Šviesa

Šviesa − regimojo spektro elektromagnetinis spinduliavimas − 380−750 nm elektromagnetinių bangų spektro dalis; elektromagnetinių bangų spektras nuo infraraudonųjų iki ultravioletinių spindulių.

Kitos reikšmės – Šviesa (reikšmės).

Elektromagnetinių bangų spektrui nuo 400 nm iki 700 nm yra jautri žmogaus akies tinklainė. Jos nerviniu impulsu perduodamą informaciją smegenys interpretuoja kaip šviesą, spalvas, o atspindžių nuo objektų visumą − kaip regimąjį pasaulį.

Remove ads

Šviesa turi dvilypę prigimtį:

Elektromagnetinės bangos
Šviesos dalelių – fotonų (kvantų) – srautas

Elektromagnetinių bangų teorija

1845 m. Maiklas Faradėjus atrado, kad šviesai sklindant poliarizuojančia medžiaga, poliarizacijos kampas gali būti keičiamas išoriniu magnetiniu lauku. Tai buvo pirmasis atrastas efektas, įrodantis, kad šviesa yra susijusi su elektromagnetizmu. Remdamasis šio eksperimento rezultatais Faradėjus 1847 m. pasiūlė teiginį, kad šviesa yra aukšto dažnio elektromagnetinės bangos.

Faradėjaus eksperimentai buvo vienas svarbiausių veiksnių, leidusių Džeimsui Klarkui Maksvelui sukurti elektromagnetinio lauko teoriją. Iš šios teorijos išplaukė, kad elektromagnetinės bangos tuščioje erdvėje turi sklisti pastoviu greičiu, kurio skaitinė vertė yra lygi šviesos greičiui. Tuo remdamasis Maksvelas padarė išvadą, kad šviesa yra ne kas kita, kaip tam tikro dažnio elektromagnetinės bangos. Pirmą kartą ši išvada buvo paskelbta 1862 m., veikale Apie fizines jėgos linijas (On Physical Lines of Force). 1873 m. Maksvelas paskelbė matematinę savo teorijos formuluotę, kurios pagrindinis rezultatas buvo Maksvelo lygtys, aprašančios elektromagnetinio lauko savybes bei elgesį.

Netrukus vokiečių fizikas Heinrichas Rudolfas Hercas, sugeneravęs radijo bangas, pademonstravo, kad pastarosios pasižymi tokiomis pat savybėmis, kaip ir šviesa, t. y. difrakcija, interferencija, atspindžiu. Tai galutinai įrodė vienodą šviesos ir elektromagnetinių bangų prigimtį.

Kvantinė teorija

M. Plankas teigė, jog šviesos šaltinis spinduliuoja tam tikromis porcijomis – kvantais. Kvantas yra tarsi viena šviesos dalelė – fotonas. Šviesą gali spinduliuoti ir aplink atomo branduolį skriejantys elektronai.

Arčiau atomo branduolio esančiose orbitose skriejantys elektronai yra mažesnės energijos. Jei elektronas gauna pakankamą papildomos energijos kiekį − jis sužadinamas ir peršoka į toliau branduolio esančią orbitą. Sužadintieji elektronai praranda energiją elektromagnetinės spinduliuotės pavidalu ir vėl grįžta į savo pradinę būseną. Išspinduliuoto kvanto energija lygi skirtumui tarp energijos lygių.

Ankstyvoji teorija

Apie 55 m. pr. m. e. Lukrecijus, tęsdamas atomistų idėjas, rašė, kad šviesa ir šiluma pasiekianti mus iš Saulės susideda iš mažų dalelių.

Remove ads

1945 m. Austrijos fizikos instituto direktorius prof. Feliksas Ehrenhaftas atliko bandymus su vakuuminiame inde esančiomis mažomis grafito dalelėmis. Jas apšvietė stipria šviesa. Dalelės pakilo, sukosi apie savo ašį, bei judėjo elipse. Jis padarė išvadą, kad „šviesa turi sukamąją jėgą“.