Некоторые источники искусственного света излучают свет, мерцая. Например, люминесцентные лампы с большой частотой чередуют моменты света и темноты. Глаза и мозг человека этого не улавливают, но фотопленка фиксирует эти моменты при очень коротких выдержках.

Свет является также источником цвета. Световые волны различной длины воспринимаются нами как разные цвета. Оттенки красного цвета образуют волны большой длины, а синие и фиолетовые цвета - это волны малой длины. Качество цветного изображения зависит от многочисленных факторов, но, пожалуй, наиважнейший из всех - спектральный состав освещения. Дневной свет состоит из смеси волн разной длины и воспринимается человеком как имеющий белый цвет. При восприятии искусственного освещения глаз адаптируется и свет ламп накаливания или ламп дневного света также воспринимается как белый. Почувствовать Глазом желтоватый оттенок, например, ламп накаливания мы можем, сравнив его с другим типом освещения. Фотопленка всегда "видит" то, что есть на самом деле. Для количественного и качественного анализа смеси белого света существует понятие цветовой температуры.

Цветовая температура характеризует спектральный состав лучистой энергии и выражается температурой, до которой необходимо нагреть абсолютно черное тело в градусах абсолютной шкалы, когда видимое излучение его будет иметь такой же спектральный состав, что и данный источник света. Абсолютная температура выражается в градусах Кельвина (К) и отсчитывается от абсолютного нуля, соответствующего минус 73 градусам по шкале Цельсию.

Таблица цветовой температуры искусственных источников света:

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

1.Цвет и объекты, изучаемые теорией цвета.

Действие на органы зрения излучений, длины волн которых находятся в диапазоне 390-710 нм, приводит к возникновению зрительных ощущений. Эти ощущения различаются количественно и качественно. Их количественная характеристика называется светлотой, качественная – цветностью. Физические свойства излучения – мощность и длина волны – тесно связаны со свойствами возбуждаемого им ощущения. С изменением мощности изменяется светлота, а с изменением дли волны цветность.

Первоначальное представление о светлоте и цветности можно проиллюстрировать, поместив окрашенную поверхность частично на прямой солнечный свет, а частично - в тень. Обе части ее имеют одинаковую цветность, но разную светлоту.

В связи с ролью цветовых ощущений в жизни и деятельности человека возникла наука о цвете – теория цвета, или цветоведение. Она изучает круг вопросов, связанных с оптикой и физиологией зрения, психологией восприятия цвета, а также теоретические основы и технику измерения и воспроизведения цветов.

Так как причиной возникновения цветового ощущения является действие света, то один из разделов теории цвета – физики цвета – рассматривает свойства света, главным образом распределение светового потока по спектрам испускания и отражения, а также способы получения этих спектров, аппаратуру и приемники излучения.

Действие излучений на глаз, причины возникновения зрительного ощущения, зрительный аппарат и его работа – содержание части, называемой физиологией цвета.

Соотношения между физическими характеристиками излучения и ощущениями, вызываемыми действиями излучений, - предмет психологии цвета.

Метрология цвета – раздел теории цвета, изучающий методы измерения цвета. Метрология устанавливает способы численного выражения цветов, основы их классификации, методы установления цветовых допусков.

Закономерности, найденные физикой, физиологией, психологией и метрологией цвета, используются в теории воспроизведения цветного объекта. Она служит основой техники получения цветных изображений в полиграфии, кинематографии и телевидении.

Хотя теория цвета широко применяет достижения смежных областей знания, она пользуется собственными методами исследования, оригинальными и специфичными и поэтому является самостоятельной наукой.2.Природа цветового ощущения.

Характер цветового ощущения связан со спектральным составом действующего на глаз света и со свойствами зрительного аппарата человека.

Влияние спектрального состава следует из таблицы, в которой цвета излучений сопоставлены с занимаемыми ими спектральными интервалами.

