Что такое свет?

электромагнитная волна

Человечество никогда не мыслило свою жизнь без света, ну разве что в фантастических художественных произведениях иногда рисуются мрачные и темные апокалиптические картины. Люди настолько привыкли к свету, что даже когда солнце заходит за горизонт, на улицах включаются фонари, а в домах — светильники. Без света не смогли бы жить и развиваться растения, животные, многие микроорганизмы. Но что же такое — свет? Какова его природа? Как оценить освещенность того или иного места? 

Чудо? Хм… — наверняка скажут автору читатели, и будут совершенно правы. Никакого чуда действительно нет, а есть одна сплошная физика, известная еще со школы. Открыты законы, написаны формулы, далеко продвинулись оптические науки. Но так было не всегда: существовали времена, когда люди считали, что глаза испускают особые лучи, с помощью которых удается видеть предметы. Теперь-то мы знаем, что предметы видно совсем по другой причине! Тем не менее, можем ли мы честно признаться себе, что нам известно о природе и об основных законах света практически все? Едва ли. Обычно доскональное знание «назубок» той или иной науки (пусть даже в ее практическом приложении) характерно для людей, изо дня в день имеющих дело с данной наукой. Инженер-оптик ежедневно занимается проектированием оптических приборов, инженер по освещению ежедневно разрабатывает строительные проекты…

Среди читателей, наверняка, найдутся люди самых разнообразных профессий, для которых многие законы физики остались где-то далеко, в школьных и институтских годах, уже основательно подзабыты. Поэтому автор счел необходимым начать именно с физики света, с основных законов, на базе которых удастся решить подавляющее большинство практических задач. Здесь вы не встретите громоздких формул, многостраничных теоретических исследований — только самое-самое основное.

Итак, свет. Собственно, ничего «секретного» в природе света нет. Это обычная электромагнитная волна, которая имеет определенный диапазон своих длин, и, соответственно, частот, и которая распространяется в пространстве со скоростью, равной 2,997925 108 м/с. Эта скорость так и называется — «скорость света в вакууме». Ее измерили сначала именно для световой волны, потом распространили на другие диапазоны электромагнитных волн.

Любая электромагнитная волна, в том числе и световая, распространяется в пространстве. Как происходит этот процесс? Вспомним детскую игру «хождение по болоту», когда всем участникам выдаются по два небольших коврика, на которые (и только на которые) они имеют право наступать, чтобы двигаться вперед. Выиграет тот, кто быстрее сможет передвигать коврики, но для объяснения явления распространения электромагнитной волны это уже неважно. Так и электромагнитная волна — в упрощенном виде ее можно нарисовать как ряд колечек «Е» и «Н», расположенных друг через друга. Исчезло заднее колечко «Е» (электрическое поле), как тут же впереди возникло колечко «Н» (магнитное поле).

Когда волна встречает на своем пути препятствие, она от него отражается, и именно в отраженном свете мы можем различать предметы. Наш глаз — это приемник световых электромагнитных волн, который, конечно, сам ничего не излучает.

Теги: