на нее давление. Если поверхность поглощает всю падающую энергию, давление света равно:
![](967686_html_8d9bb33cbd5c535a.gif)
где
![](967686_html_379cb44041cf6dc.gif)
![](967686_html_e8e24291ef93a05.gif)
где
![](967686_html_5e5719cc3d5eba8.gif)
Осредненное по времени значение плотности светового потока называется интенсивностью световой волны:
![](967686_html_9c0e77489b10b26e.gif)
где
![](967686_html_d34a831818c2eed8.gif)
![](967686_html_3aa88f562fb77c81.gif)
![](967686_html_894bea63e846b944.gif)
![](967686_html_3a4aff0779074959.gif)
Светом считают электромагнитную волну, которую способен видеть глаз человека. Для этого длина этой волны не должна выходить за границы от 380-400 нм до 760-780 нм. После 780 нм начинается инфракрасный диапазон, который человек может ощущать, как тепло, а перед видимым спектром идет ультрафиолетовое излучение. Его способны видеть некоторые насекомые и птицы, а кожа человека может отреагировать на него загаром. Сам видимый диапазон электромагнитного излучения разделен на отрезки, каждый из которых человек воспринимает как свет определенного цвета. К примеру, фиолетовый соответствует длине волны 380-440 нм, зеленый – 500-565 нм, а красный – 625-740 нм. Всего выделяют 7 основных цветов видимого спектра, их можно наблюдать, глядя на радугу. А вот белый свет – это смешение всех цветов спектра
2 Дисперсия света
Солнечный свет имеет много тайн. Одна из них – явление дисперсии. Первым его обнаружил великий английский физик Исаак Ньютон в 1666 году, занимаясь усовершенствованием телескопа. Луч белого света, проходя через трехгранную призму не только отклоняется, но и разлагается на составляющие цветные лучи.
Это явление установил Исаак Ньютон, проведя серию опытов.
Опыты Ньютона
![](967686_html_80a99ca71fe6ea8c.png)
![](967686_html_14daca00978dd80b.png)
![](967686_html_57c8185287def4b4.png)
![](967686_html_634db2161ca2dfa.jpg)
Основной опыт Ньютона был гениально прост. Он догадался направить на призму световой луч малого поперечного сечения. Пучок солнечного света проходил в затемненную комнату через маленькое отверстие в стене. Падая на стеклянную призму, он преломлялся и давал на противоположной стене удлиненное изображение с радужным чередованием цветов. Следуя многовековой традиции, согласно которой радуга считалась состоящей из 7 цветов, Ньютон тоже выделил 7 цветов: фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый, красный. Саму радужную полоску Ньютон назвал спектром.
Дисперсией называется зависимость показателя преломления от частоты колебаний (или длины волны).
Белый свет является сложным светом состоящим из лучей различной цветности: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового – такое разложение света называется спектром.
Каждому цвету соответствует своя длина и частота волны, такой одноцветный свет называется монохроматическим светом.
в)Для лучей света различной цветности показатели преломления данного вещества различны: вследствие этого при отклонении призмой пучок белого света разлагается в спектр.
Главный цветоприемник – сетчатка глаза. Цвет есть ощущение, которое возникает в сетчатой оболочке глаза при ее возбуждении световой волной определенной длины. Зная длину волны испускаемого света и условия его распространения можно наперед с высокой точностью сказать, какой цвет увидит глаз.
Белая бумага отражает все падающие на нее лучи различных цветов- красный предмет отражает только лучи красного цвета, а лучи остальных цветов поглощает. Глаз воспринимает отраженные от предмета лучи определенной длины волны и таким образом воспринимает цвет предмета.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, светом считают электромагнитную волну, которую способен видеть глаз человека. Для этого длина этой волны не должна выходить за границы от 380-400 нм до 760-780 нм. После 780 нм начинается инфракрасный диапазон, который человек может ощущать, как тепло, а перед видимым спектром идет ультрафиолетовое излучение. Его способны видеть некоторые насекомые и птицы, а кожа человека может отреагировать на него загаром. Сам видимый диапазон электромагнитного излучения разделен на отрезки, каждый из которых человек воспринимает как свет определенного цвета. К примеру, фиолетовый соответствует длине волны 380-440 нм, зеленый – 500-565 нм, а красный – 625-740 нм. Всего выделяют 7 основных цветов видимого спектра, их можно наблюдать, глядя на радугу. А вот белый свет – это смешение всех цветов спектра.
Список использованных источников
1. В.Д. Горелик, Колебания и волны. – М.,
2. И.В. Савельев, курс общей физики, т.2, М, 2008г.
3. Б.М. Яворский, А.А. Пинский, Основы физики, т.2, М., 2002г.
4“Элементарный учебник физики” М.: АОЗТ “ШРАЙК”, 2005.
5. Кабардин О.Ф. “Физика” М.: “ПРОСВЕЩЕНИЕ”, 2008.