Фиолетовый 400-450 нм

Синий 450-480 нм

Голубой 480-510 нм

Зеленый 510-565 нм

Желтый 565-580 нм

Оранжевый 580-620 нм

Красный 620-700 нм

Вместе с тем задача оценки цвета не решается простым измерением распределения энергии излучения по спектру, как можно предположить на основании таблицы. По интервалу, занимаемому излучением, цвет можно указать вполне однозначно: если тело излучает или отражает в пределах 565-580 нм, то цвет его всегда жёлтый. Однако

Арабский ученный Альхазен в своей книге про оптику 1021г. писал про теорию оптических явлений, заявляя, что освещенная поверхность дает свет во всех направлениях, но в глаз попадает только один из таких лучей. Он изобрел камеру-обскуру. По мнению ученного, свет - это множество маленьких частиц, которые распространяются с конечной скоростью. Альхазен описывал и объяснял оптические явления, например, что такое тени, затмения, радуга, проводил эксперименты по разделению света на различные цвета. С 17в. шли споры о природе света между сторонниками волновой и корпускулярной теорий. Рене Декарта, можно считать основателем волновой теории. Он рассматривал свет как возмущения в мировой субстанции - пленуме. Корпускулярную теорию определил Пьер Гассенди и поддержал Исаак Ньютон. Над Волновой теорией света работали Роберт Гук и Христиан Гюйгенс. Христиан Гюйгенс считал, что световые волны распространяются в специальной среде - эфире. В 1675 г. Ньютон выдвинул корпускулярную теорию природы света, согласно которой свет состоит из малых частиц различного вида, формы, размеров, которые излучаются любыми телами и называются корпускулами. Но эта теория не могла объяснить все оптические явления, поэтому в 1690 г. Голландский физик Гюйгенс предложил волновую теорию природы света, согласно которой свет - это механические поперечные волны, которые должны распространяться в упругой среде названной световым эфиром. Но ни одна, ни другая теория не соответствовала действительности.

В процессе развития квантовой механики подтвердилась идея Луи де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме, согласно которой свет в одно и тоже время имеет волновые свойства, чем объясняется его способность к дифракции и интерференции, и корпускулярные свойства, его поглощения и излучения квантами.

Дисперсия света

Дисперсия - это зависимость скорости света в веществе от частоты прохождения света или длины волны. Впервые это явление наблюдал и объяснил английский физик Исаак Ньютон.

Прибор для наблюдения спектров и разложения света в спектр называется спектроскопом.

Среда реагирует на изменение внешнего электрического поля изменением приведенной в нем поляризации. Поляризация возникает благодаря смещению связанных зарядов, например, смещение электронов относительно ядер атомов. Процессы смещения не происходят мгновенно, а требуют определенного времени. Кроме того, смещение могут быть разными по величине, и становиться особенно значительными тогда, когда частота смены внешнего поля попадает в резонанс с колебаниями, характерными для системы.

Когда электрическое поле световой волны, которая распространяется в среде, меняется медленно, среда успевает полностью отреагировать на изменение поля. Если же электрическое поле меняется очень быстро, электроны не успевают отслеживать его изменения. Этим объясняются разные значения показателя преломления при различных частотах электромагнитных волн. Благодаря дисперсии белый свет можно разложить в спектр с помощью призмы.

В геометрической оптике широко пользуется понятие светового луча, то есть узкого пучка света, который прямолинейно распространяется. Прямолинейное распространение света в сходной среде такое привычное, что кажется очевидным. Образование тени за непрозрачным препятствием, которое стоит на пути света и излучается точечным источником является подтверждением этого закона.

