Первым источником света, который использовал человек в своей деятельности, был огонь (пламя) костра. Со временем, когда люди приобрели опыт сжигания различных горючих материалов, они обнаружили, что больше света можно получить при сжигании смолистой древесины, природных смол, масел и воска. С точки зрения химических свойств, эти материалы содержат более высокий процент углерода по весу, и при горении частицы углерода с сажей сильно светятся в пламени и излучают свет. Позже, с развитием технологии металлообработки, разработка методов быстрого зажигания с помощью огнемета позволила создать и значительно усовершенствовать первые автономные источники света, которые можно было устанавливать в любом пространственном положении, переносить и заряжать горючим топливом. Определенные успехи в переработке сырой нефти, восков, жиров и масел, а также некоторых природных смол позволили извлечь необходимые топливные фракции: рафинированный воск, парафин, стеарин, пальмит, парафин и др. Такими источниками стали в первую очередь свечи, факелы, масляные, а позднее парафиновые лампы и фонари. Источники сгорания, с точки зрения автономности и удобства, очень удобны с точки зрения пожарной безопасности (открытое пламя) и удаления продуктов неполного сгорания (сажа, пары топлива, угарный газ). С другой стороны, они являются опасным источником огня, и история знает много примеров больших пожаров, вызванных масляными лампами, факелами, свечами и т.д.
Источники света
Искусственные источники света – Технические устройства различных конструкций и способов преобразования энергии, основной задачей которых является производство света (как видимого света, так и света различных длин волн, например, инфракрасного). Источники света используют в основном электрическую энергию, но иногда также химическую энергию и другие способы генерации света (например, триболюминесценция, радиолюминесценция, биолюминесценция и т.д.). В отличие от искусственных источников света, естественные источники света – это природные материальные объекты: солнце, авроры, светлячки, молнии и т.д.
Источник света расположен за белым экраном. На экран накладываются различные объекты. В результате зритель видит тень на другой стороне экрана.
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам из набора, вам необходимо добавить его в личный кабинет через покупку в каталоге.
Получите удивительные возможности
Раздаточный материал к уроку “Источники света. Распространение света”.
Каждый из нас с детства знаком хотя бы с одним источником света – солнцем.
Солнечный свет играет огромную роль в нашей жизни, а также в жизни многих организмов на нашей планете. Тепло (т.е. энергия) также передается нам Солнцем. Из этого мы можем заключить, что свет – это излучение. Это называется видимый излучение, потому что свет – это та часть излучения, которую мы можем видеть.. Поэтому мы можем сказать, что свет – это электромагнитное излучение, которое мы можем видеть невооруженным глазом.
На самом деле, природа света очень сложна, и мы подробно изучим ее гораздо позже. Ведь мы знаем, что свет бывает ярким и темным, имеет разные цвета, разную интенсивность и разное время излучения. Все это зависит от процессов, происходящих внутри атомов определенных тел. Но об этом мы поговорим позже. Сегодня мы рассмотрим самое простое и очевидное явление – свет.
Любое тело, излучающее свет, называется источником света.
Источником света может быть лампочка, факел, свеча и т.д. Кроме Солнца, источниками света являются и другие звезды. Существуют искусственные и естественные источники света. Искусственные источники света – это источники света, которые были созданы кем-то (но не природой).
Так, например, лампочка – это искусственный источник света, а солнце – естественный источник света.
Каждый источник света излучает лучи света. Ну, например, всем знакомо выражение “солнечный луч”. Сейчас, луч света – это линия, по которой передается энергия от источника света.
В конце концов, мы только что установили, что свет – это видимая часть излучения, а излучение – это один из способов передачи тепла. А теплопередача – это, конечно же, передача энергии.
Существует также такая вещь, как луч света. Луч света – это область пространства, в которой распространяется свет.
Все вы знаете, что если источник света блокируется каким-либо непрозрачным объектом, то мы не увидим источник. Более того, непрозрачный объект будет приводить к значению тень.
Объяснение этому довольно простое: В однородной прозрачной среде свет распространяется по прямой линии. Это означает, что лучи света прямые. Конечно, свет сам по себе не способен каким-то образом обойти препятствие.
Теперь поговорим о тени. Тень – это область пространства, на которую не попадает свет от данного источника.
Как мы уже говорили, просто преградите путь свету непрозрачным предметом, и появится тень. Существуют даже так называемые театры теней, где все действие изображается с помощью теней.
