Viesa ir jos skliedimas
5 (100%) 1 vote

Viesa ir jos skliedimas

FIZIKA

REFERATAS

Šviesa ir jos skliedimas

Turinis

Turinis 2

Įvadas 3

Banginė optika 4

Fotometrijos pagrindai 4

Geometrinės optikos dėsniai 6

Optiniai prietaisai 8

Išvados 11

Literatūros sąrašas 12

Įvadas

Fizikos dalis tiriantis šviesos reiškinius vadinama optika (graikų. „optikos“ – matomas), o patys šviesos reiškiniai vadinami optiniais.

Ant daiktų krintanti šviesa leidžia mums jos matyti ir orientuotis erdvėje. Bet šio reiškiniu šviesos veikimas nesiriboja. Prisiminkim pavyzdžiui kaip šyla kūnai ant kuriu krenta saulės šviesa. Reiškia šviesa turi energiją ir perneša ją erdvėje. Dėl to kad energija gali pernešti kūnai arba bangos galima teigti dvi hipotezes apie šviesos prigimtį. Šviesos spinduliavimas turi būti sudarytas iš smulkių daleliu srauto arba bangų, kurie skleidžiami erdvėje.

Pagal primą hipotezę Niutonas sukūrė korpuskuliarinė šviesos teorija kurios dėka galima paaiškinti daugelį optinių reiškinių. Pagal antrą hipotezę olandų mokslininkas Hiugensas XVII a. sukūrė banginė šviesos teoriją, kurios dėka galima buvo paaiškinti tokius reiškinius kaip šviesos interferencija, difrakcija ir t.t Dėl to kad neviena iš šių teorijų atskirai negalėjo pilnai paaiškinti visų optinių reiškinių, klausimas apie tikrąją šviesos prigimtį liko neišspręstas.

Galutini atsakymą į šį klausimą gavo Maksvelas. Jis atkreipė dėmesį į tai jog šviesos skleidimo greitis vakuume sutampa su jo apskaičiuotu elektromagnetinių bangų skleidimo greičiu. Pagal tai jis pasiūlė hipotezę apie elektrobanginę šviesos prigimtį, kuri vėliau buvo patvirtinta daugelių tyrimų. Tokiu būdu XIX a. pabaigoje buvo sukurta elektrobanginė šviesos teorija, kurią naudoja ir mūsų laikas. Banginė optika

Šviesa – tai optinio diapazono elektromagnetinės bangos, kurių dažnių intervalas apytiksliai nuo 3*1011 iki 3*1016 Hz, o bangų ilgis nuo 1mm iki 10nm. Siauresne prasme šviesa dažniausiai vadinamos regimosios elektromagnetinės bangos, kurių bangos ilgis λ0 vakuume 400-750 nm.

Reiškinių, kuriuose reiškiasi šviesos banginė prigimtis, visumą tiria banginė optika. Šviesos bangoje periodiškai tarpusavyje susietai kinta magnetinio ir elektrinio laukų stipriai. Daugelyje reiškinių svarbiausias yra elektrinis laukas E. Monochromatinei šviesai jo kitimą aplinkoje galima aprašyti bangos lygtimi:Čia Em – elektrinio lauko kitimo amplitudė. T – periodas, I – bangos nueitas atstumas, λ – bangos ilgis toje aplinkoje, – pradinė faze. Magnetinio lauko stipris kinta analogiškai. Maksvelio elektromagnetinių bangų teorija rodo, kad jų fazinis greitis v priklauso nuo aplinkos elektrinės ε ir magnetinės μ skvarbos ir užrašomas sąryšiu:Čia ε0 – elektrinė konstanta, μ0 – magnetinė konstanta, kurios taip pas suderina SI sistemos matavimo vienetus. Šviesos greičio vakuume ir jos greičio medžiagoje santykis yra tos medžiagos absoliutinis lūžio rodiklis.

Fotometrijos pagrindai

Šviesos šaltinio išspinduliuota elektromagnetinė banga, plisdama iš vieno erdvės taško į kitą, perduoda energiją, kuri proporcinga elektrinio bei magnetinio laukų stiprių kvadratams.ji plinta erdvėje, apšviečia kūnus, kurių išsklaidytą energiją dažniausiai stebime regėjimo organais. Akies jautrumas priklauso nuo šviesos bangos ilgio , todėl šviesumams vertinti energiniai dydžiai nepatogūs. Dažniausiai fotometrijoje vertinama regėjimu juntama spinduliuotės energija ir naudojama iš to išplaukianti fotometrinė intensyvumų matavimo vienetų sistema. Šviesos srautas Фs – tai regėjimu įvertinam spinduliuotės energija, pratekanti pro kurį nors jai statmeną paviršių per laiko vienetą, matuojama liumenais (lm).

Skirtingo bangos ilgio šviesos vienas liumenas atitinka skirtingą fizikinį energetinį srautą ФN, t.y. skirtingą šviesos galią N, matuojamą vatais (W). Todėl pereinant nuo energetinio šviesos bangų vertinimo prie optinio (pagal akies šviesos pojūtį) taikoma redukuotos akies spektrinis jautris vλ, dar vadinamas matomybės koeficientu(1 pav.). Išskyrus šviesos bangų pluošte mažą bangų ilgių intervalą nuo λ iki λ+d λ, kurio energetinė galia (srautas) dNλ, jo optinį srautą dФλs, galima užrašyti:Čia K – šviesinis spinduoliuotės galios ekvivalentas, rodantis 1W galios atitikmenį optikoje (lm/W), nustatomas naudojant šviesos etaloną – absoliučiai juodą kūną K = 683 lm/W.

Didžiausias redukuotos akies jautris vλ yra žaliukoke spektro dalyje ties 555 nm bangos ilgiu ir jis lygus vienetui, o jo priklausomybė nuo bangos ilgio patiekta 1 paveiksle. Jei bangų

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

1 pav. 400 440 480 520 560 600 640 680 720

ilgių intervalas nėra labai mažas,tenka atsižvelgti į šviesos energijos kitimą spektre. Tuomet šviesos srautą gauname integruodami:

Nustatytą,kad pavertę 1W galią 555 nm šviesa gautume didžiausią 6831m srautą. Įvertinamai rodo, kad1W galios baltoji šviesa pagal formulę ir 1 pav. grafiką duoda 250 lm srautą.šaltinio šviesos stiprį I, kuris matuojamas kandelomis (cd), nusako srautas, tenkantis vienetiniam erdviniam kampui (vienam steradianui). Taškinio t.y. šaltinio, kurio matmenys,palyginus su atstumu iki stebėtojo, yra labai maži, šviesa erdvėje pasiskirsto
tolygiai visomis kryptimis. Paviršiaus apšviestumas E rodo jį pasiekusios šviesos srauto paviršinį tanki matuojamą liuksais(1lx ž 1lm/1m2). Jei I stiprumo taškiniu šaltiniu apšviečiamas plokščiasis paviršius, esantis atstumu r nuo jo, tai paviršiaus apšviestumas E nusakomas apšviestumo dėsniu:čia α – kampas,kurį sudaro spindulių kryptis su paviršiaus normale. Didžiausias apšviestumas bus tada,kai spinduliai kris statmenai į paviršių .veidrodinis paviršius nukreipia šviesą pagal atspindžio dėsnį, o difuzinis paviršius (pvz., balta kreida dažyta siena) išsklaido šviesą.

Šiuo metu Jūs matote 36% šio straipsnio.
Matomi 844 žodžiai iš 2361 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.