Источники света

Акцентный (направленный) свет

Акцентный (направленный) свет испускается точечным источником света. Если проводить аналогию с природными условиями, то это солнце. В искусственном освещении направленный свет представляет собой компактный источник света.

Основное свойство направленного света в том, что он создает явные тени от объектов и предметов. Также акцентный свет является причиной возникающих на зеркальных и глянцевых поверхностях бликов. Блики вызывают зрительный дискомфорт, поэтому в интерьерах нужно разумно использовать направленный свет в сочетании с бликующими предметами.

Долгое нахождение в помещениях, где сильный световой контраст, вызывает дискомфорт и усталость глаз. Резкие тени и блики особенно заметны, когда основное освещение достигается малым количеством рассеянного света. Например, дневной свет отношение солнечного света к свету от неба (акцентный свет по отношению к диффузному) находится примерно в диапазоне от 5:1 до 10:1. Комфортным для интерьеров и жилых помещений является соотношение между общим освещением и акцентным — не менее 1:3. При больших перепадах находиться в таких интерьерах будет не комфортно.

Акцентный (направленный) свет применяют в бутиках, галереях и музеях, шоурумах, театрах, концертных площадках и подобных местах, где нужно привлечь внимание зрителей к определенному объекту, выделить его на фоне других

Источники света

Как проходит свет в разных средах?

Различные среды преломляют лучи по-разному. Так, на границе между воздухом и водой угол преломления примерно 30о, а на границе воздух – алмаз, угол преломления около 21о. Причем, это с одним углом падения в 60о.

Источники света

Не всегда угол преломления меньше угла падения, как в приведенных примерах. Если вспомнить, что свет – это электромагнитная волна, то значит, он обладает скоростью (300 000 км/с в вакууме). В веществах скорость света другая, всегда меньше.

Источники света

На своем пути лучи света проходят по различным прозрачным веществам, которые образуют оптическую среду. Если скорость света в одной среде больше, чем в другой, то первая среда называется оптически менее плотной, а вторая – оптически более плотной средой. Например, попадая в воду из воздуха, лучи света переходят из оптически менее плотной среды (воздух) в оптически более плотную (воду).

Преломление лучей на границе раздела связано с оптической плотностью каждой из сред следующим правилом:

Источники света

Источники света

Отсюда видно, что угол преломления может быть больше или меньше угла падения. Все объясняется оптическими свойствами среды, куда переходит световой луч.

Свойства

Благодаря опытам удалось установить, что свет имеет электромагнитную природу. Проще говоря, свет – это электромагнитное излучение, которое можно увидеть.

Свет может похвастаться тем, что имеет способность проходить через прозрачные вещества и тела. Благодаря этому солнечный свет через атмосферу легко проникает на землю. Но при этом он преломляется. Когда на пути света встречается непрозрачное тело или предмет, то свет отражается от них. Таким образом мы принимаем отраженный цвет глазом и видим не только цвет, но и форму.

Определенная часть света поглощается предметами, и они нагреваются. Светлые предметы нагреваются не так сильно, как темные, так как поглощают больше света, а отражается меньше. Именно поэтому они выглядят темными. Львиная часть информации о том, что нас окружает, поступает именно через зрение. Благодаря ему мы все анализируем. Хорошее зрение и высокий уровень работоспособности очень связаны с освещением.

Источники света

Естественные источники

Все объекты, от которых струится природный свет, следует отнести к натуральным источникам. Они и есть естественные источники света

Неважно, какое идет испускание волн, как основное или вторичное свойство. Природные источники света играют огромную роль в жизни всех живых организмов

Природные источники в природе не контролируются человеком:

  • Солнечный свет.
  • Огонь, естественный источник света.
  • Свет звезд.
  • Свечение разнообразных животных и растительных организмов.

И это далеко не весь список. Можно перечислить еще естественные источники света. Примеры: Солнце, палящее июльским днем, звезды, которые можно наблюдать ночью и складывать их в причудливые созвездия, молния, разрывающая рыхлые облака, комета с роскошным хвостом или полярное сияние, переливающиеся и вызывающее восхищение

Естественным светом можно считать поблескивающих в траве, как маленькие крупинки золота, насекомых и некоторые виды рыб, важно плывущие почти на морском дне

Источники света

Свет

Что же это такое? Прямо скажем, это электромагнитная волна. Она воспринимается глазами человека. Правда, существуют границы восприятия – от 380 до 780 нм. При более низких показателях идет поток ультрафиолета, который человек видеть не может, зато ощущает. На коже он проявляется как загар. Существует также инфракрасное излучение, которое способны видеть только некоторые живые организмы, а людьми это воспринимается как тепло.

