Природа света

СВЕТ И ЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Лекция 6. ОПТИЧЕСКИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ В БИОЛОГИИ

Оптикой (греч. оптос — видимый, зримый) называют раздел физики, в котором изучают природу света, процессы его распространения и явления, происходящие при взаимодействии света с веществом. Первоначально оптика ограничивалась изучением видимого света, но в настоящее время она рассматривает также свойства невидимых ультрафиолетовых и инфракрасных излучений.

В 60-х годах XIX в. английский ученый Д. К. Максвелл разработал теорию электромагнитного поля, из которой следовало, что оптическое излучение имеет электромагнитную природу. Экспериментальная проверка подтвердила теорию Максвелла. Оказалось, например, что скорость электромагнитных волн совпадает со скоростью света (по современным данным скорость света в вакууме с = 299 792 456,2 м/с?»3-10⁸ м/с), показатель преломления вещества для световых и электромагнитных волн определяется величинами его электрических и магнитных проницаемостей (n = ) и т. п.

. Диапазон с длинами волн от 10 нм до 400 мкм называют оптическим. Он граничит с одной стороны с рентгеновским излучением, а с другой стороны с микроволновым радиоизлучением. Ощущение света вызывает излучение с длинами волн от 380 до 760 нм. Свет называют монохроматическим (греч. хрома — цвет), т. е. одноцветным, если в нем присутствует только одна длина волны. Монохроматический свет видимого диапазона вызывает ощущение определенного цвета. Особое значение для человека и животных имеет белый свет, содержащий все длины волн видимого диапазона в таком соотношении по интенсивностям, в каком они присутствуют в солнечном свете, достигающем поверхности Земли.

Источники света создают излучения, в которых интенсивности разных длин волн, как правило, неодинаковы. Распределение интенсивности света по длинам волн называют спектром излучения; визуально их можно наблюдать в спектроскопе. Виды спектров, испускаемых нагретыми телами, зависят от природы тела и его температуры, и они могут быть сплошными, линейчатыми или полосатыми. В сплошном спектре переход от одного цвета к другому совершается постепенно, тогда как линейчатый спектр состоит из отдельных цветных линий. Каждой линии соответствует очень узкий интервал длин волн. Полосатый спектр состоит из полос, образованных большим числом линий, расположенных очень близко друг от друга. Несмотря на огромные успехи, электромагнитная теория оказалась не в состоянии объяснить ряд явлений, касающихся взаимодействия света с веществом, а также вопрос о распределении энергии в спектре излучения нагретых тел. Для выхода из этих затруднений немецкий ученый Макс Планк в 1900 г. выдвинул гипотезу о дискретном (прерывистом) характере излучения электромагнитных волн и ввел в физику понятие кванта энергии (лат. quantum — количество), величина которого W зависит только от частоты излучения ν:

Дата добавления: 2014-01-05