Какие бывают действие света



Источники света. Действия света

Оптика

Благодаря свету и органам зрения мы видим окружающий мир. Наблюдая самые разнообразные явления природы, открывая ее законы, мы приходим к выводу, что без света невозможно существование жизни на Зем­ле. Солнечный свет не только позволяет нам видеть все, что нас окружает, но и обогревает нашу планету. Например, за одну секунду свет от Солнца приносит на Землю столько энергии, сколько ее выделяется при сгорании 40 миллионов тонн каменного угля.

О природе света и световых явлениях люди задумывались с древнейших времен. Поэтому неудивительно, что оптика (от греч. отт%Т| — «взгляд»; в дальнейшем: наука о зрительном восприятии) является одним из старей­ших разделов физики. Некоторые античные мыслители (Аристотель, Эпи­кур) высказывали о природе света догадки, довольно близкие к современ­ным представлениям. Они считали, что зрительные ощущения возникают под действием попадающих в глаз мельчайших частиц света — корпускул, ис­ходящих или отражающихся от наблюдаемых предметов.

Представления о свете неоднократно менялись в процессе изучения особенностей световых явлений. Оптикой занимались величайшие физи­ки: Ньютон, Гюйгенс, Френель, Максвелл, Эйнштейн и многие другие. Большой вклад в развитие оптики внесли российские ученые: П.Н. Лебе­дев, СИ. Вавилов, Л.И. Мандельштам, Н.Г. Басов, А.М. Прохоров. В на­стоящее время о природе света уже многое известно. Вы, например, уже знаете, что видимый свет представляет собой электромагнитные волны в диапазоне от 0,38 до 0,76 мкм. Позднее, в старших классах, вы продол­жите изучение природы света.

птика представляет собой раздел физики, изучающий природу . света, различные световые явления и законы, которым эти явления подчиняются.

Изучение оптики мы начнем с геометрической (лучевой) оптики. В этом разделе рассматривают установленные опытным путем законы распростране­ния света. Полученные знания используют для создания различных оптиче-

ских устройств. При этом в геометрической оптике не рассматривают во­просы, связанные с природой света и причинами световых явлений.

Следует отметить, что в геометрической оптике используют физические модели (мы обязательно скажем о них), которые предназначены для решения определенного круга задач. Всякая модель связана с упрощением реального физического явления. Поэтому законы геометрической оптики при опреде­ленных условиях нарушаются. Границы применимости этих законов и причи­ны их нарушения мы рассмотрим в старших классах при изучении физиче­ской оптики. Тогда же вы сможете больше узнать о том, что такое свет и како­ва его природа.

Источники света. Действия света

Мы видим объекты, которые либо сами испускают свет, либо от­ражают свет, испущенный другими телами — источниками света.

Источники света можно разделить в зависимости от их температуры на два класса: тепловые и холодные.

Тепловые источники испускают свет благодаря тому, что они разогреты до достаточно больших температур. Так, температура в пламени свечи обыч­но составляет около 1000 °С; нити накала осветительных ламп за счет выде­ления тепла при прохождении по ним электрического тока разогревают­ся до температуры 2000-3000 °С; поверхность Солнца имеет температуру около 6000 °С, а температура поверхности некоторых звезд может достигать 50 000 °С. Разогрев Солнца и других звезд обусловлен термоядерными реак­циями, о которых вы узнаете в последней главе этого учебника.

Источники света, температуры которых мало отличаются от комнатной, называют холодными. Примерами таких источников являются некоторые светящиеся организмы, гнилушки. Свечение подобных объектов связано с происходящими в них сложными физико-химическими процессами. Други­ми примерами холодных источников света могут служить полярные сияния, молнии, газоразрядные трубки (в том числе лампы дневного света), свето-диоды и некоторые типы газовых и полупроводниковых лазеров. Свечение этих объектов возбуждает электрический ток. Известны вещества, которые светятся под действием падающих на них электронов. Такими веществами покрывают экраны большинства телевизоров и мониторов.

Тела, которые не являются источниками света, мы видим, только если
они освещены. Свет от источника попадает на эти тела, отражается от их по­
верхности, меняя направление, и доходит до глаз. Так, Луна не является ис-
________ ■ 232

точником света, несмотря на свое яркое свечение на ночном небе. Она освещается Солнцем и поэтому светит отраженным светом.

Свет может оказывать самые различ­ные воздействия на окружающие тела. Наи­более явно выраженное действие света — это нагревание тел (в частности, нагрева­ние воздуха, воды, почвы солнечным све­том). Очень часто под действием света изменяется проводимость веществ и дру­гие их свойства. Облучаемые светом веще­ства могут испускать заряженные частицы — электроны. Под действием света происхо­дит фотосинтез в листьях растений, начи­наются либо ускоряются многие химиче­ские реакции. Наконец, свет оказывает определенное давление. Эксперименталь­но это давление (не только на твердые тела, но и на газы) впервые было об­наружено и измерено в конце XIX в. профессором Московского универси­тета П.Н. Лебедевым (1866-1912).

