Световые волны и изменение света

Под волной понимают имеющую поступательное движение часть колебания. Расстояние между гребнями волн называется длиной волны, обозначается ʎ, измеряется в нанометрах (нм), (рис. 3).

Один нанометр равен одной миллионной доли миллиметра (1 нм = 0.0000001мм).

Различные по длине световые волны по-разному преломляются и вызывают различные цветовые ощущения.

Путем разложения света получают спектр (как в опыте Ньютона). Различным цветам спектра соответствуют волны различной длины. Так у красного цвета длина волны равна 760 нм, а у фиолетового цвета - 380 нм (рис. 4).

Число колебаний в секунду называется частотой и измеряется в герцах (Гц). У синего и фиолетового цветов она больше, чем у красного и оранжевого.

Воздействующий на глаз световой поток может быть монохроматическим (состоящим из волн одной или приблизительно одной длины), или сложным (состоящим из волн различной длины). Монохроматический поток соответствует спектральным цветам. Огромное же большинство цветов, которые мы видим вокруг себя, вызывается действием на глаз сложного светового потока.

Изменение света.Сам по себе белый свет невидим глазу, пока он не падает на какой-либо предмет и не отражается от него. Но почему же, предметы, которые мы рассматриваем при одном и том же свете имеют разный цвет?

Когда свет достигает поверхности какого-либо тела, в зависимости от молекулярной структуры и пигментации этого тела, часть света отражается от этой поверхности, часть же, преломляясь, входит внутрь тела. Из этой второй части некоторое количество света внутри тела поглощается, то есть переходит в другие виды энергии (обычно, в тепловую), остаток же пропускается телом насквозь и, достигнув противоположной поверхности, продолжает распространяться дальше (рис. 5)

Итак, световой поток, достигая поверхности тела, разделяется на три части: отражённую, пропущенную и поглощённую. Отражённые лучи, попадая в глаз человека, вызывают ощущение цвета. Тела могут быть прозрачными и непрозрачными. Отражение, поглощение, прохождение - могут быть лишь при освещении прозрачных предметов. Определённый цвет предмета фиксируется глазом после взаимодействия света с этим предметом в зависимости от длины волны отражённого цвета. Так белый лист выглядит белым, потому что он отражает все цвета. Зелёный предмет отражает преимущественно зелёные лучи, синий предмет - синие лучи. Если же предмет поглощает весь упавший на него свет, то он воспринимается как чёрный.

Воздушная среда задерживает и рассеивает часть фиолетовых, синих, голубых лучей, почти без помех пропуская остальные. Отсюда результат - синее небо над нашей головой. Утренние и вечерние зори окрашены в тёплые тона, так как солнечный свет, пробиваясь сквозь более толстый слой атмосферы, теряет много холодных лучей. И снег на вершинах гор, освещённых солнцем, кажется розоватым, благодаря тому, что яркий свет, отражённый белой поверхностью, по пути к нам лишается также части коротковолновых (холодных) лучей.

Существует два основных типа отражения - зеркальное и диффузное. При зеркальном отражении луч, упавший на поверхность, отражается только в одном направлении, притом так, что угол падения равен углу отражения.

При чисто диффузном отражении, луч, упавший на поверхность, отражается во всех возможных направлениях (рис. 6).

Поверхности, с которыми мы имеем дело, отражают свет частично зеркально, частично диффузно. Для блестящих, глянцевых поверхностей более характерно зеркальное отражение. Мы можем увидеть отражённый источник света на них. А для матовых, шероховатых поверхностей характерно диффузное отражение, которое не дает чёткого отображения источника света.