Světlo
používáme světlo k vidění!
viditelné světlo je část elektromagnetického spektra, kterou naše oči vidí:
je to jen malá část celého spektra,že?
viditelné spektrum
viditelné světlo: vlnové délky viditelné pro většinu lidských očí.
hlavní barvy, v pořádku, přejděte „Roy G Bv“:Červená Oranžová Žlutá Zelená Modrá Fialová
Jako jsme viděli na této krásné duhy:
Světlo má vlnové délky zhruba 380 nm až 750 nm,
nm znamená, nanometr, miliardtina metru.
příklad: červené světlo má vlnovou délku asi 700 miliardtin metru. Malý!
definice se liší, ale zde je hrubý průvodce:
| Color | Wavelength Range (nm) |
|---|---|
| Red | 620–750 |
| Orange | 590–620 |
| Yellow | 570–590 |
| Green | 495–570 |
| Blue | 450–495 |
| Violet | 380–450 |
The frequency of red light is about 400 THz (and for violet is about 800 THz)
THz means teraHertz, a trillion cycles per za druhé
červené světlo vibruje rychlostí asi 400 milionů cyklů za sekundu. Rychle!
Vyšší frekvenci (kratší vlnovou délku), má více energie:
- Červené světlo má nižší frekvenci, delší vlnovou délku a nižší energii,
- Modré světlo má vyšší frekvenci, kratší vlnové délce a větší energii,
Rychlosti Světla.
Světlo se pohybuje na téměř 300,000,000 metrů za sekundu (přesněji: 299,792,458 metrů za sekundu) ve vakuu.
to je 300 milionů metrů každou sekundu, nebo:
- 3 × 108 m/s
- 300,000 km/s
- 186.000 mil za sekundu.
Na to, že rychlost, kterou světlo urazí:
| Vzdálenost | Čas | |
|---|---|---|
| 1 m | 3.3 ns (3.3 miliardtin sekundy) | |
| Kolem Zemského rovníku | 134 ms (134 tisícin sekundy) | |
| Ze Země na Měsíc | 1.3 s | |
| Povrch ze Slunce na Zemi. | cca 8 minut |
To je tak rychlý, ale pořád trvá asi 8 minut z povrchu Slunce k Zemi.
symbol pro tuto rychlost je c:
c = 300,000,000 m/s
Světlo Může Cestovat Pomaleji
Jsme opravdu neměli říkat rychlostí světla, za prvé, protože to se týká celého elektromagnetického spektra, a gravitační vlny, a další! (Možná bychom to mohli nazvat „maximální rychlost“!)
ale také proto, že světlo tuto rychlost cestuje pouze ve vakuu! Může cestovat pomaleji …
| Střední | Rychlost milionů m/s |
|---|---|
| Vysavač | 299.8 |
| Air | 299.7 |
| Led | 228 |
| Voda | 225 |
| Ethanol | 220 |
| Skla | 205 |
| Olivový olej | 204 |
| Diamant | 123 |
Vlnová délka a Frekvence jsou Spojeny
Vlnová délka a Frekvence spolu souvisí:
Frekvence = VelocityWavelength
Vlnová délka = VelocityFrequency
za Předpokladu, že světlo je ve vakuu, rychlost je rychlost světla:3 × 108 m/s
zkusme jednoduchý příklad (v tomto případě vlnová délka světla):
Představte si, že velmi dlouhé vlnové délce 75 000 km
Frekvence = 300,000 km/s75,000 km
= 4 /s
= 4 Hz,
můžeme fit 4 z těch vlnových délkách, v 300 000 km, tak to vibruje 4 krát za 1 sekundu.
takže frekvence je 4 Hz (4 za sekundu)
nebo naopak, pokud víme, že vibruje 4krát za sekundu, můžeme vypočítat jeho vlnovou délku:
Vlnová délka = 300,000 km/s4 /s
= 75 000 km
Příklad: Modré světlo má vlnovou délku přibližně 480 nm (480 × 10-9 m)
frekvence je:
Frekvence = 3 × 108 m/s480 × 10-9 m
= 6.25 × 1014 /s
= 6.25 × 1014 Hz,
Což je 625 Terahertzové
Světlo se Pohybuje v Rovné Čáry
Světlo se šíří v přímé linii až do své hity něco, nebo je to cesta se mění podle různé hustoty nebo gravitací.
