Свет

Свет играет в жизни людей очень важную роль. С одной стороны, благодаря восприятию его глазом в процессе зрения мы можем познавать окружающий мир (причем в большей степени, чем это позволяют все остальные наши чувства, вместе взятые). С другой стороны, именно свет, приходящий на Землю от Солнца, создает условия, необходимые для существования жизни на нашей планете.

Что же такое свет? На выяснение природы света потребовалось не одно тысячелетие. За это время много разных гипотез сменили друг друга. И лишь во второй половине XIX в. благодаря работам Дж. Максвелла и Г. Герца было установлено, что свет имеет электромагнитную природу.

Свет — это электромагнитные волны, способные вызывать у человека зрительные ощущения.

Самым главным источником света для человека является Солнце. Источником энергии, излучаемой Солнцем, являются ядерные реакции, при которых водород в недрах Солнца превращается в гелий.

Солнце излучает электромагнитные волны всевозможных частот. Большая часть этих волн никаких зрительных ощущений у человека не вызывает и потому относится к невидимым излучениям. Это радиоволны, частота колебаний электромагнитного поля в которых не превышает 0,3 ТГц, инфракрасное излучение (с частотой от 0,3 до 400 ТГц), ультрафиолетовое излучение (с частотой от 800 до 30000 ТГц), а также рентгеновское и гамма-излучения, имеющие еще большую частоту. (Напомним, что 1 ТГц (терагерц) = 1012 Гц.)

Зрительные ощущения у человека способны вызывать лишь те электромагнитные волны, которые имеют частоту от 400 до 800 ТГц; именно их и называют светом или видимым излучением. При этом излучения разных частот вызывают у человека ощущения разного цвета — от красного (при частоте 400—480 ТГц) до фиолетового (при частоте 670—800 ТГц). В отличие от человека некоторые насекомые различают и ультрафиолетовое излучение, а ящерицы — инфракрасное. Поэтому мир красок, воспринимаемых этими животными, существенно отличается от нашего.

Солнце не единственный источник, света. Помимо Солнца, существует множество других тел, излучающих электромагнитные волны видимого диапазона. Среди них есть как естественные источники света (звезды, полярные сияния, молнии, светящиеся насекомые и др.), так и искусственные источники света (лампы, свечи, экраны включенных телевизоров и др.).

Источники света мы видим потому, что создаваемое ими излучение попадает нам в глаза. Но мы можем видеть и тела, не являющиеся источниками света (книги, деревья, дома и др.). Однако такие тела мы видим лишь тогда, когда они освещены. Достигнув предмета, свет отражается от его поверхности и рассеивается по всевозможным направлениям. Этот рассеянный свет и позволяет видеть предметы, не являющиеся источниками собственного света.

По этой причине, например, мы видим Луну. То, что Луна светит не своим, а отраженным солнечным светом, впервые понял древнегреческий ученый Демокрит (V в. до н. э.).

Вид Луны на небе постоянно изменяется (происходит, как принято говорить, смена фаз Луны): иногда мы видим ее в виде узкого серпа, иногда в виде полного яркого диска. Происходит это из-за непрерывного изменения расположения Луны относительно Земли и Солнца (рис. 71). Наблюдение за изменением лунных фаз позволило другому древнегреческому ученому — Пифагору сделать еще одно важное открытие: Луна представляет собой не плоский диск, как считалось раньше, а шарообразное тело. Ведь в большинстве случаев граница, отделяющая светлую часть ее поверхности от темной, представляет собой не прямую, а кривую линию.

Раздел физики, в котором изучаются явления, связанные со светом (световые явления), называется оптикой. Оптика — одна из самых древних наук. Изучая оптику, вы узнаете, как и с какой скоростью распространяется свет, почему возникают солнечные и лунные затмения, как получают изображения с помощью линз и зеркал, как устроен глаз человека и почему с помощью очков удается исправить дефекты зрения.

??? 1. Что такое свет? 2. Перечислите виды электромагнитных излучений, не воспринимаемых глазом. Чем они отличаются от видимого излучения? 3. У Козьмы Пруткова есть афоризм: «Если у тебя спрошено будет: что полезнее, Солнце или месяц? — ответствуй: месяц. Ибо Солнце светит днем, когда и без того светло, а месяц — ночью». Прав ли Козьма Прутков? Почему? 4. Почему в разные дни месяца Луна на небе видна по-разному: иногда в виде узкого серпа, а иногда в виде яркого диска? 5. Как называется раздел физики, изучающий световые явления?