Свет бывает разного цвета. Если вспомнить радугу, она является обладательницей семи цветов. Присутствующий в ней фиолетовый цвет образуется пучком длины волн 380 нм, красный – 625, а вот зеленый – 500, больше чем фиолетовый, но меньше чем красный. От многих искусственных источников света исходят белого цвета волны. Белый свет происходит, когда смешиваются все остальные основные цвета – это красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Межзвездный газ

Разряженная газовая среда заполняет пространство между звездами. Газ прозрачен. Основная часть межзвёздного газа наблюдается ближе к плоскости Галактики. Этот слой имеет толщину много сотен парсек. Химический состав похож на большинство звезд – это водород, гелий и немного тяжелых частиц. Газ находится в атомном, молекулярном и ионизированном виде, все зависит от плотности и температуры. Газ поглощает ультрафиолетовые лучи, а они взамен отдают ему имеющуюся энергию. Ультрафиолетовое излучение, исходящее от горячих звезд, начинает нагревать газ. Затем сам газ начинает излучать свет. Человек наблюдает его как светлую туманность.

Комфортное освещение в интерьерах — рассеянный и направленный свет

В интерьерах (помещениях) мы можем создать такое соотношение акцентного и рассеянного света, чтобы чувствовать себя комфортно. Доля рассеянного света уменьшается, когда потолок и стены освещены слишком малым количеством света или когда свет падает на поверхность, которая его поглощает (за счет низкого отражения). Такой эффект с акцентным светом можно применять для создания драматического эффекта. Этот подход используется для презентации объектов (выставки, магазины, бутики), а также в архитектурном освещении, когда согласно концепции нужно достичь драматического пространственного эффекта.

Источники света

сочетание акцентного (направленного) и диффузного (рассеянного) света

Акцентный свет не только создает тени и отражения, он открывает новые горизонты для светодизайнеров. Они могут выбрать нужный угол светового луча и необходимое направление для реализации задачи. Если свет рассеянный, диффузный, то его эффект применяется на все пространство и зависит от положения светильника в пространстве.

Тут то и лежит один из наиболее прогрессивных аспектов световых технологий. Во времена использования свечей и масляных ламп, свет был тесно связан с местоположение светильника (распространялся в непосредственно близости от источника). Сейчас таких проблем нет. Можно добиться нужного уровня освещенности в требуемой части пространства. А значит, мы можем залить помещение светом или смоделировать нужные световые условия. Уровень освещенности задается требуемым задачам, которые выполняются в том или ином пространстве или его отдельной зоне.

Ознакомиться с основными светотехническими понятиями

По материалам книги ERCO.

Что такое свет? Источники света

Много тысячелетий прошло прежде, чем была выяснена природа этого замечательного явления – свет. Десятки гипотез, предположений, догадок выдвигались учеными. Но вот в конце девятнадцатого века Д. Максвелл и Г. Герц установили, что природа света электромагнитная.

Источники света

Значение света в жизни человека и в природе громадно. Зарождение и развитие всего живого происходит под влиянием тепла и, конечно, света.

Свет для человека – важнейшее средство познания окружающего мира.

Источники света

Основной источник света для всей Земли – это Солнце. Световые потоки устремляются к планетам от Солнца благодаря ядерным реакциям, происходящим на нем.

При изучении тепловых явлений одним из видов теплообмена названо излучением, с помощью которого Земля получает от Солнца тепло. Тепло невидимо. Та часть излучения, которая видима глазом человека, называется видимым излучением.

Именно это излучение рассматривается как световое явление.

Раздел физики, посвященный световым явлениям называют оптикой (греч. «оптикос» — «глаз», «зрительный», «видимый»).

Источники света

Не умея объяснить природу света, многие древние ученые придерживались мнения о том, что световые лучи исходят из глаз человека и «ощупывают» все вокруг. Некоторые считали, что есть другое объяснение свету, но не могли его сделать, не зная теории электромагнетизма. Как же далеки были эти люди от современных знаний в оптической области физики.

Сейчас известна природа света, свойства его, строение глаза, создано большое число оптических устройств и простых приборов. Световые явления широко используются в жизни человека.

Создается световое излучение источниками света, которые бывают естественными и искусственными. Сама природа создала естественные источники света. Искусственные источники придумал и изготовил человек.

