빛에 대한 상식

빛의 본질은 시각을 일으킬 수 있는 전자파이자 입자 (광자) 이다.

빛은 진공, 공기, 물 등 투명한 물질 속에서 전파될 수 있다. 광속: 진공의 광속은 초당 30 만 킬로미터입니다.

육안으로 볼 수 있는 가시광선은 전체 전자기파 스펙트럼의 일부일 뿐이다. 전자파의 가시 스펙트럼은 약 390~760nm( 10-9m) 로, 빛은 인공광과 자연광으로 나눌 수 있다.

광원은 냉광과 열광으로 나뉜다. 광원: 스스로 빛을 낼 수 있는 물체를 광원이라고 합니다. 냉광: 열을 가하지 않고 빛을 내는 것을 말합니다 (또는 매우 낮은 온도에서 열을 내는 것).

반딧불이처럼 열 광원: 발광 열 (고온 열이어야 함) 을 나타냅니다. 태양처럼 실험에 따르면 빛은 전자기 복사인데, 이 전자기파의 파장 범위는 붉은 빛의 0.77 미크론에서 자광의 0.39 미크론이다.

파장이 0.77 미크론 이상 약 1000 미크론인 전자파를 적외선이라고 합니다. 0.39 미크론에서 약 0.04 미크론 이하의 것을' 자외선' 이라고 한다.

적외선과 자외선은 시각을 일으킬 수 없지만 광학 기기나 사진을 찍는 방법으로 이 발광 물체의 존재를 측정하고 감지할 수 있다. 그래서 광학에서 빛의 개념은 적외선과 자외선 분야로도 확대될 수 있다. X-레이조차도 빛으로 간주되고, 가시광선의 스펙트럼은 전자기파 스펙트럼의 일부일 뿐이다.

빛은 파동 입자 이중성을 가지고 있습니다. 즉, 주파수가 높은 전자파로 볼 수도 있고, 일종의 입자 (광자라고 함) 로 볼 수도 있습니다. 광속은 파리 국제계량국에 보존된 백금표를' 미터' 를 정의하는 기준으로 대체하고 광속은 당시 쌀과 초의 정의와 일치하는 299,792,458m/s 와 정확히 같다고 입을 모은다.

이후 실험 정확도가 높아지면서 광속의 수치가 달라졌다. 쌀은 빛이 1/299792458 초 이내에 지나가는 거리로 정의되며 광속은 "C" 로 표시됩니다. 지구상의 생명의 원천 중 하나일 뿐입니다.

단지 인간 생활의 기초일 뿐이다. 인간이 외부 세계를 이해하는 도구일 뿐이다.

정보의 이상적인 전달체나 전파 매체일 뿐이다. 인간의 감각이 외부에서 받는 모든 정보 중 적어도 90% 는 눈을 통해 전달되는 것으로 집계됐다 ... 한 줄기 빛이 물체에 투사될 때 반사, 굴절, 간섭, 회절이 발생한다.

빛은 균일한 매체에서 직선을 따라 전파됩니다. 적외선을 포함한 광파는 마이크로파의 파장보다 짧고 주파수가 높다. 따라서 전기 통신의 마이크로웨이브 통신에서 광통신으로 발전하는 것은 자연스럽고 필연적인 추세이다.

보통 라이트: 일반적으로 빛은 많은 광자로 이루어져 있습니다. 형광 아래 (일반 태양, 조명, 촛불 등). ), 광자 사이에는 연관성이 없습니다. 즉 파장이 다르고, 위상이 다르고, 편광 방향이 다르고, 전파 방향이 다릅니다. 조직되지 않은 규율이 없는 광자 대군처럼 모든 광자는 산병유용이며, 통일적으로 행동할 수 없습니다. 빛이 반사될 때 반사각은 입사각과 같으며, 같은 평면에서 법선 양쪽에서 광로는 반전될 수 있습니다.

빛이 한 매체에서 다른 매체로 비스듬히 들어오면 굴절이 발생합니다. 주입 미디어의 밀도가 원래 라이트의 밀도보다 크면 입사각은 굴절 각도보다 작습니다.

반면 보다 작으면 입사각이 굴절 각도보다 큽니다. 그러나 입사각이 0 이면 굴절각은 0 이고 굴절은 발생하지 않습니다.

그러나 라이트 굴절은 여전히 동일한 비균일 매체에서 발생합니다. 이론적으로 굴절없이 한 방향으로 주사 할 수 있습니다. 그러나 경계가 불분명하기 때문에 일반적으로 여러 단계로 나뉘며 평평하지 않기 때문에 어쨌든 굴절이 발생합니다. 예를 들어 해안가에서 잔잔한 호수 밑을 보면 첫 번째 굴절에 속하지만 신기루를 보면 두 번째 굴절에 속한다.

볼록 렌즈와 오목 렌즈의 역할은 첫 번째 굴절로 인한 것이다. 레이저-광학의 신세계에서 모든 광자는 상호 연관되어 있습니다. 즉, 동일한 주파수 (또는 파장), 위상, 편광 방향 및 전파 방향을 가집니다.

레이저는 규율이 엄격한 광자 군대와 같아서 행동이 일치하여 전투력이 매우 강하다. 이것이 레이저가 많은 일을 할 수 있고 햇빛, 조명, 촛불은 할 수 없는 주된 이유이다.

라이트의 종류는 세 가지로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 열 효과로 인한 빛입니다. 태양광이 좋은 예입니다. 이 밖에도 촛불과 다른 물건들도 마찬가지다. 이 빛은 온도 변화에 따라 변색된다.

두 번째는 원자 발광이다. 형광등 내벽에 바르는 형광물질은 전자기파 에너지에 의해 빛을 발생시켜 네온사인의 원리도 마찬가지다. 원자 발광은 우리 자신의 기본색을 가지고 있기 때문에, 우리는 색채를 촬영할 때 상응하는 수정을 해야 한다.

세 번째는 싱크로트론 발광과 동시에 강력한 에너지를 휴대하는 것이다. 이것은 원자로에서 나오는 그런 빛이고, 우리는 일상생활에서 이런 빛을 거의 접할 수 없다. 처음 두 가지를 기억하면 충분하다. 빛의 색상 분산 다색광이 단색광으로 분해되는 현상을 빛의 분산이라고 한다. 뉴턴은 1666 년에 처음으로 프리즘으로 빛의 분산을 관찰하고 백색광을 컬러 밴드 (스펙트럼) 로 분해했다. 분산 현상은 매체에서의 빛의 속도 (또는 굴절 인덱스 n=c/v) 가 빛의 빈도에 따라 변경된다는 것을 나타냅니다. 빛의 분산은 프리즘, 회절 래스터, 간섭계 등을 사용하여 수행할 수 있습니다. 백색광은 붉은색으로 이루어져 있다.

빨강, 오렌지, 노랑, 녹색 등의 색상을 단색광이라고 합니다. 분산: 다색광이 단색광으로 분해되어 스펙트럼을 형성하는 현상을 광색 분산이라고 합니다.

프리즘이나 래스터를 "분산 시스템" 으로 사용하여 분산을 실현할 수 있습니다. 다색광이 프리즘에 들어가면 다양한 주파수의 빛에 대해 굴절률이 다르고, 다양한 다색광의 전파 방향은 어느 정도 편향되어 프리즘을 떠날 때 분리되어 스펙트럼을 형성한다.

빛의 분산 굴절률이 광파 주파수나 진공 중 파장에 따라 변하는 현상. 다색 빛이 미디어 인터페이스에서 굴절될 때 미디어는 파장에 따라 빛의 굴절률이 다르며 각 색상의 빛은 굴절각에 따라 서로 분리됩니다.

1672 년에 뉴턴은 프리즘으로 태양광을 컬러의 대역으로 분해했는데, 이것은 사람들이 처음으로 한 분산 실험이다. 일반적으로 굴절 인덱스 N 또는 분산 비율 DN/D 와 파장 λ의 관계를 사용하여 분산 법칙을 설명합니다.

모든 미디어의 분산은 정상 분산과 비정상적인 분산으로 나눌 수 있습니다. 다색 빛은 단색광으로 분해되어 스펙트럼을 형성하는 현상이다. 한 다발의 백색광이 유리 프리즘에 비치게 하면 빛은 프리즘을 통해 굴절된다.

2. 태양에 대한 지식은 매우 적다

천문학은 그 부피가 지구의 654.38+0.3 만 배 이상이며 태양계의 중심 천체라고 설명했다.

은하계의 평범한 별. 지구와의 평균 거리는10/0.496 억 킬로미터이고 지름은10.390 억 킬로미터이다. 지구에서 태양까지 가는 데는 3500 여 년이 걸리고, 비행기를 타도 20 여 년이 걸린다.

평균 밀도 1.409g/cm3, 질량 1.989 * 10 33g, 표면 온도 5770℃, 중심 온도/kloc 안팎으로는 태양핵반응구역, 태양대류권, 태양대기층이 차례로 있다.

열핵반응은 중심 지역에서 계속되고, 생성된 에너지는 방사선을 통해 우주로 방출된다. 22 억 개의 에너지 중 하나가 지구에 방사되어 지구의 빛과 열의 주요 원천이 되었다.

스타도 자신의 생활사를 가지고 있다. 출생, 성장, 노화, 죽음에 이르기까지. 그것들은 크기가 다르고, 색깔이 다르고, 진화도 다르다.

별과 생명의 관계는 단지 빛과 열을 제공하는 것만이 아니다. 사실 행성과 생명물질을 구성하는 중원자는 일부 별의 생명 말기에 발생하는 폭발 과정에서 발생한다.

태양의 기본 물리적 매개변수 반지름은 295km 입니다. 질량은 1.989 * 10 30k g 입니다. 온도 5770℃ (표면) 1560 만℃ (코어). 총 복사 전력은 초당 3.83 * 10.26 줄. 지구가 일지평균거리에 있을 때, 단위 시간 동안 지구의 대기의 상한선은 태양광선의 단위 면적에 직각으로 받는 태양 복사의 전체 스펙트럼의 총 에너지를 태양 상수라고 한다.

태양 상수의 일반적인 단위는 와트/평방 미터입니다. 관측 방법과 기술이 다르기 때문에 얻은 태양 상수 값도 다르다.

세계기상기구 (WMO) 가 198 1 에 발표한 태양상수는 1368 W/m2 입니다. 지구 대기의 상한선 99% 이상의 태양 복사 스펙트럼은 0. 15~4.0 미크론 사이입니다.

태양 복사 에너지는 가시 스펙트럼 (파장 0.4~0.76 미크론) 에서 약 50%, 자외선 스펙트럼 (파장) 에서 7% 입니다. 0.76 미크론) 그리고 최대 에너지는 0.475 미크론의 파장에 있다. 태양 복사의 파동은 지면과 대기 복사의 파장 (약 3~ 120 미크론) 보다 길기 때문에 단파 복사와 장파 복사라고도 합니다.

태양활동과 일지거리의 변화는 지구 대기의 상한선 태양 복사 에너지의 변화를 일으킬 수 있다. 인류에게 휘황찬란한 태양은 의심할 여지 없이 우주에서 가장 중요한 천체이다.

만물은 태양에서 자란다. 태양이 없으면 지구상의 모든 자태의 생명현상도 없을 것이며, 물론 지혜의 생물인 인간도 없을 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 태양명언) 태양은 빛과 열로 낮과 밤의 순환을 가져오고, 지구 온도의 변화에 영향을 주며, 지구 생명에 다양한 형태의 에너지를 제공한다.

인류 역사상 태양은 줄곧 많은 사람들이 숭배하는 대상이었다. 중화민족의 조상은 그들의 조상을 태양신으로 여겼다.

고대 그리스 신화 중에서 태양신은 제우스 (신들의 왕) 의 아들이다. 태양, 경외심을 불러일으키는 행성은 어떤 물질로 이루어져 있으며, 그것의 내부 구조는 무엇입니까? 사실, 태양은 매우 평범한 별일 뿐이다. 광대한 별의 세계에서 태양의 밝기, 크기, 물질 밀도는 모두 중간 수준이다.

지구에 가장 가깝기 때문에 하늘에서 가장 크고 밝은 천체처럼 보입니다. 다른 별들은 우리에게서 멀리 떨어져 있습니다. 가장 가까운 별조차도 태양보다 27 만 배 멀리 떨어져 있어 반짝이는 빛처럼 보인다.

태양을 구성하는 물질은 대부분 보통 기체로 수소는 약 7 1%, 헬륨은 약 27%, 다른 원소는 2% 를 차지한다. 태양은 중심에서 바깥쪽으로 핵반응 영역, 방사선 영역, 대류 영역 및 태양 대기로 나눌 수 있습니다.

태양의 대기층은 지구의 대기층과 마찬가지로 높이에 따라 성질이 다르기 때문에 광구층, 색구층, 일류관 등 세 층으로 나눌 수 있다. 우리가 평소에 보는 태양 표면은 태양 대기의 최하층이며 온도는 약 6000 C 이다.

