СВЕТЛЕЋА ТЕЛА: КАРАКТЕРИСТИКЕ И НАЧИН НА КОЈИ СТВАРАЈУ СОПСТВЕНУ СВЕТЛОСТ - ФИЗИЧКИ - 2025

Свјетлосним тијелом назива се сваки природни или неприродни објект који емитује властиту свјетлост, а то је дио електромагнетског спектра видљивог људским очима. Супротност светлосном објекту је несветљени.

Несветлећи објекти су видљиви зато што су осветљени светлошћу коју емитују светлосни предмети. Тела која нису светла називају се и осветљена тела, иако нису увек у том стању.

Сунце, блиставо тело које осветљава небо и море. Извор: пикабаи

Свјетлосни предмети су примарни извори свјетлости јер их емитују, док су несвјетлињи објекти секундарни извори свјетлости, јер одражавају оне које је створио први.

Примери светлосних и несветлећих тела

Светлећи предмети

У природи постоје предмети који могу да емитују светлост. Ови укључују:

- нед.

- Звезде.

- Луминесцентни инсекти, као што су кријеснице и други.

- Зраци.

- Аурора бореалис или северно светло.

Следе светлосни предмети направљени од људи:

- жаруље са жарном нити или сијалице.

- Пламен свеће.

- Флуоресцентне сијалице.

- Лед свјетла.

- Екран мобилног телефона.

Предмети који не светлују

У природи постоји много објеката који сами не емитују светлост, али се могу осветлити:

- Месец, који рефлектује сунчеву светлост.

- Планете и њихове сателите, који такође одражавају сунчеву светлост.

- Дрвеће, планине, животиње одражавају светлост неба и Сунца.

- Плаво небо и облаци. Видљиве су због расипања сунчеве светлости.

Вештачка светлуцава сијалица која осветљава наше ноћи. Извор: пикабаи

Карактеристике светлећих тела и њихове светлости

Главна карактеристика светлосних тела је да светлост са којом их можемо видети производи сам предмет.

Људи и предмете можемо видети захваљујући светлости коју исијавају светла тела, било природна или вештачка. И такође зато што нас је природа обдарила органима вида.

У недостатку светлуцавих тела немогуће је видети све што нас окружује. Ако сте икада доживели тотални мрак, онда знате важност светлосних тела.

Односно, без светлости нема визије. Људски и животињски вид је интеракција између светлости коју емитују светлосна тела и оне рефлексије светлосних тела са нашим сензорима светлости у оку и са нашим мозгом, где се слика коначно гради и интерпретира.

Вид је могућ зато што се светлост коју емитују или рефлектирају предмети креће кроз свемир и допире до наших очију.

Пхотони

Фотон је најмања количина светлости коју светлосно тело може да емитује. Фотоне емитују атоми светлосних тела и одбијају или разбацују несветлећа.

Визија је могућа само када неки од ових фотона, емитовани, распршени или рефлексно дођу до наших очију, где производе електронско узбуђење на завршецима оптичког нерва који проводе електрични импулс до мозга.

Како светлосна тела стварају светлост?

Фотоне емитују атоми светлосних тела када су побуђени на такав начин да електрони атомских орбитала пређу у стања више енергије која касније пропадају у стања ниже енергије са последичном емисијом фотона.

Свако тело, ако му се повиси температура, постаје емитер светлости. Комад метала на собној температури је несветлеће тело, али на 1000 степени Целзијуса је светлосно тело, јер електрони заузимају више нивое и када пропадају на ниже нивое емитују фотоне у распону видљивог спектра.

То се догађа на атомском нивоу са свим светлосним телима, било да је то Сунце, пламен свеће, жаруља жаруље са жарном нити, атоми флуоресцентног праха енергетске сијалице или атоми ЛЕД диоде, која је најновије тело вештачког светла.

Оно што се разликује од случаја до случаја је механизам побуде да електрони пређу на атомске нивое више енергије и затим пропадну и емитују фотоне.

Све што видимо је прошлост

Визија није тренутна јер светлост путује ограниченом брзином. Брзина светлости у ваздуху и у вакууму је око 300 хиљада километара у секунди.

Фотонима светлости који напуштају површину Сунца потребно је 8 минута и 19 секунди да дођу до наших очију. А фотонима које емитује Алфа Центаури, наша најближа звезда, треба 4,37 година да дођемо до очију ако посматрамо небо.

Фотони које можемо посматрати голим оком или телескопом у галаксији Андромеда, најближој нашој, појавили ће се од тамо пре 2,5 милиона година.

Чак и када видимо Месец, видимо стари Месец, јер оно што гледамо је слика од пре 1.26 секунди. А слика играча фудбалске утакмице коју видимо на трибинама 300 метара од играча, стара је слика у прошлости која је била милионита секунда.