Естественные (природные) источники света:

  • Солнце и другие звезды;
  • молния;
  • полярные сияния;
  • светящиеся вещества (фосфор, радий, актиний и другие);
  • насекомые (например, светлячки, грибные комары);
  • морские животные (медузы, электрические скаты, угри и другие);
  • старые гниющие пни;
  • светящиеся грибы.

Среди таких источников есть яркие, дающие много света, а есть едва видимые в темноте.

Например, науке известно уже около семидесяти видов светящихся грибов. Из них некоторые можно увидеть ночью на расстоянии десяти метров.

Источники светаСветящиеся грибы.

Светиться могут подгнившие грузди и старые сыроежки.

Источники светаПодкрашенный фосфором циферблат часов.

Источники светаСветящиеся медузы.

Искусственные источники света:

  • всевозможные фонари и лампы;
  • прожекторы и маяки;
  • экраны телевизоров, проекторов;
  • гаджеты;
  • светящиеся рекламы;
  • свечи.

Источники светаНочной город.

Не может деятельность человека протекать без освещения. Трудно представить современный город в ночное время без освещенного дома, улицы, квартиры.

Источники светаСозданные человеком источники света.

Искусственное освещение создано человеком лишь благодаря научному подходу к изучению таких интересных явлений природы – световых.

Яркость

Яркость ($B$) используют для характеристики излучения (отражения) света в выделенном направлении. Направление при этом задается полярным углом ($\vartheta$), который откладывается от внешней нормали ($\overrightarrow{n}$) к излучающей площадке и азимутальным углом ($\varphi $). Данная физическая величина определяется как:

где $dS$ — элементарная светящаяся площадка. В общем случае $B=B(\vartheta,\varphi )$.

Определение 6

Источники света, яркость которых не изменяется в зависимости от направления, называют ламбертовскими (или косинусными, подчиняющимися закону Ламберта). Для ламбертовских светильников $dI$ элементарной площадки пропорциональна $cos \vartheta.$

Светимость и яркость связаны соотношением:

Единица яркости $кандела$ на квадратный метр ($\frac{кд}{м^2}$).

Пример 1

Задание: Найдите световой поток, который излучает элементарная поверхность $dS$ внутрь конуса, ось которого перпендикулярна выделенному элементу. Угол конуса равен $\vartheta_0$. Считать, что светящаяся поверхность подчиняется закону Ламберта и ее яркость равна $В$.

Решение:

За основу решения задачи примем определение яркости и из него выразим элемент светового потока:

\

Элементарный телесный угол в сферических координатах равен:

\

Подставим выражение для телесного угла в выражение (1.1), получим:

\

Найдем полный световой поток интегрированием выражения (1.3):

\

Ответ: $Ф=\pi ВdSsin^2\vartheta_0.$

Пример 2

Задание: Яркость однородного светящегося диска радиуса $r$ изменяется в соответствии с законом $B=B_0cos\vartheta,$ где $B_0=const, \vartheta\ —\ $угол с нормалью к поверхности. Каков световой поток (Ф), который испускает диск?

Решение:

Элемент светового потока, используя уравнение из условий задачи для ярости выразим как

\

где элементарный телесный угол в сферических координатах равен:

\

Световой поток найдем как интеграл от выражения (2.1) при использовании (2.2):

\

Ответ: $Ф=\frac{2}{3}B_0{\pi }^2r^2.$

Почему сломался карандаш?

Наблюдательный рыболов видит, что весла от его лодки при погружении в воду как будто ломаются. Когда весла над поверхностью воды, они снова прямые. Почему? Это объясняют оптические законы.

Взмахнуть рукой в воздухе гораздо легче, чем провести рукой внутри воды. Вот и свет проходит в разных средах (например, в вакууме, стекле, воздухе, алмазе, воде) тоже по-разному. На границе двух различных сред меняется направление хода лучей света.

Источники света

Источники света

Углы падения и преломления, которые определяются, как и при отражении, с помощью перпендикуляра к границе раздела, в данном случае не равны. 

Источники света

Вот почему карандаш выглядит в стакане сломанным. Здесь не нужно путать световые лучи и сам карандаш. Лучи идут человеку в глаз, как показано на чертеже. То, что карандаш воспринимается глазом в сломанном виде – это оптическая иллюзия, созданная ходом всех лучей, отражающихся от карандаша.

