Svjetlost

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Spektar boja

Svjetlost je elektromagnetsko zračenje koje je vidljivo ljudskom oku. Ljudsko oko u prosjeku može vidjeti svjetlost s valnom duljinom u rasponu od 390 do 750 nm.[1]

Svjetlost - elektromagnetsko zračenje[uredi VE | uredi]

Elektromagnetsko zračenje možemo predočiti kao roj čestica koje se nazivaju fotoni. Svaki foton nosi određenu količinu energije. Cjelokupni raspon zračenja koje nastaje u svemiru nazivamo elektromagnetski spektar.

Vrste elektromagnetskog zračenja:

Elektromagnetska zračenja uzajamno se razlikuju jedino frekvencijom. Svjetlost nastaje kada se električni naboji kreću u elektromagnetskom polju. Atom odašilje svjetlost kada je neki od njegovih elektrona potaknut dodatnom energijom izvana. Zračenje pobuđenih elektrona predočavamo valom. Svjetlost manje energije ima manju učestalost ili frekvenciju, ali veću valnu duljinu, a ona s više energije ima veću frekvenciju ali manju valnu duljinu.

valna duljina = brzina svjetlosti / frekvencija

Brzina svjetlosti, kao i svih ostalih elektromagnetskih valova, u vakuumu iznosi 299 792 458 m/s.

Crtežem je prikazano vrijeme širenja svjetlosti od Zemlje (lijevo) do Mjeseca (desno) koje traje 1,255 sekundi.

Boje[uredi VE | uredi]

Ljudsko oko reagira samo na vrlo ograničeni raspon valnih duljina, na vidljivu svjetlost. Međutim, ono odlično raspoznaje i vrlo male razlike unutar tog raspona. Te male razlike nazivamo boje. Boje su dakle male frekvencijske razlike u području vidljive svjetlosti. Najkraću valnu duljinu imaju ljubičasta i plava svjetlost, a najdulju crvena svjetlost.

Spektar vidljivog zračenja čine:

Bijela svjetlost sastavljena je od kontinuiranog niza svih boja vidljivog spektra. U praksi pod bojom nekog tijela možemo smatrati boju koje tijelo reflektira kada je osvijetljeno bijelom svjetlošću, tj. tijelo će biti obojeno nekom bojom ako mu površina apsorbira bijelu svjetlost samo na određenom valnom području. Boja dakle ovisi o frekvenciji reflektiranog zračenja. Bijela površina je ona koja u jednakoj mjeri reflektira sva valna područja bijele svjetlosti. Crna površina je ona koja u potpunosti apsorbira bijelu svjetlost. Siva površina u jednakoj mjeri reflektira sva valna područja bijele svjetlosti, ali ih i djelomično apsorbira. Bijela, crna i siva su akromatske boje, a sve ostale boje su kromatske.

Osnovne karakteristike kromatskih boja:

  • ton (pojam vezan za ime boje npr. crvena, zelena)
  • svjetlina (ovisi o intenzitetu zračenja)
  • zasićenost (ovisi o čistoći boje).

Kraće se valne duljine učinkovitije raspršuju po zraku nego dulje valne duljine. Nebo je plavo zato jer se kratke valne duljine (plava svjetlost) najviše raspršuju.

Sunce isijava najviše energije u vidljivom dijelu spektra elektromagnetskoga zračenja. Vrlo vruća zvijezda emitira većinu svjetlosti u ultraljubičastom području. Vrlo hladna zvijezda (na temperaturi nižoj od 1000 K) većinu zračenja emitira u infracrvenom području. Sunce, po mnogome prosječna zvijezda emitira većinu energije u vidljivom dijelu elektromagnetskoga spektra.

Koja je tvar koje boje? Vegetacija upija crvenu i plavu svjetlost, a zrcali zelenu, pa nam stoga biljke izgledaju zeleno. Tvar koja upija plavo, a reflektira crveno izgleda nam crvena; koja upija crvenu svjetlost, a reflektira plavu je plava; koja podjednako reflektira svjetlost u svim bojama je bijela ili crna ili siva. Npr. ruža je crvena zato što se sve boje osim crvene upijaju unutar ruže, a samo se crvena boja reflektira. Crno i bijelo su u osnovi isto, a razlika je samo u količini reflektirane svjetlosti, a ne u njihovoj boji.

Sve boje koje vidimo na Zemlji i drugdje su samo pitanje koje se valne duljine sunčeve svjetlosti najbolje reflektiraju.

Izvori svjetlosti[uredi VE | uredi]

Izvori svjetlosti su tijela koja emitiraju svjetlost. Svjetlost se širi najvećom mogućom brzinom. Ne razlikuju se fizička svojstva svjetlosti nastale u prirodnim izvorima (npr.zvijezdama) i umjetnim izvorima svjetlosti (npr. žaruljama). Ne razlikuju se svojstva svjetlosti nastale u vrućim izvorima svjetlosti (npr. zvijezde, žarulje, vatra) i hladnim izvorima (npr. plinske svjetiljke i živi organizmi).

Geometrijska optika[uredi VE | uredi]

Svjetlost se od izvora na sve strane rasprostire pravocrtno. Pravci po kojima se rasprostire svjetlost nazivaju se zrake svjetlosti. Dio prostora iza nekog tijela nasuprot izvoru svjetlosti u koji svjetlost izvora ne dopire neposredno, naziva se sjena. Odbijanje svjetlosti naziva se refleksija, a lom svjetlosti refrakcija. Razlaganje bijele svjetlosti u boje, naziva se disperzija.

Dopplerov efekt[uredi VE | uredi]

Dopplerov efekt je promjena promatrane valne duljine vala zbog međusobnog približavanja ili udaljavanja izvora vala i promatrača. Valne duljine spektralnih linija svjetlosti povećavaju se (pomiču prema crvenom području spektra) kada se izvor udaljava, a smanjuju se (pomiču prema plavom području spektra) kada se izvor približava promatraču. Proučavanjem Dopplerova efekta svjetlosti zvijezda i drugih nebeskih objekata može se odrediti radijalna brzina njihova gibanja.

Doprinos Ruđera Boškovića tumačenju svjetlosti[uredi VE | uredi]

Bošković je smatrao da «svjetlost može biti kao neko fino istakanje i kao neka para koju izbacuje žestoka vatrena fermentacija». Tvrdio je da je struktura svjetlosnih čestica, iako su male mase, složena i da se zrake različitih boja međusobno razlikuju.

Kako bi objasnio zašto se na prelasku iz jednog optičkog sredstva u drugo dio svjetlosnog snopa reflektira a dio prelama, pretpostavio je da je svjetlosna čestica složena od mnoštva čestica nižeg reda povezanih elastičnim silama. Ako u trenutku emisije čestice koje čine svjetlosnu česticu dobiju različite početne brzine sporije će čestice usporavati brže a brže će ubrzavati sporije pa će se svjetlosna čestica rastezati i stezati. Ovisno je li svjetlosna čestica rastegnuta ili stegnuta u trenutku kad dolazi do granične površine između dva optička sredstva ona će se odbiti ili proći.

Boškovićevi opisi zagrijavanja tvari s pomoću svjetlosti zvuče moderno: «Sunčeve zrake podavaju vrlo neznatnim česticama tijela gibanje iz kojeg ... nastaje toplina…»

Osmislio je (ali nije proveo) pokus kojim je s pomoću dva teleskopa od kojih je jedan napunjen vodom namjeravao utvrditi je li svjetlost čestične ili valne prirode. [2]

Vidi i[uredi VE | uredi]

Izvori[uredi VE | uredi]