Дізнайтеся, що таке світло, яке світло вважається видимим та які є основні характеристики світла, з допомогою якого спримаємо світ.
Світло, або видиме світло, зазвичай відноситься до електромагнітного випромінювання, яке може бути виявлено людським оком.
Що таке світло?
Весь електромагнітний спектр надзвичайно широкий, починаючи від низькоенергетичних радіохвиль з довжинами хвиль, які вимірюються в метрах, до високоенергетичних гамма -променів з довжинами хвиль менше 1 x 10-11 метрів. Електромагнітне випромінювання, як випливає з назви, описує коливання електричного та магнітного полів, що передають енергію зі швидкістю світла (це ~ 300 000 км/сек через вакуум).
Що таке радіація: види та способи вимірювання
Світло також можна описати як потік фотонів, безмассові пакети енергії, кожен з яких рухається зі хвилеподібними властивостями зі швидкістю світла.
Що таке фотон?
Фотон – це найменша кількість (квант) енергії, яку можна транспортувати. Усвідомлення того, що світло рухається в дискретних квантах, стало початком квантової теорії.
Що таке видиме світло?
Видиме світло по суті не відрізняється від інших частин електромагнітного спектру, за винятком того, що людське око може розпізнавати видимі хвилі. Це насправді відповідає лише дуже вузькому вікну електромагнітного спектру, починаючи від 400 нм для фіолетового світла і закінчуючи 700 нм для червоного світла.
Як поширюється світло та які властивості поширення?
Що таке ультрачервоне та інфрачервоне випромінювання?
Випромінювання нижче 400 нм називається ультрафіолетовим (УФ), а випромінювання довше 700 нм-інфрачервоним (ІЧ), і жодне з них не може бути виявлене людським оком.
Однак передові наукові детектори, можуть бути використані для виявлення та вимірювання фотонів у набагато ширшому діапазоні електромагнітного спектру, а також до значно меншої кількості фотонів (тобто набагато слабкіших рівнів світла), ніж око може виявити.
Як світло взаємодіє з речовиною?
Люди не випадково можуть «бачити» світло. Світло є нашим основним засобом сприйняття навколишнього світу. Дійсно, у науковому контексті виявлення світла є дуже потужним інструментом для дослідження Всесвіту навколо нас. Оскільки світло взаємодіє з речовиною, його можна змінювати, а вивчаючи світло, яке виникло або взаємодіяло з речовиною, можна визначити багато властивостей цієї речовини.
Наприклад, завдяки вивченню світла ми можемо зрозуміти склад зірок і галактик, що знаходяться на відстані багатьох світлових років, або спостерігати в реальному часі за мікроскопічними фізіологічними процесами, що відбуваються в живих клітинах.
Яку роль відіграє світло в житті людини?
Матерія складається з атомів, іонів або молекул, і саме завдяки їх взаємодії зі світлом виникають різні явища, які можуть допомогти нам зрозуміти природу матерії. Атоми, іони або молекули мають певні рівні енергії, зазвичай пов’язані з рівнями енергії, які можуть утримувати електрони в речовині. Світло іноді генерується речовиною, або частіше фотон світла може взаємодіяти з рівнями енергії різними способами.
Ми можемо представити енергетичні рівні речовини у схемі, відомій як діаграма Яблонського, яка представлена малюнку вище. Атом або молекула в найнижчому з можливих енергетичних станів, який відомий як основний стан, може поглинути фотон, який дозволить атому чи молекулі підняти до стану вищого рівня енергії, відомого як збуджений стан.
Що таке світловий рік та які є йому альтернативи?
Отже, речовина може поглинати світло характерної довжини хвилі. Атом або молекула, як правило, залишаються у збудженому стані лише дуже короткий час, і вони розслабляються назад до основного стану за допомогою ряду механізмів. У
наведеному прикладі збуджений атом або молекула спочатку втрачає енергію не випромінюючи фотон, а потім розслабляється до проміжного стану з нижчою енергією за допомогою внутрішніх процесів, які зазвичай нагрівають речовину. Проміжний рівень енергії потім ослаблюється до основного стану за рахунок випромінювання фотона з меншою енергією (більшою довжиною хвилі), ніж фотон, який спочатку поглинався.
Як ми вивчаємо матерію за допомогою світла?
Ми дізналися, що таке світло, але як з його допомогою можна вивчити матерію? Оскільки фотони, які або поглинаються, або випромінюються речовиною, матимуть характерну енергію, коли світло, що взаємодіяло з речовиною, згодом розщепиться на складові довжини хвиль. За допомогою спектрографа, отриманий спектральний підпис розповість нам величезну кількість інформації про саму речовину.
Широке поле спектроскопії являє собою безліч методів, таких як спектроскопія комбінаційного розсіювання, поглинання / передачі / відображення спектроскопії, атомної спектроскопії, лазерної іскровий спектроскопії (LIBS) і транзиторною абсорбційної спектроскопії, забезпечуючи масу корисної інформації про наукові властивості атомів і молекул, а також здатність дуже конкретно ідентифікувати присутність та кількісно оцінити кількість таких матеріалів у зразку.
Джерело: https://andor.oxinst.com