На задней стороне белого экрана находится источник света. На экран накладываются различные объекты. В результате зритель видит тень на другой стороне экрана.
Давайте узнаем, как создается тень. Это легко сделать в домашних условиях: просто посветите фонариком на шар в темной комнате. Или зажгите свечу и сделайте “собаку” или “птицу”. Существует множество вариаций. Но давайте остановимся на свете сферы. Таким образом, свет не может пройти через сферу, поэтому за сферой есть пространство, в которое свет не попадает. Так что это тень.
Теперь давайте сделаем небольшое уточнение. В этом случае лампа факела является точечный источник света. Мы называем источник точкой, когда его размер очень мал по сравнению с расстоянием до нас.
То есть, если диаметр колбы факела 2-3 см, и мы стоим на расстоянии 5 м от факела, то факел является точка источник света. Точнее, не сам фонарь, а лампочка внутри фонаря. Для нас даже огромные звезды могут быть точечными источниками света из-за еще большего расстояния между ними и Землей. Действительно, если посмотреть на звездное небо, то все звезды кажутся очень маленькими.
Теперь повторим наш эксперимент, но вместо факела возьмем большую лампу. Он уже не будет точечным источником света, поскольку его размер сравним с расстоянием до сферы.
В этом случае мы увидим другое изображение: на стене появятся две четко разграниченные области: тень и сумерки. Полутень, как мы видим, ярче, чем тень, но темнее, чем освещенная часть. Это происходит потому, что полутень подвергается воздействию только часть света. Дело в том, что лампа не является точечным источником. Он разделен на несколько точечных источников. Каждая точка испускает лучи света. В результате образуются три области: где падают все лучи, где не падают лучи (т.е. тень) и где падает только часть света. часть лучей света. Эта область называется полутень. В первом случае, когда полутени не было, мы назвали затемненное пространство тенью. Во втором случае, когда у нас есть полутень, иногда тень называют полная тень..
Конечно, каждый из вас может привести сотни примеров, когда мы имеем дело с образованием тени или полутени в повседневной жизни. Мы обратим наше внимание на не совсем обыденные, но интересные явления. Это затмения Солнца и Луны. Что же происходит во время затмений. Хорошо известно, что Земля вращается вокруг Солнца, а Луна – вокруг Земли. Это означает, что в определенное время Солнце, Луна и Земля могут находиться на одной прямой линии. Проходя между Солнцем и Землей, Луна временно закрывает Солнце, отбрасывая тень на Землю. Обратите внимание, что так же, как Луна может находиться между Землей и Солнцем, Земля может находиться между Солнцем и Луной. Таким образом, в случае, когда Земля находится между Солнцем и Луной, Солнце, очевидно, выступает в качестве источника света, а Земля – в качестве перекрывающего объекта.
Солнце нельзя рассматривать как точечный источник относительно Земли, поэтому Земля будет отбрасывать тень и полутень. Но поскольку Луна меньше Земли, она будет находиться в полной тени. Поэтому Луна не будет видна. Это будет лунное затмение.
Теперь рассмотрим солнечные затмения, которые представляют собой ситуации, когда Луна находится между Солнцем и Землей. Луна также будет отбрасывать на Землю тень и полутень.
Полная тень будет включать в себя полное солнечное затмение (т.е. Солнце вообще не будет видно с той части Земли, которая находится в полной тени). Будут видны только верхние слои атмосферы Солнца, часто называемые короной. Районы Земли, находящиеся в полутени, будут испытывать Частичное солнечное затмение.. Это означает, что только часть Солнца будет видна, потому что только часть света попадает в полутень. Конечно, ученые могут предсказывать затмения на годы вперед, потому что они уже очень хорошо изучили движение Земли и Луны. Это необходимо, например, для наблюдения за солнечной короной.
Обычно корону невозможно увидеть из-за слишком яркого солнечного света, но во время полного солнечного затмения она полезна. Поэтому даты и места ближайших солнечных затмений давно известны.
При низком индексе будет трудно определить цвет объекта, но его очертания будут видны. Это практически не зависит от яркости.