Рассеянный свет (диффузный свет)

Рассеянный свет получается тогда, когда большая поверхность испускает свет. Она может быть очень обширна. Например, плоские поверхности, такие как небо, в светлое время суток или в случае искусственного освещения, это могут быть световые потолки.

В пространствах интерьеров рассеянный свет может отражаться от потолков и стен, тогда световой эффект получается равномерный, мягкий. Он освещает все пространство, и делает объекты видимыми. Особенностью рассеянного света является способность создать минимальные тени и отражения.

Рассеянный свет чаще всего используется в общественных пространствах: учебных заведениях, больницах, офисах, торговых центрах и других местах, где человек должен легко ориентироваться, видеть полностью пространство, чувствовать себя в безопасности, спокойно и комфортно.

Источники света

Физика 8 класс

«Магнитные явления» — Этапы составления синквейна. Лист самоконтроля. Презентации учащихся. Физический кроссворд. Полярное сияние. Градация оценок. Поле. Индивидуальный лист самоконтроля. Заполни. Полюс магнитной стрелки. Компас. Вид участия. Ответы к физическому диктанту. Электромагнитные явления. Магнитное поле Земли. Вопросы к кроссворду. Синквейн. Магнитные бури. Магнитное явление.

«Высокая влажность воздуха» — Относительная влажность воздуха. Вред влажности воздуха для механизмов, машин. Вред влажности воздуха. Абсолютная влажность воздуха. Специалисты в области экологии и здоровья человека. Влажность воздуха. Польза влажности воздуха. Вред высокой влажности воздуха. Влажность воздуха для человека. Средства устранения вреда влажности воздуха. Теплоотдача резко сокращается.

«Задачи по тепловым явлениям» — Определение температуры тела. Такты работы двигателя внутреннего сгорания. Дать определение количеству теплоты. Способность тел поглощать энергию. Скорость распространения электромагнитных волн. Привести формулу расчета количества теплоты, выделяющегося при сгорании топлива. Дать определение тепловому двигателю. Теплопроводность. Теплопроводность снега и льда. Дать определение конвекции. Дать характеристику коэффициента полезного действия.

«Физическая викторина» — Представление команд. Физический кругозор учащихся. Конкурс по решению задач. Доклад. Лодка опрокинулась. Правила игры. Остановка. Как Ходжа тащил из колодца месяц. Герой сказки. Опыты Герца. Господа делегаты. Все дети любят сказки. Легковой автомобиль. Кто из физиков с «мировым именем» увлекался с музыкой. А.Эйнштейн. Разминка команд. Малыш Рысту. Гонка за лидером. Почему днем окна кажутся темными.

«Характеристики электрического тока» — Электрическое напряжение. Электрическое сопротивление. Закон Ома. Сила тока в участке цепи. Закон Джоуля-Ленца. Работа электрического тока. Химическое действие. Мощность электрического тока. Сила электрического тока. Работа. Задачи на повторение. Действия электрического тока. Амперметр. Упорядоченное движение заряженных частиц. Вольтметр. Электрический ток в металлах. Электрический ток.

««Закон Ома» 8 класс» — Ом Георг Симон. Вольта Алессандро. Задачи на закрепление. Основные понятия. Повторить все формулы и решить задачу. Гальванические элементы. Задача на закон Ома. Цели урока. Ампер Андре Мари. Закон Ома. Определите сопротивление никелиновой проволоки сечением 0,2мм. Основные формулы и единицы измерения величин. Формула закона Ома. Зависимость силы тока от напряжения. Источники тока. Используя имеющиеся в строках буквы , впишите названия источников тока.

«Физика 8 класс»

Отражение света и его законы

Наверное, нет человека, который бы не наблюдал одно из явлений. Снежинки попадают в свет фар автомобиля или солнечные лучи попадают в запыленную комнату, или солнце освещает влажный воздух леса.

Источники света

Сами снежинки не являются источниками света, но человек их видит. Но видит только те, которые падают на землю в свете фар. Падающий снег за пределами автомобиля человеческий глаз не фиксирует.

Источники света

В пыльной комнате наблюдается плавное движение мелких пылинок в том месте, где через окно проникает солнечный свет. Но ведь это не значит, что пыль в комнате находится только там, где лучи света. Пылинки летают по всей комнате, но не видны глазом.

Источники света

В утреннем влажном лесу там, куда прокрадываются яркие лучи, становятся видны мельчайшие капельки воды и лесные пылинки. Они тоже есть по всему лесу, но видны только, где свет.

Эти явления объясняются тем, что человеческий глаз воспринимает свет, идущий от источника или отраженный от освещенного тела.