그것은 불투명하기 때문에 우리는 태양의 내부 구조를 직접 볼 수 없다. 그러나 천문학자들은 물리학 이론과 태양 표면의 각종 현상에 대한 연구에 근거하여 태양 내부 구조와 물리적 상태의 모형을 세웠다.

이 모델은 다른 별들의 연구에도 확인되었는데, 적어도 큰 면에서는 믿을 만하다. 태양의 핵심 면적은 작고 반지름은 태양 반지름의 1/4 에 불과하지만 태양의 거대한 에너지의 진정한 원천이다.

태양 핵의 온도는 매우 높아서 15 백만 C 에 달하고 압력도 매우 높아서 수소가 헬륨으로 융합되는 열핵반응이 발생하여 엄청난 에너지를 방출한다. 이러한 에너지는 복사층과 대류층의 물질을 통해서만 전달되어 태양광구 층의 하단으로 전송된 다음 광구층을 통해 방사될 수 있습니다.

태양광구는 우리가 평소에 보는 태양의 원형 표면이고, 태양의 반경도 광구의 반경이다. 광구의 표면은 기체 상태이며 평균 밀도는 물의 수억 배에 불과하지만 500km 두께로 인해 광구는 불투명하다.

광구층의 대기에는 강렬한 활동이 있다. 망원경으로 볼 수 있듯이 광구 표면에는 쌀알처럼 촘촘한 점 구조가 많이 있는데, 이를 쌀알 조직이라고 합니다. 그것들은 매우 불안정하여 보통 5~ 10 분 동안만 지속되며, 그 온도는 광구층의 평균 온도보다 300 ~ 400 C 높다.

현재 이런 알갱이 구조는 광구층 아래 기체의 격렬한 대류로 인한 것으로 여겨진다. 광구 표면의 또 다른 유명한 활동 현상은 태양 흑점이다.

태양 흑점은 광구층의 거대한 공기 소용돌이로 대부분 타원형으로 밝은 광구층 배경에 더욱 어둡게 보이지만 실제로는 온도가 4000 C 에 달한다. 만약 흑점을 단독으로 꺼낼 수 있다면, 큰 흑점은 보름달에 해당하는 빛을 낼 수 있다. 태양 표면의 흑점의 출현은 끊임없이 변화하여 태양 복사 에너지의 변화를 반영한다.

태양 흑점의 변화에는 복잡한 주기성 현상이 있다. 평균 수명 주기는 1 1.2 년이다. 광구층 근처의 대기는 색구층이라고 불리며 평소에는 쉽게 관측되지 않는다. 과거에는 이 지역이 개기일식 중에만 볼 수 있었다.

달이 광구의 밝은 광채를 가릴 때, 사람들은 태양바퀴의 가장자리에 장미빛 광채가 있는 것을 발견할 수 있다.

3. 빛 찾기에 관한 물리적 지식

빛 현상 1. 빛은 동일한 균일 매체에서 직선을 따라 전파됩니다.

빛의 선형 전파는 그림자의 형성, 일식, 월식과 같은 많은 흔한 현상을 설명할 수 있다. 빛은 빛의 전파 방향을 나타내는 직선입니다.

광선을 그릴 때는 반드시 화살표를 사용하여 빛이 전파되는 방향을 나타내야 합니다. 다른 매체에서의 빛의 전파 속도는 동일하지 않습니다.

진공에서 빛의 최대 속도는 3 * 108 m/s 이며, 다른 매체에서의 빛의 속도는 진공에서의 속도보다 작다.

광속은 공기 중에 진공에 가깝거나 3 * 108 m/s. 4 로 간주될 수 있습니다. 빛이 물체 표면에 비칠 때 물체 표면에 반사된다. 이런 현상을 빛 반사라고 한다.

5. 빛의 입사점 o 에서 거울에 수직인 선을 법선이라고 합니다. 입사광과 법선 사이의 각도를 입사각이라고 하며 기호 I 로 표시됩니다.

반사광과 법선 사이의 각도를 반사각이라고 하며 기호 R. 6 으로 표시됩니다. 빛의 반사 법칙: a. 반사광은 입사광 및 법선과 같은 평면에 있습니다.

B, 반사광과 입사광은 법선의 양쪽에서 분리됩니다. C. 방사 각도는 입사각과 같습니다.

7. 매끄러운 표면은 빛을 같은 방향으로 반사하는데, 이를 거울 반사라고 합니다. 8. 고르지 않은 표면은 모든 방향으로 빛을 반사합니다. 이를 분산이라고 합니다.

