WŁAŚCIWOŚCI ŚWIATŁA
ŚWIATŁO JEST FALĄ ELEKTROMAGNETYCZNĄ.
Prędkość światła w próżni oznacza się literą c:
c=300 000 km/s
Definiując c należy dodać, że jest to prędkość "w próżni" ponieważ w innych ośrodkach (szkło, woda, powietrze) światło porusza się wolniej. Tym wolniej, im większy jest współczynnik załamania światła dla danego środowiska.
Fale elektromagnetyczne rozchodzą się z prędkością światła.
Światło jako fala elektromagnetyczna rozchodzi się w postaci "porcji" (kwantów), zwanych fotonami. Fotony to cząstki elementarne, tak samo jak elektrony czy protony. Fotony zawsze się poruszają i to zawsze z prędkością światła. Każdy foton ma jakąś energię, ale nie jest to energia kinetyczna tylko energia elektromagnetyczna.
W pewnych warunkach może zachodzić zjawisko całkowitego odbicia wewnętrznego
Zjawisko to zachodzi, kiedy światło chce wyjść z wody albo ze szkła do powietrza ( z ośrodka gęstszego optycznie do rzadszego optycznie). Jeśli chce wyjść w miarę prostopadle to na granicy tych ośrodków nastąpi jego załamanie. Jeśli jednak chce wyjść zbyt płasko, to zamiast wyjść odbije się od granicy dwóch ośrodków jak od lustra (zachodzi całkowite wewnętrzne odbicie). Gdy patrzymy na powierzchnię wody spod wody, to wydaje się ona falującą lustrzaną taflą.
Rozszczepienie światła białego w pryzmacie
Światło barwne.
Fale świetlne wywołują różne wrażenia barwne. Zakres fal widzialnych to 400-800 nm.
- światło fioletowe to najkrótsze fale - około 400 nm,
- światło czerwone to fale najdłuższe - około 700-800 nm
- oko ludzkie jest najbardziej wrażliwe na fale żółtozielone w zakresie 500-550 nm.
- nadfiolet<400 nm światło widzialne 800 nm>podczerwień
W pryzmacie światło białe można rozszczepić na kolory tęczy.
Całkowite wewnętrzne odbicie światła
Kolory barw tęczy.
Światło fioletowe załamuje się silniej niż czerwone. Pryzmaty w szkole kojarzą się najczęściej z rozczepieniem światła, jednak stosuje się je również w przyrządach optycznych w związku z ich właściwościami całkowitego wewnętrznego odbicia i znacznie lepiej w tej roli spisują się niż zwierciadła.
Załamanie światła.
Jeżeli promień światła przechodzi z jednego ośrodka do drugiego to na ich granicy zmienia kierunek - to zjawisko jest załamaniem światła.
Załamanie dotyczy również innych fal. Załamanie zachodzi np: w pryzmatach i soczewkach. Załamanie zachodzi pod warunkiem, że prędkość światła w dwóch ośrodkach jest różna, gdy ośrodki mają różne współczynniki załamania światła.
Współczynnik załamania światła, n informuje nas o tym jak silnie dany ośrodek załamuje światło.
gdzie:
V1 – prędkość fali w ośrodku, w którym fala rozchodzi się na początku,
V2– prędkość fali w ośrodku, w którym rozchodzi się po załamaniu.
Współczynnik ten jest bezwymiarowy, czyli nie ma jednostek. Przyjęto, że współczynnik ten dla próżni wynosi n=1,00000. W innych ośrodkach współczynnik załamania światła jest większy od jedności. Im n jest większe tym załamanie światła większe.
Kilka przykładów:
- woda n=1,33,
- szkło n=1,4-1,7 w zależności od rodzaju szkła,
- diament n=2,4 posiada wyjątkowo duży współczynnik załamania światła dlatego też tak efektownie błyszczy.
- Współczynnik załamania światła dla powietrza wynosi około 1,0003 jest tylko nieznacznie większy niż w próżni.
- Światło załamuje się w stronę ośrodka gęstszego optycznie.
COPYRIGHT © FIZYKA W SZKOLE PODSTAWOWEJ