Если взять в темноте лист бумаги, то сказать, какого цвета этот лист, невозможно. Лист – не источник света и не освещен, поэтому он невидим. Другое дело, если лист попал в руки в светлом помещении. Человек его видит, так как бумага отражает световые лучи, отраженные лучи уже попадают в глаз.

Так снежинки в свете фар, капельки воды и пылинки на свету отражают лучи света, которые и воспринимает человек.

Приведенные примеры показывают, что свет обладает свойством отражения. Как и прямолинейность распространения света, древнегреческим ученым Евклидом был открыт первый закон отражения света. «Световые лучи обратимы» — утверждали древние ученые. Современная трактовка закона следующая:

Источники света

Для экспериментального подтверждения этого закона используется устройство, называемое оптическим диском.

Источники светаОптический диск.

На светлый круг этого прибора нанесена шкала с градусами. Яркая лампочка осветителя находится в светонепроницаемом футляре с очень узким отверстием. В центре диска прикрепляется отражающая поверхность, например, зеркальная пластинка. Осветитель имеет возможность перемещаться вокруг диска.

Из осветителя луч света от лампочки падает на пластинку и отражается от нее. Если переместить осветитель, направление падения луча света изменится. Соответственно изменится и направление отражения света. Но все это происходит в одной плоскости диска, что подтверждает первый закон отражения света.

При сравнении углов, которые образуются световыми лучами в этих опытах, подтверждается второй закон отражения света. Но прежде, чтобы его понять, следует изучить геометрическую схему отражения света.

Источники света

На схеме представлен геометрический подход к изучению световых явлений. Пучки света заменены геометрическими лучами и добавлены некоторые геометрические элементы, нужные для исследования.

  • α – угол падения;
  • β – угол отражения.
  • прямая MN – плоскость отражения;
  • СО – перпендикуляр к поверхности отражения;
  • АО – падающий луч;
  • ОВ – отраженный луч;

Нужно четко запомнить: углы падения и отражения берутся не к поверхности отражения, а к проведенному в точку падения перпендикуляру.

Если передвигать осветитель вокруг диска, угол падения будет меняться. Угол отражения тоже изменится и будет таким же, как угол падения. Это свойство отражения является вторым законом отражения света:

Источники света

Если падающий луч пойдет от точки В по направлению ВО, то он отразится от поверхности MN как раз по линии ОА. Это свойство называют обратимостью световых лучей, о чем говорили еще в древности, но дать научного объяснения не могли.

Что такое источник света

При разговоре об источнике света, мы подразумеваем объект, излучающий электромагнитное излучение в видимой части спектра. Элементарной частицей света является фотон. Именно отсюда и идет двойственная природа света – корпускулярно-волновой дуализм. Фотон может вести себя подобно частице, а может и подобно излучению. Это зависит от конкретных физических условий. Видимый диапазон находится в пределах от 360 нм до 830 нм. Световое излучение возникает из-за различных физических процессов, происходящих в атомах. Если длина волны находится в диапазоне – мы видим свет. От длины волны зависит цвет.

Если атом получает энергию, то он переходит на более высокий энергетический уровень. Это возбужденное состояние. Он неустойчиво. Электроны стремятся вернуться на более низкие энергетические уровни. В результате этого и рождается фотон. А это и есть свет.

Если все атомы испускают фотоны одновременно, то это уже лазерное излучение. Оно когерентно. Луч лазера не обязательно должен быть видимым. Причем оно существует и в природе. В 1981 году лазерное излучение было обнаружено в атмосфере Марса и Венера. Длина волны составила 10 мкм. На такой длине волны работают лазеры с углекислым газом в качестве рабочего тела.

Биолюминесценция

Хитрое слово обозначает умение живых организмов светиться. Это умение достигнуто самостоятельно либо при помощи симбионтов. Греческое слово «биос» означает жизнь. А латинское «люмен» — свет. Такой талант, как создание света, принадлежит не каждому. Для этого необходимы специально светящиеся органы и обладание более развитым организмом. Например, в фотофорах рыб, в особых органоидах у одноклеточных эукариот, в цитоплазме у бактерий. Вспомним о светлячках и кое-каких водных организмах, которые обитают на дне океанов (глубоководная каракатица, радиолярия). Биолюминесценция — это продукт химических процессов, энергия, которая освобождается, при этом начинает выделяться в виде света. Другими словами, это специальный вид хемилюминесценции.

Источники света

admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий