Selitämme kaiken valosta, sen tutkimuksen historiasta, leviämisestä ja muista ominaisuuksista. Lisäksi luonnonvaloa ja keinovaloa.
Mikä on valo
Se, mitä kutsumme valoksi, on osa sitä sähkömagneettinen spektri jotka voidaan havaita ihmissilmällä. Siinä on valon lisäksi erilaisia sähkömagneettisen säteilyn muotoja universumi, joka leviää tilaa ja kuljetuksia Energiaa paikasta toiseen (kuten ultraviolettisäteily tai röntgensäteet), mutta mitään niistä ei voida havaita luonnollisesti.
Näkyvä valo koostuu fotoneista (kreikan sanasta phos, "valo"), eräänlainen hiukkasia elementaalit puuttuvat massa-. Fotonit käyttäytyvät kahdella tavalla: aaltoina ja hiukkasina. Tämä kaksinaisuus antaa valolle ainutlaatuiset fysikaaliset ominaisuudet.
The optiikka on haara fyysistä joka tutkii valoa, sen ominaisuuksia, käyttäytymistä, vuorovaikutusta ja sen vaikutuksia valoon asia. Valo on kuitenkin monien muiden tutkimus tieteenaloilla kuin kemia, yleinen suhteellisuusteoria tai fysiikka kvantti, muun muassa.
Valon historiaa
Valon luonne on kiehtonut ihmiskuntaa ikuisesti. Muinaisina aikoina sitä pidettiin aineen ominaisuutena, jonain, joka kumpuaa asioista. Se oli myös linkitetty Aurinko, tähtikuningas useimmissa uskonnot Y maailmankatsomuksia -lta ihmiskunta primitiivinen ja siksi myös kanssa lämpöä ja kanssa elämää.
Muinaiset kreikkalaiset ymmärsivät valon olevan jotain läheistä totuus asioista. Sitä tutkivat filosofit, kuten Empedocles ja Euclides, jotka olivat jo löytäneet useita sen fysikaalisia ominaisuuksia. From renessanssi Euroopassa 1400-luvulla sen tutkiminen ja soveltaminen ihmiselämään sai suuren sysäyksen modernin fysiikan ja optiikka.
Myöhemmin johto sähköä sallittu kodin keinovalaistus ja kaupungit, lakkaa olemasta riippuvainen auringosta tai palamisesta polttoaineita (diesel- tai petrolilamput). Näin kylvettiin 1900-luvulla kehittyneen optisen tekniikan perusta.
Elektroniikan ja optiikan ansiosta valolle oli mahdollista kehittää sovelluksia, joita vuosisatoja sitten ei olisi voinut kuvitellakaan. Ymmärrämme sen fysikaalisesta toiminnasta lisääntyi osittain kvanttiteorioiden ja niiden ansiosta tapahtuneen fysiikan ja kemian valtavan kehityksen ansiosta.
Valon ja sen tutkimuksen ansiosta on olemassa teknologioita yhtä erilaisia kuin laserit, elokuvateatteri, Valokuvaus, valokopiointi tai aurinkosähköpaneelit.
Valon ominaisuudet
Valo on fotonien aaltoilevaa ja korpuskulaarista emissiota, eli samalla se käyttäytyy kuin se olisi tehty aallot ja aine.
Se kulkee aina suoraa linjaa määritellyllä ja vakionopeudella. The taajuus valoaaltojen määrä määrittää tason valoenergia, ja se erottaa näkyvän valon muista säteilyn muodoista.
Vaikka valo yleensä (sekä auringosta että lampusta tuleva) näyttää valkoiselta, se sisältää aaltoja, joiden aallonpituudet vastaavat kutakin näkyvän spektrin väriä.
Tämä voidaan todistaa osoittamalla se prismaan ja jakamalla se sävyiksi Sateenkaari. Se, että esineellä on tietty väri, johtuu siitä, että esineen pigmentti absorboi tiettyjä aallonpituuksia ja heijastaa muita heijastaen kohteen aallonpituutta. väri- Mitä näemme.
Jos näemme esineen valkoisena, se johtuu siitä, että pigmentti heijastaa kaiken siihen säteilevän valon, kaikki aallonpituudet. Jos toisaalta näemme sen mustana, se johtuu siitä, että se imee kaiken valon eikä mikään heijastu, emme näe mitään, toisin sanoen näemme mustaa.Silmämme havaitseman spektrin värit vaihtelevat punaisesta (700 nanometriä aallonpituutta) violettiin (400 nanometrin aallonpituus).
Valon leviäminen
Valo kulkee tyhjiössä suoraviivaisesti ja nopeudella 299 792 4458 metriä sekunnissa. Jos sen on mentävä tiheän tai monimutkaisen materiaalin läpi, se liikkuu hitaammin.