Двојност светлости

Према најприхваћенијим теоријама, светлост је електромагнетни талас, као и радио таласи, микроталаси са којима се кува храна, микроталаси са мобилних телефона, рендгенски зраци и ултраљубичасто зрачење.

Међутим, светлост је талас, али се састоји и од честица које се зову фотони, као што смо раније рекли. Светлост има ово двоструко понашање, које је у физици познато као дуалност честица таласа.

Сва разноликост електромагнетних таласа се разликује у њиховој таласној дужини. Део електромагнетног спектра који људско око може да опази назива се видљивим спектром.

Видљиви спектар одговара уском распону електромагнетног спектра између 0,390 микрона и 0,750 микрона. Ово је карактеристична величина протозоја (амебе или парамецијума).

Испод видљивог спектра, у таласној дужини, имамо ултраљубичасто зрачење чија је таласна дужина упоредива са величином органских молекула.

И изнад видљивог спектра је инфрацрвено зрачење, чија је величина упоредива са врхом игле. На врх ове игле може да стане 10 до 100 протозоа, односно 10 до 100 таласних дужина видљивог спектра.

Супротно томе, микроталаси имају таласне дужине између центиметра и метара. Радио таласи имају дужину од стотина метара до хиљада метара. Рендгенски зраци имају таласне дужине упоредиве са величином атома, док гама зраци имају таласне дужине упоредиве са атомским језгром.

Боје и видљиви спектар

Видљиви спектар укључује разноликост боја које се могу разликовати у дугином или сунчевом светлу разасутом по стакленој призми. Свака боја има таласну дужину која се може изразити у нанометарима, што је једна милионита милиметра.

Спектар светлости и његова таласна дужина у нанометрима (нм), од највишег до најнижег, су како следи:

- Црвено. Између 618 и 780 нм.

- наранџаста. Између 581 и 618 нм.

- Жуто. Између 570 и 581 нм.

- Зелен. Између 497 и 570 нм.

- Цијан. Између 476 и 497 нм.

- Плави. Између 427 и 476 нм.

- Виолет. Између 380 и 427 нм.

Сјајно црно тело, енергија и замах

Светлост има енергију и замах. Свака боја у видљивом спектру одговара фотонима различите енергије и различитог замаха или замаха. То се знало захваљујући пионирима квантне физике, као што су Мак Планцк, Алберт Еинстеин и Лоуис Де Броглие.

Мак Планцк је открио да светлосна енергија долази у пакетима или квантама, чија се енергија Е мери у Јоулес-у и једнака је производу основне природне константе познате као Планцкова константа, која је означена словом х и фреквенцијом ф ин Хертз.

Е = х ∙ ф

Ово откриће је направио Планцк како би објаснио спектар зрачења светлосног тела, које само емитује зрачење, али не одражава ниједно, познато као "црно тело" и чији се спектар емисије мења у зависности од температуре.

Планцкова константа је х = 6,62 × 10 ^ -34 Ј * с.

Али, Алберт Ајнштајн је, несумњиво, потврдио да су светлост фотони са енергијом датом по Планцковој формули, као једини начин да се објасни феномен познат као фотоелектрични ефекат, у којем материјал осветљен светлошћу емитује електроне. Управо је за ово дело Ајнштајн добио Нобелову награду.

Али фотон, као и свака честица, и упркос томе што нема масу, има замах или замах дат односом који је открио Лоуис Де Броглие у оквиру дуалности фотона и квантних објеката-таласних честица.

Де Броглијев однос каже да је момент п фотона једнак квоцијенту Планцкове константе х и таласне дужине λ фотона.

П = х / λ

Црвена боја има таласну дужину од 618 × 10 ^ -9 м и фреквенцију 4,9 к 10 ^ 14 Хз, тако да је енергија фотона 3,2 × 10 ^ -19Ј, а његов момент 1,0 × 10 ^ -27 кг * м / с.

На другом крају видљивог спектра је љубичаста таласна дужина 400 × 10 ^ -9 м и фреквенција 7,5 к 10 ^ 14 Хз, тако да је енергија фотона 4,9 × 10 ^ -19Ј а његов момент је 1,7 × 10 ^ -27 кг * м / с. Из ових израчуна закључујемо да љубичица има више енергије и више замаха од црвене.

Референце

1. Типпенс, П. 2011. Физика: појмови и апликације. 7тх Едитион. Мац Грав Хилл. 262-282.
2. Википедиа. Видљиви спектар. Опоравак са википедиа.цом
3. Википедиа. Електромагнетног спектра. Опоравак са википедиа.цом
4. Википедиа. Извор светлости. Опоравак са википедиа.цом
5. Викибоокс. Физика, оптика, природа светлости. Опоравак од: ес.викибоокс.орг