Типы и классификация источников света
Все искусственные излучатели электрического света можно разделить по физическому принципу действия:
Тепловые источники света. Они отличаются от классических ламп накаливания. Принцип действия основан на нагревании рабочего тела (обычно вольфрамовой проволочной нити) до температуры, при которой появляется как инфракрасное излучение, так и видимый свет. У них довольно хорошая цветопередача, но очень низкая эффективность. Не более трех процентов. Энергия используется для нагрева и поддержания рабочей температуры вольфрамовой проволоки. Срок службы редко превышает две тысячи часов. Окружающая среда не оказывает существенного влияния на производительность устройства. Сейчас считается устаревшим, но все еще производится. Цена низкая. К ним относятся галогенные лампы, угольные дуговые лампы и инфракрасные излучатели. Они не требуют дополнительного стартового оборудования.
Подробнее о лампах накаливания вы можете прочитать здесь.
Флуоресцентные. Это относится ко всем газоразрядным лампам. К ним относятся люминесцентные газоразрядные лампы (разряд в парах ртути вызывает свечение люминофорного покрытия), ртутные дуговые лампы, дуговые газоразрядные лампы (низкого и высокого давления). Для работы ламп этого типа требуется специальная схема. Например, люминесцентная лампа имеет более низкое напряжение горения, чем напряжение зажигания. Это означает, что недостаточно просто подать напряжение. История этого типа освещения насчитывает более полувека. На него по-прежнему существует спрос. Примечательно, что многим прожекторам этого типа можно придать практически любую форму колбы. У дизайнеров есть простор для творчества. Энергопотребление значительно ниже, чем у ламп накаливания. Срок их службы длительный.
Подробнее о люминесцентных лампах можно прочитать здесь
Лампы со смешанными выбросами. В их основе лежит электрическая дуга высокой интенсивности. Это дорогие специализированные нагреватели, в которых принцип теплофизики сочетается с сильной электрической дугой. Они в основном используются в системах прожекторного освещения (например, в самолетах и кораблях). Они очень сложны в производстве. Нет в продаже. Требуется сложная схема с мощными компонентами, ее задача – воспламенение и поддержание разряда. Условия эксплуатации накладывают свои сложности на инженерные решения. Потребление энергии высокое.
LED. Здесь можно рассматривать все источники света на основе светоизлучающих диодов. Принцип действия основан на генерации светового потока на стыке двух различных материалов. Через них пропускается постоянный ток. И оба материала являются полупроводниками. Они проводят ток в одном направлении. Существует также обратный ток, но он настолько незначителен, что им можно пренебречь. Эксперименты привели к созданию материалов, способных испускать фотоны при изменении энергетического уровня электрона. Первые светодиоды имели низкую яркость и ограниченный цветовой диапазон. Поэтому они использовались в основном как индикаторы. Сейчас синтезированы материалы, которые дают большую яркость, охватывая почти весь спектр. Тем не менее, может наблюдаться провал или преобладание люминесценции в некоторых частях спектра. Современные светодиоды успешно используются в качестве светильников и характеризуются высочайшей энергоэффективностью (потребление энергии очень низкое по сравнению с другими источниками света) и длительным сроком службы. Их называют источниками холодного света. В большинстве случаев они низковольтные, для диода требуется не более 12 В.
К сожалению, большинство не совсем честных производителей намеренно сокращают срок службы таких осветителей, увеличивая номинальный ток. Работа на предельном токе очень вредна для срока службы светоизлучающего диода.
Лампы всегда содержат цепь – источник питания (или драйвер). Его задача – строго поддерживать параметры электропитания – напряжение и ток. В автомобильных приложениях светодиоды работают хорошо, но простая замена галогенной лампы на светодиодную не является хорошей идеей – без драйвера срок службы будет минимальным из-за нестабильного питания в бортовой сети автомобиля.
Для получения дополнительной информации о светодиодных лампах перейдите сюда
Лазеры. Оптический квантовый осциллятор. Лазер означает усиление света путем стимулированного излучения. Это аббревиатура, означающая усиление света путем стимулированного излучения. Суть процесса заключается в том, что атом в возбужденном состоянии может испустить фотон под воздействием другого фотона. В этом случае абсорбция не происходит. В этом случае фотоны когерентны. Испущенный фотон является точной копией фотона, который вызвал его появление. Это явление усиления света. Идентичность фотонов также определяет монохроматичность излучения. Лазер не используется в качестве осветителя. Он широко используется для считывания компакт-дисков при лазерной резке металла. Он также используется в медицине в качестве радиального скальпеля. И она тоже легкая! В качестве рабочей среды можно использовать диоксид углерода, моно-галогены и т.д.
Возможно, со временем появятся источники света, основанные на других физических принципах.
В данном случае источником является любой элемент, который испускает излучение в результате преобразования энергии. Почти все искусственные варианты работают на электричестве. Это означает, что для производства света используется в основном электричество.
Основные характеристики источников света
Показатели и термины в основном используются для искусственных источников света. Ниже перечислены основные характеристики, которые наиболее часто используются:
- Световой поток – это количество света, которое достигает определенной области за определенное время; он пропорционален лучевому потоку, который видит человеческий глаз. Он измеряется в люменах.
- Стабильность люмена показывает, насколько сильно меняется качество света лампы с течением времени.
- Полный срок службы указывает, как долго должна работать лампа. Но более важным является второй показатель – срок службы, который отражает время работы, в течение которого лампа производит качественный свет.
- Гарантированный срок службы указывает минимальную продолжительность работы лампы при хорошем качестве света.
- Номинальное напряжение указывает, при каком напряжении лампа обеспечивает заданную мощность. В моделях с пускорегулирующими аппаратами и трансформаторами это значение не требуется.
- Тип тока, используемого для работы. Это может быть постоянный ток (обычно низкого напряжения), но большинство ламп работают на переменном токе.
- Номинальная мощность указывает на потребляемую устройством мощность при подаче номинального напряжения.
В современных светодиодных лампах используются такие показатели, как тип света (теплый или холодный).
Источник света следует выбирать в соответствии с требованиями к освещению и типом светильника. Лучше предпочесть современные светодиодные лампы, которые потребляют как минимум в 10 раз меньше энергии и дают лучший свет, чем их аналоги. Учитывайте не только цену, но и срок службы, затраты на электроэнергию и безопасность людей.
Физические тела, атомы и молекулы которых излучают свет, называются источниками света.
Что такое источники света
Физические тела, атомы и молекулы которых излучают свет, называются источниками света источники света.
Посмотрите вокруг себя, обратитесь к своему опыту, и вы, несомненно, назовете множество источников света: солнце, вспышка молнии, огонь, пламя свечи, лампочка, экран телевизора, монитор компьютера и т.д. (рис. 3.1). (рис. 3.1). Свет также могут излучать организмы (некоторые морские животные, светлячки и т.д.). 
В ясную лунную ночь мы можем достаточно хорошо видеть объекты, освещенные лунным светом. Однако Луну нельзя рассматривать как источник света – она не излучает свет, а только отражает свет, исходящий от Солнца. Точно так же зеркало, с помощью которого вы посылаете “луч солнечного света” в окно друга, нельзя назвать источником света.
Естественные и искусственные источники света
В зависимости от их происхождения различают естественные и искусственные Источники света (искусственные) различают в зависимости от их происхождения.
К источникам естественного света относятся, например. Солнце и звезды, раскаленная лава и аврора бореалис, некоторые светящиеся объекты среди животных и растений: глубоководные каракатицы, радиолярии, светящиеся бактерии и т.д. Например, теплой летней ночью в лесной траве можно увидеть яркие пятна света – светлячков.
Природные источники не могут полностью удовлетворить растущую потребность человека в свете. Поэтому люди начали создавать искусственные источники света еще в древности. Сначала это были дрова и ладан, позже появились свечи, парафин и парафиновые лампы. В конце 19 века была изобретена электрическая лампа. Сегодня повсеместно используются различные типы электрических ламп (рис. 3.2-3.4).
В интерьерах мы обычно используем лампы накаливания. К сожалению, они недостаточно экономичны: в таких лампах большая часть электроэнергии расходуется на нагрев самой лампы и окружающего воздуха, и только 3-4% энергии преобразуется в свет. Однако в последние годы появились новые, в несколько раз более экономичные конструкции электрических ламп.
Большие помещения (супермаркеты, заводские цеха и т.д.) освещаются длинными источниками света – лампами дневного света. Для красочной иллюминации используются неоновые, криптоновые и другие лампы, с помощью которых ночью освещаются некоторые дома, торговые центры и т.д.
Тепловые и флуоресцентные источники света
В зависимости от температуры источников света они подразделяются на тепловые и флуоресцентные.
Солнце и звезды, раскаленная лава и лампы накаливания, костры, свечи, газовые горелки и т.д. – Это примеры тепловых источников света: они излучают свет, потому что имеют высокую внутреннюю температуру (рис. 3.5).
Люминесцентные источники света отличаются от тепловых тем, что для их свечения не нужна высокая температура: световое излучение может быть достаточно интенсивным, а источник остается относительно холодным.