С позиций волновой теории, прямолинейность распространения света не так очевидна. Ведь по правилу Гюйгенса рассматривать как источник вторичных волн можно каждую точку поля волны, которые распространяются вперед по всем направлениям, в том числе и в область геометрической тени препятствия. Кроме того, опыты показали, что закон прямолинейного распространения света не является универсальным. Он особенно заметно нарушается при прохождении света сквозь довольно узкие щели и отверстия, а также при освещении небольших непрозрачных препятствий. В этих случаях на экране, размещенном за отверстием или препятствием, вместо четко разграниченных областей света и тени наблюдается система интерференционных максимумов и минимумов освещенности. Например, если на небольшой непрозрачный диск падает свет от точечного источника S, размещенного против центра О диска, то на установленном за диском экране наблюдается система концентрических темных и светлых колец. Парадоксально то, что в центре колец, который лежит в точке пересечения прямой SO с экраном, будет светлое пятно. С увеличением радиуса диска интенсивность этого пятна и других светлых колец постепенно уменьшается, и за диском образуется область геометрической тени. Однако даже для препятствий и отверстий больших размеров нет резкого перехода от тени к свету. Всегда есть некоторая переходная область, в которой можно обнаружить слабые интерференционные максимумы и минимумы.

Все эти явления, возникающие при распространении света в среде с резко выявленными неоднородностями, является дифракцией света. Явления интерференции и дифракции света не содержат существенных различий. В каждом из этих явлений происходит перераспределение интенсивности.

Различают два вида дифракций, дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера.

С помощью принципа Гюйгенса-Френеля легко объяснить с точки зрения волновых свойств света закон прямолинейного распространения света в однородной среде. Рассмотрев взаимную интерференцию вторичных волн, Френель применил прием, который получил название метода зон Френеля.

Поляризация

Сроком поляризация электромагнитной волны или поляризация света описывается пространственная ориентация электрической составляющей электромагнитной волны - вектора напряженности электрического поля.

В пустоте электромагнитная волна всегда будет поперечной, то есть вектор напряженности электрического поля перпендикулярен направлению распространения волны. Но при этом есть еще две независимые, разные возможности ориентации напряженности. Более того, этот вектор может менять свою ориентацию с течением времени. Поляризация света широко применяется в научных исследованиях и в технике. Часто нам нужно плавно отрегулировать освещение разных объектов. Если поставить перед источником света поляризатор и анализатор это поможет нам плавно менять освещение объекта от максимально светлого и до полной темноты если мы будем медленно поворачивать анализатор.

Для приглушения зеркально отраженных бликов можно использовать поляризационные фильтры. Например, при фотографировании картин, воды или изделий из стекла и фарфора. Для того чтобы совсем погасить блики нужно поместить поляроид между источником света и отражательный поверхностью. Чтобы усилить насыщенность цветов на фотографии можно тоже использовать поляризационный фильтр. С помощью этого фильтра можно усилить контраст на фото сделанное при ярком солнце.

Поляризация света при отражении и преломлении

Если естественный свет падает на отражающую поверхность диэлектрика (стекла, слюды) под, углом, α который удовлетворяет условию Брюстера отраженная волна оказывается плоскополяризованный, причем вектор E в отраженном свете колеблется в плоскости, перпендикулярной плоскости падения. Угол α, который удовлетворяет условию Брюстера, называется углом полной поляризации , или углом Брюстера. Можно доказать, что при выполнении условия Брюстера отражены и загнутые лучи оказываются перпендикулярными друг к другу. Действительно, согласно закону преломления света

согласно условию Брюстера значит ф

о ткуда следует, что, тогда

Загнутый луч в этом случае оказывается максимально частично поляризованным в плоскости падения. Недостатком поляризации при отражении является малая доля отраженного от диэлектрика излучения (3-5% при отражении от стеклянной пластинки). Именно поэтому на практике используют многократное отражение от стопы пластинок. Луч, проходящий через стопу, постепенно освобождаясь от колебаний, перпендикулярных к плоскости падения, становится практически плоскополяризованным в плоскости падения.

Интерференция

Интерференцией света называют суперпозицию световых волн, идущих от двух или более когерентных источников, приводит к перераспределению интенсивности света в пространстве.

Когерентными считают источники, которые:

- излучают свет одинаковой частоты ω1 = ω2;

- излучают свет одинаковой поляризации; в

- интерферирующее волны имеют постоянную во времени разность фаз.