Světlo ze slunce proudí přes silnici.
stíny také ukazují, že světlo putuje v přímých liniích.
Toto světlo se trochu rozprostírá a je rozptýleno atmosférou.
laserové paprsky vytvářející přímé linie.
Vlna
Světlo se chová jako vlna, tak to může:
- reflect (odraz),
- rozptýlí (odrazí ve všech směrech),
- lámou (změna rychlosti a směru)
- odrážet (se rozprostíral po otevření)
- přenos (přímo projít)
- nebo se vstřebává
Fotony
Světlo také se chová jako pakety energie zvaných Fotony.
- můžeme měřit polohu a hybnost fotonu.
- Fotony nemají hmotnost, ale každý foton má množství energie na základě jeho frekvence (počet kmitů za sekundu)
- Každý foton má vlnovou délku
Tak to je jako částice a jako vlna. Tomu se říká „dualita vlnových částic“.
Einstein napsal:
„vypadá To, jako kdybychom se musí použít někdy jedna teorie, a někdy druhou, přičemž občas můžeme použít buď.“
Intenzita
Intenzita je síla na plochu, obvykle ve Wattech na metr čtvereční:
Intenzitu = W/m2
Příklad: Slunce na malé 100 metrů čtverečních dům
O 150 až 300 wattů energie přijaté ze Slunce za metr čtvereční.
zvolme menší číslo:
intenzita = 150 W / m2
kolik energie je na celé střeše?
Výkon = 150 W/m2 × 100 m2
Výkon = 15,000 W
malý dům dostane o 15 kw na střechu,která je několikrát více, než domácí použití.
ale to je jen když svítí slunce a pouze asi 20% může být zachyceno typickými solárními panely
ale to je stále spousta energie ze slunce.
Inverzní Náměstí
 |
Inverzní Náměstí: když jedna hodnota klesá jako čtverec jinou hodnotu. |
Příklad: světlo a vzdálenost
dále jsme ze světla, méně jasné je.
jas se snižuje jako čtverec vzdálenosti. Protože světlo se šíří všemi směry:
- energie dvakrát tak daleko se šíří přes 4 krát plocha
- energie 3 krát tak daleko se šíří více než 9 krát plocha
- atd.
Polarizace
Světlo je obvykle zdarma vibrovat v libovolném směru v pravém úhlu k jeho cestu.
ale polarizované světlo vibruje pouze v jedné rovině:
Světlo se částečně polarizuje, když se odrazí od povrchů, jako je voda nebo sklo.
Polarizační čočky mohou blokovat světlo z letadla, snížit na odražené světlo a aby bylo lépe vidět do vody:
Bez a s polarizačním lens
Optická
Světlo a infračervené záření, může být odeslána po optických kabelů, nesoucí kódované informace do vlnové délce.
kabely z optických vláken
světlo zůstává uvnitř kvůli zvláštní vlastnosti lomu: když index lomu je menší zvenku a úhel není příliš prudký, světelný paprsek má celkový vnitřní odraz na vnitřní straně:
Světlo se odrazí od stěny uvnitř kabelu
vláknově optické kabely jsou mnohem lepší než elektrické dráty:
- Dráty získat více „hluku“ (jiné signály, které narušují nebo v rozporu s původním) od elektrického vedení, TV, rádio, blesky atd.
- fotony nemají žádnou hmotnost, takže mohou rychle přepínat mezi 0 a 1. Elektrony mají hmotnost a jsou pomalé v porovnání
- Sklo má mnohem menší odpor než měď na elektrické signály, takže mohou jít mnohem dále, aniž byste museli zvýšit