Tanskalainen tähtitieteilijä Ole Roemer teki ensimmäisen karkean mittauksen valonnopeus Vuonna 1676. Siitä lähtien fysiikka on hienosäätänyt mekanismeja suuresti mittaus.
Varjojen ilmiö liittyy myös valon etenemiseen: osuessaan läpinäkymättömään esineeseen valo heijastaa siluettinsa taustalle ja hahmottelee kohteen peittämän osan. Varjossa on kaksi astetta: kirkkaampi, nimeltään penumbra; ja toinen tummempi, nimeltään umbra.
Geometria on ollut tärkeä työkalu tutkittaessa valon etenemistä tai suunniteltaessa esineitä tiettyjen efektien saamiseksi, esim. teleskooppi ja mikroskooppi.
Valon ilmiöt
Valon ilmiöt ovat muutoksia, joita se kokee joutuessaan alttiiksi tietyille väliaineille tai tietyille fysikaalisille olosuhteille. Monet niistä ovat näkyvissä päivittäin, vaikka emme todellakaan tiedä kuinka ne toimivat.
- Heijastus. Kun valo osuu tiettyihin pintoihin, se pystyy "pomppaamaan", eli muuttamaan lentorataa tietyissä ja ennustettavissa kulmissa. Esimerkiksi jos esine, johon se osuu tietyssä kulmassa, on sileä ja sillä on heijastavia ominaisuuksia (kuten peilin pinta), valo heijastuu kulmassa, joka on yhtä suuri kuin tuleva, mutta vastakkaiseen suuntaan. Näin peilit toimivat.
- Taittuminen. Kun valo siirtyy yhdestä läpinäkyvästä väliaineesta toiseen, eri tiheydet on ilmiö, joka tunnetaan nimellä "taittuminen". Klassinen esimerkki on valon kulku niiden välillä ilmaa (vähemmän tiheä) ja Vesi (tiheämpi), mikä voidaan todistaa asettamalla ruokailuvälineet vesilasiin ja huomaamalla, kuinka aterimien kuva näyttää katkenneelta ja kopioituvan, ikään kuin kuvassa olisi "virhe". Tämä johtuu siitä, että vesi muuttaa etenemissuuntaa siirtyessään väliaineesta toiseen.
- Diffraktio. Kun valonsäteet ympäröivät esinettä tai kulkevat läpinäkymättömässä rungossa olevien aukkojen läpi, niiden liikerata muuttuu, mikä tuottaa avautumisvaikutelman, kuten tapahtuu auton ajovaloissa yöllä. Tämä ilmiö on tyypillinen kaikille aalloille.
- Hajautus. Tämä valon ominaisuus antaa meille mahdollisuuden saada koko värispektri sirottamalla valonsäteen, eli se tapahtuu, kun saamme sen kulkemaan prisman läpi, tai mitä tapahtuu, kun valo kulkee sadepisaroiden läpi tunnelmaa ja luo siten sateenkaaren.
- Polarisaatio. Valo koostuu värähtelyistä sähkökenttä Y magneettinen joilla voi olla eri osoitteet. Valon polarisaatio on ilmiö, joka syntyy, kun esimerkiksi polarisaattorin (kuten aurinkolasien) avulla värähtelysuuntia pienennetään siten, että valo leviää pienemmällä intensiteetillä.
Auringonvalo ja keinovalo
Ihmiskunnan perinteinen valonlähde on ollut Auringosta tuleva valonlähde, joka säteilee jatkuvasti näkyvää valoa, lämpöä, ultraviolettivaloa ja muuta säteilyä.
The auringonvalo Se on välttämätöntä fotosynteesi ja ylläpitämään lämpötila planeetan rajoissa, jotka ovat yhteensopivia elämän kanssa. Se on samanlainen kuin valo, jonka havaitsemme toisesta tähdet -lta galaksi, vaikka ne ovatkin miljardien kilometrien päässä toisistaan.
Hyvin varhaisista ajoista lähtien ihminen on yrittänyt jäljitellä tuota luonnonvalon lähdettä. Aluksi se hallitsi tulta, soihtuilla ja kokkoilla, jotka vaativat palavia materiaaleja eivätkä olleet kovin kestäviä.
Myöhemmin hän käytti vahakynttilöitä, jotka palavat hallitusti, ja paljon myöhemmin hän loi katuvaloja, jotka polttivat öljyä tai muuta hiilivedyt, mikä synnytti ensimmäisen kaupunkivalaistusverkoston, joka myöhemmin korvattiin maakaasu. Lopulta päädyttiin sähkön käyttöön, sen turvallisempaan ja tehokkaampaan versioon.