Примерами флуоресцентных источников являются телевизионные экраны, компьютерные мониторы, флуоресцентные лампы, вывески и дорожные знаки, покрытые флуоресцентной краской, светящиеся индикаторы, некоторые организмы и аврора бореалис.
Точечные источники света и рассеянные источники света
В зависимости от соотношения между размером источника света и расстоянием до светового рецептора различают точечные и площадные источники света. 
Источником света считается точечный источник светаесли он относительно мал по сравнению с расстоянием от него до светового рецептора.
В противном случае источник света считается расширенный.
Таким образом, один и тот же источник света может, в зависимости от условий, рассматриваться и как точечный, и как точечный источник света.
Поэтому, когда мы находимся на кухне, освещающая ее лампа дневного света (трубка длиной 0,5-1 м) является для нас расширенным источником света. Если смотреть на ту же лампу со стороны (например, из сквера напротив дома, с расстояния 100-150 м от источника света), то лампа является точечным источником.
Поэтому даже крупные звезды, намного больше Солнца, могут считаться точечными источниками, если мы наблюдаем их с Земли, с расстояния, в миллионы раз превышающего их размер.
Световые рецепторы
Вы, наверное, уже догадались, что устройства, с помощью которых можно обнаружить световое излучение, называются светоприёмники (рис. 3.6).
Естественными рецепторами света являются глаза живых существ.
Получая информацию от этих рецепторов, организм определенным образом реагирует на изменения в окружающей среде. Так, когда мы входим в ярко освещенную комнату из темноты, мы, естественно, закрываем глаза, а когда ночью видим рядом фары автомобиля, то обязательно останавливаемся на обочине.
Рецепторы искусственного света выполняют ту же функцию, что и глаза. Так, фотоэлектрическими приемниками света – фотодиодами – оснащаются, например, турникеты для пропуска пассажиров в метро, на вокзалах и т.д. Искусственными фотохимическими приемниками являются фотографическая и кинематографическая пленка, фотобумага.
Вам предлагается самим ответить на вопрос о пользе таких фотохимических приемников.
Итог:
Физические тела, атомы и молекулы которых излучают свет, называются источниками света.
Источники света бывают: тепловые и флуоресцентные; естественные и искусственные; точечные и рассеянные. Например, аврора бореалис – это источник флуоресцентного света, который естественным образом распространяется на наблюдателя на Земле.
Устройства, которые можно использовать для обнаружения светового излучения, называются приемниками света. Органы зрения живых существ являются естественными рецепторами света.
При копировании любых материалов с сайта evkova.org активная ссылка на www.evkova.org обязательна.
Сайт создан командой педагогов на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи.
Сайт написан, поддерживается и управляется командой учителей
Whatsapp и логотип Whatsapp являются торговыми марками корпорации WhatsApp LLC.
Данный веб-сайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой в понимании статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Анна Евкова не предоставляет никаких услуг.
Естественные (природные) источники света:
Как свет распространяется в различных средах?
Различные среды по-разному преломляют лучи. Например, на границе раздела воздух-вода угол преломления составляет около 30°, а на границе раздела воздух-алмаз угол преломления составляет около 21°. И это при одном угле падения 60 o .
Угол преломления не всегда меньше угла падения, как в приведенных примерах. Если вспомнить, что свет – это электромагнитная волна, то это означает, что он имеет скорость (300 000 км/с в вакууме). В материи скорость света другая, всегда меньше.
На своем пути световые лучи проходят через различные прозрачные вещества, которые образуют оптическую среду. Если скорость света в одной среде больше, чем в другой, то первая среда называется оптически менее плотной, а вторая – оптически более плотной. Например, когда световые лучи попадают из воздуха в воду, они проходят из среды с меньшей оптической плотностью (воздух) в среду с большей оптической плотностью (вода).
Преломление лучей на фазовой границе связано с оптической плотностью каждой среды по следующему правилу:
Отсюда следует, что угол преломления может быть больше или меньше угла падения. Все объясняется оптическими свойствами среды, в которой проходит световой луч.
Читайте далее:- 5 причин, почему лампочки часто перегорают в вашей квартире и что делать?.
- Инфракрасное излучение.
- Что является источником энергии Солнца?.
- Солнце и солнечная энергия. Структура Солнца. Характеристики Солнца.
- Солнечная энергия – это. Что такое солнечная энергия?.
- Освещение. Что такое освещение?.
- Видимый диапазон.