А как действуют световые пучки от разных источников света друг на друга? В начале XVIII в. экспериментально было установлено, что если на некоторую область действует свет от разных источников, то эти действия происходят независимо друг от друга. Иными словами, действия света от разных источников складываются. Это свойство света часто называют законом независимости световых пучков. Кроме того, при пересече­нии световых пучков не только не изменяется характер их распростране­ния, но не изменяется и распределение энергии в каждом из них, т. е. пе­ресекающиеся световые пучки от разных источников света не дейст­вуют друг на друга.

Для примера на рис. 143 показаны световые пучки от двух проекционных аппаратов, в которые вставлены разные диапозитивы. Несмотря на то что пучки пересекаются, на экранах видны четкие изображения диапозитивов.

Оптика — это раздел физики, изучающий природу света, ран личные световые явления и законы, которым эти явления под чиняются.

В геометрической (лучевой) оптике рассматривают установ­ленные опытным путем законы распространения света. Полу-

ченные знания используют для создания различных оптиче­ских устройств. При этом в геометрической оптике не рассмат­ривают вопросы, связанные с природой света и причинами све­товых явлений.

Зрительные ощущения возникают при попадании в глаз света, исходящего от источников света, или света, отражающегося от наблюдаемых предметов.

Источники света можно разделить в зависимости от их темпе­ратуры на два класса: тепловые и холодные. Закон независимости пучков света: если на некоторую область оказывает действие свет от разных источников, то эти действия происходят независимо друг от друга, т. е. действия света от раз­ных источников складываются. Пересекающиеся световые пучки не влияют друг на друга.

Источник

Действие света

Изображение не может быть получено благодаря одному только свету, поскольку сам свет не имеет формы. Также бессмысленно говорить об изображении предмета без освещения, так как съемочная аппаратура не может зарегистрировать изображение без света (видимого или невидимого). Таким образом, изображение есть результат сложной взаимосвязи предмета и света, причем результат воздействия предмета на освещение, а не наоборот. Если красный свет падает на синюю карточку, любой скажет: «Посмотрите, карточка стала черной» или: «Красный свет делает синюю карточку черной» При этом предполагается, что свет влияет на предмет.

Однако истина состоит в обратном, а именно в том, что предмет повлиял на свет. Цвет предмета остался синим, он не меняется. Предмет синего цвета поглощает лучи красного цвета и отражает незначительную часть падающего света; таким образом, свет, исходящий от предмета, становится слабее падающего. Предмет воздействует на свет, хотя наши глаза воспринимают изменение внешнего вида предмета.

Пример с красным светом и синей карточкой. это предельный случай. Реальные предметы и обстановку отличают сложные сочетания физических свойств. Отдельные части композиции по разному поглощают, отражают и пропускают свет. Человеческое лицо является достаточно простым примером, но даже оно объединяет свойства полупрозрачности, зеркальной (бликующей) отражательной способности, нормального преломления и поглощения.

Свойства предметов бесконечно разнообразны. Если предмет отражает свет, то это может происходить самым различным образом. Прямое отражение (случайное отражение) образует все те картины, которые мы видим. Свет, не поглощенный предметом, имеющим шероховатую поверхность, отражается от него во всех направлениях (диффузное отражение). Освещенный фарой кирпич в стене дома так же хорошо виден под углом 60° в обе стороны от направления падающего света, как и в направлении от источника света. Таким образом свет, падающий на кирпич только в одном направлении, отражается во всех направлениях.

Если же поверхность гладкая, большая часть света может преимущественно отражаться под углом, равным углу падения, и лишь небольшая часть рассеивается. Поверхность должна быть достаточно гладкой, чтобы значительное число лучей попало на ее одинаково ориентированные грани. В результате происходит зеркальное отражение (блеск), при котором свет частично поляризуется. Отраженный таким образом свет можно ослабить с помощью соответственно ориентированного поляризационного светофильтра. Зеркальное отражение возможно от поверхности листьев, кожи, гладкого камня, влажных предметов, поверхности воды, полированного дерева, пластмассы и многих других обычных предметов. Оно может меняться от слабого блеска до зеркального изображения, неяркого, но отчетливого, например, на гладкой водной поверхности. При таком отражении ничего не происходит с цветом (спектральным составом) света — отраженный свет содержит те же цвета, что и падающий.