9. 거울 반사든 분산 반사든 각 광선의 반사는 빛의 반사 법칙을 따릅니다. 10, 평면 미러 이미징의 특징: 거울까지의 거리가 같습니다. 이미지는 객체와 크기가 같습니다. 이미지와 오브젝트의 해당 점 간의 연결은 거울과 수직입니다 (즉, 이미지와 오브젝트는 거울과 대칭을 기준으로 함). 평면 거울이 형성된 것은 허상 같다.

1 1. 가상: 실제 라이트 교차에 의해 형성되지 않으며 화면에서 받아들일 수 없습니다. 12. 빛이 한 매체에서 다른 매체로 기울어질 때 전파 방향이 일반적으로 변경됩니다. 이런 현상을 광굴절이라고 한다.

같은 매체라도 매체가 균일하지 않으면 빛이 굴절될 수 있다. 빛이 인터페이스에 수직으로 입사할 때, 그것의 전파 방향은 변하지 않는다.

13, 굴절광과 법선 사이의 각도를 굴절각이라고 합니다. 14. 광선이 공기 중에서 물이나 다른 매체로 비스듬히 입사할 때 굴절광은 법선 방향으로 편향되며 입사각은 굴절각보다 큽니다. 빛이 물이나 다른 매체에서 공기로 기울어질 때 굴절광은 인터페이스 방향으로 편향되고 굴절각은 입사각보다 큽니다.

(공기 중의 빛과 법선 사이의 각도는 항상 더 크다. 즉,' 공각이 크다') 15, 눈은 실제보다 수심이 얕다. 물에 꽂힌 젓가락을 기울이면 물속에서 위쪽으로 구부러진 것처럼 보입니다. 태양이 지평선 아래로 떨어지는 것을 보아라. 포크 물고기는 물고기 아래를 겨냥합니다. 신기루와 기타 현상은 빛의 굴절로 인해 발생한다. 16, 오목거울 (반사) 은 평행광을 수렴시켜 태양열 취사도구를 만드는 데 사용할 수 있다.

광로 가역성의 원리에 따라 초점 광원은 방향 라이트인 손전등을 반사할 수 있다. 17, 볼록 거울 (반사) 은 방향 라이트를 분산시켜 뷰 필드를 증가시킵니다.

예: 자동차의 백미러, 거리 구석의 거울. 18, 빛의 반사와 굴절에서 광로는 되돌릴 수 있습니다.

빛의 회절에 관한 몇 가지 지식. 나는 이 지식들에 익숙하지 않다.

빛의 회절: 1, 현상: 장애물 [또는 구멍] 의 크기가 빛의 파장과 비교될 수 있을 때 빛은 장애물을 우회하여 그림자가 있는 곳에 도달할 수 있습니다.

2. 회절은 파동의 특성이므로 파동 이론의 지지자들은 빛의 본질이 파동이라고 생각한다. 3. 본질: 파동의 관점에서 볼 때 광선이 장애물 [또는 구멍] 을 만나면 파면은 몇 개의 점 파원으로 나뉩니다. 이 광원에서 나오는 빛은 전파 과정에서 겹쳐지고, 한 영역이 강화되고, 한 영역이 약해져서, 명암이 번갈아 가는 줄무늬가 된다. 입자의 관점에서 볼 때 광자는 장애물을 우회하여 각 점에 도달할 확률이 다르며 밝은 줄무늬는 광자가 도착할 확률이 높은 곳입니다.

4. 현대과학은 빛이 파동 입자 이중성을 가지고 있으며, 대량의 저에너지 광자가 빛의 파동성을 쉽게 나타낸다고 생각한다. 에너지가 적다는 것은 파장이 크고 장애물이 쉽게 일치하여 회절을 형성한다는 것을 의미한다. 입자의 관점에서 볼 때, 에너지는 매우 작아서, 개별 광자의 성능은 감지하기 어렵다. 대량의 광자의 표현만이 쉽게 탐지되기 때문에 입자의 발생 확률로 인한 회절이 있다. 5. 래스터 회절은 슬라이드와 같은 거리에 여러 개의 줄무늬가 새겨져 빛이 통과하는 일종의 회절이다. 이 실험은 쉽게 할 수 있다, 매우 명백하다.

레이저 [단일 주파수] 를 사용하여 회절 실험을 쉽게 수행 할 수 있습니다. 현재의 레이저 소스는 쉽게 찾을 수 있다.

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