Интерференция характеризуется интерференционной картиной - чередованием светлых и темных полос (максимумов и минимумов интенсивности). Ф ы с

Условием стабильности интерференционной картины является суперпозиция когерентных волн. ф

Когерентные волны на практике получают от источника, разделив свет, излучаемый им на два пучка, например, загнутый и отраженный.

Оптической длиной пути называют путь света в вакууме, пройденный за то же время, что и в веществе. в

Оптическая длина пути численно равна произведению геометрической длины пути света на абсолютный показатель преломления среды: в

Оптическая разность хода лучей Δ, равна разности их оптических длин пути:

Разность фаз Δφ интерферирующих лучей пропорциональна их оптической разности хода

Максимум интенсивности света в интерференционной картине наблюдается в тех местах, для которых оптическая разность хода интерферирующих лучей равна четному числу полуволн:

Минимум интенсивности наблюдается при оптической разности хода, равной нечетному числу на полуволн:

Полосы равного наклона

Интерференционные полосы равного наклона наблюдаются при отражении рассеянного света от двух поверхностей тонкой плоскопараллельной пластинки. Полосы равного наклона локализованы в бесконечности и для их наблюдения на экране необходима фокусирующая линза.

Корпускулярно-волновой дуализм

Де Бройль высказал гипотезу, что справедливо обратное утверждение: любая элементарная частица имеет также волновые свойства. Он оценил длину волны частицы, исходя из энергетических соображений. Если электромагнитная волна с частотой ν имеет энергию h \ nu, где h - постоянная Планка, то подобным образом можно определить также частоту (а следовательно, и длину волны) других частиц, например, электронов. Квант (от лат. Quantus - сколько) - элементарная дискретная неделимая порция определенной физической величины. Общее название определенных порций лучистой энергии, момента количества движения и других величин, которыми характеризуют физические свойства микросистем. Термин употребляется в основном относительно величин, которые считаются в классической физике непрерывными, такими, которые могут иметь произвольно малые значения. в

Свет - электромагнитные волны видимого спектра.

Видимое излучение - электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают часть спектра длин волн от приблизительно 380 (фиолетовый) до 780 нм (красный). Такие волны занимают диапазон частот от 400 до 790 терагерц. Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называют видимым светом или просто светом (в более узком смысле этого слова). Человеческий глаз имеет самую высокую чувствительность к свету в области 555 нм (540 ТГц), в зеленой части спектра.

Спектр не содержит всех цветов, которыми отличается человеческий мозг. В спектре видимого излучения нет таких оттенков, как розовый или пурпурный, они образуются путем смешения других цветов. а

Ньютон был первым, кто использовал слово спектр (лат. Spektrum - зрение, внешний вид) в печатном виде в 1671 году, описывая свои оптические эксперименты. Он заметил, что, когда луч света попадает на поверхность стеклянной призмы под углом к ​​поверхности, часть света отражается, а часть проходит через стекло, образуя разноцветные полосы. Ученые ф предположили, что свет состоит из потока частиц разного цвета, и что частицы разного цвета движутся с разной скоростью в прозрачной среде. По его предположению, красный свет двигался быстрее фиолетового, поэтому красный луч отражался не так сильно, как фиолетовый. Благодаря этому был создан видимый спектр цветов. ффффф

Ньютон разделил свет на семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. Он выбрал число семь из убеждения (которое исходит от греческих софистов), что существует связь между цветами, музыкальными нотами, объектами солнечной системы и днем ​​недели. Человеческий глаз относительно слабо восприимчив к частотам индиго, поэтому некоторые люди не могут отличить его от синего или фиолетового. Поэтому после Ньютона часто предполагалось, что индиго не считали независимым цветом, а лишь оттенком фиолетового или синего (однако в западной традиции он все еще включен в спектр). В русской традиции индиго соответствует голубому.

Читайте также:

  
• Шу мен дірілдің адам ағзасына әсері реферат
  
• Стихийные бедствия японии реферат
  
• Былқылдақденелілер типі басаяқтылар класы атты тақырыпқа реферат
  
• Реферат на тему креативность и творчество
  
• Типы медсестер по харди реферат