Важно понимать разницу между светом, диффузно отраженным от поверхности предмета, и светом, отраженным под углом зеркального отражения без взаимодействия с поверхностью. Никакое смещение угла зрения или использование поляризованного света или светофильтров не может изменить количество или спектральный состав света, отраженного от какой-либо поверхности в соответствии с ее поглощающими и отражающими свойствами. Перемена точки наблюдения, применение поляризованного света или светофильтров могут оказать заметное влияние на зеркальное отражение и блеск, сильно меняя видимую яркость предмета. Даже сильно рассеянный блеск может скрыть истинный цвет и детали предмета, которые проявляются лишь при освещении без отражения от поверхности.

Следует также обратить внимание на частичную прозрачность некоторых объектов. Кожа на лице человека полупрозрачна, она пропускает рассеянный свет. Профиль лица четко выявляется при контровом освещении не только благодаря нормально отраженному свету, но и в результате полупрозрачности кожи. Пластмассы, листья растений, жидкости, цветы, одежда тоже пропускают свет.

В отличие от полупрозрачного прозрачный предмет пропускает световые лучи полностью или частично, сохраняя их первоначальное взаимное расположение. Сквозь такой предмет можно отчетливо видеть изображения. Окна, шлифованные стекла, полиэтиленовая пленка, чистая вода более или менее прозрачны. В отличие от полупрозрачных предметов, они не могут быть «наполнены» светом за счет неупорядоченного внутреннего отражения и пропускания света.

Термин «непрозрачный» не означает поглощения всего света. Посеребренное зеркало совершенно непрозрачно (если, конечно, оно не предназначено для скрытого наблюдения!). Термин «непрозрачность» относится лишь к способности не пропускать свет за счет его поглощения либо его полного отражения.

Читайте также

Основные свойства света

Основные свойства света Сила света или яркость освещенной поверхности являются наиболее понятными характеристиками освещенности, оцениваемыми глазом Многие опытные фотографы могут делать это с большой точностью и теряются лишь в условиях искусственногоо свещения

Информация, которую мы получаем с помощью света

Информация, которую мы получаем с помощью света Можно многое сказать о физических свойствах окружающего мира на основе информации, полученной с помощью света. Свет выявляет цвет, форму, фактуру, объемность, относительный размер, состав и физическое состояние объектов.

Роль света в формировании изображения

Роль света в формировании изображения Ясно, что свет является не только физической основой нашего зрительного восприятия окружающего мира, но и источником той богатейшей информации, которая передается от изображений к наблюдателю. Прежде чем нажать на спусковую кнопку

Качество света

Качество света Если бы яркость света была единственным фактором, имеющим решающее значение в фотографии, то наилучшим способом освещения было бы прямое освещение вспышкой. Однако своеобразие и привлекательность изображений достигаются не количеством, а качеством

Освещение натюрмортов одиночным источником света

Освещение натюрмортов одиночным источником света Для съемки небольшого натюрморта можно использовать направленный свет единственного источника. У такого сюжета нет ни глаз, ни подбородка, поэтому проблем, связанных с появлением соответствующих теней, не

Действие на пленку

Действие на пленку Если источник имеет цветовую температуру, для которой сбалансирована цветная пленка, результаты получаются нейтральными. Цвета передаются так, как их видит глаз. Но глаз обладает способностью компенсировать изменения цветовой температуры в пределах

Проверка пленки и источника света

Проверка пленки и источника света В большинстве студий периодически проверяют рабочие партии фотопленок и источники света (включая устройства для управления освещением и рефлекторы). Не располагая измерителями цветовой температуры, пользуются цветным клином.

Виды света и методика освещения объекта съемки

Виды света и методика освещения объекта съемки Анализ любого эффекта освещения, созданного для целей фотосъемки, показывает, что он образуется в результате действия нескольких видов света, среди которых первым должен быть выделен так называемый рисующий свет.Рисующим

«Я никогда не видел такого света, как в Голливуде»

«Я никогда не видел такого света, как в Голливуде» Он сидел в парке венецианского отеля Des Bains, в белой рубашке, застегнутой на все пуговицы, и охотно отвечал на вопросы, иногда на минуту задумывался, был чрезвычайно доброжелателен, открыт и взволнован.— Вы охотно

ГЛАВА СЕДЬМАЯ ОТ МОТИВИРОВКИ К ПОСТУПКУ: СКВОЗНОЕ ДЕЙСТВИЕ

ГЛАВА СЕДЬМАЯ ОТ МОТИВИРОВКИ К ПОСТУПКУ: СКВОЗНОЕ ДЕЙСТВИЕ Большинство хороших сценариев крайне просты. Их можно пересказать в двух словах:- забавный Инопланетянин приземлился на землю и потом вернулся домой, — Марти перелетел в прошлое на машине времени и вернулся в

Источник