Шкала электромагнитных волн

Диапазон		λ ↑ [м] (1нм=10−9)	ν ↓ [Гц]	Энергия [эв]	Источник	Регистрация
Низко частотные волны
Радиоволны	ДВ км СВ м КВ дм УКВ см мм	103 10−4	3∙105 3∙1012	(1эв=1,6∙10−19Джоуль)	Колебательный контур, Вибратор Герца, Ламповый генератор	Колебательный контур, радары, радиотелескопы
ИК	Дальний- Инфракрасный Близкий-	5∙10−4 9∙10−7	~6∙1012		Лампы	Термопары, болометры, фотометры
Видимый свет	Каждый-Красный Охотник-Оранж. Желает-Желтый Знать-Зеленый Где-Голубой Сидит-синий Фазан-Фиолетов.	8∙10−7 3∙10−7 800 300нм	3,7∙1014 7,9∙1014	1,6 3	Атомы, Молекулы, Лазеры	Фотопленки, Фотоэлементы
УФ	Близкий- Ультрафиолет Дальный	~10−9 ~1нм	~3∙1017
Х-лучи	Мягкий- Рентген Жесткий	~2∙10−9 ~0,1нм	<5∙1019	~100	Рентгеновские трубки	Рентгеновские телескопы
γ-лучи		<6∙10−12		~105	Радиоактивный распад, косм. процессы, ядра атомов	Камера Вильсона, γ-телескопы

ОПТИКА

Гл.1. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

Так как видимый свет является частью электромагнитных волн, то в общих чертях Оптика определяется как раздел физики, в котором изучают явления и закономерности, связанные с возникновением, распространением электромагнитных волн и их взаимодействием с веществом.

Разделы оптики – геометрическая или лучевая, волновая, квантовая оптика, фотометрия, спектральный анализ и др., где предмет изучения, в основном является видимый свет, но выводы и результаты этих исследований используется в других разделах физики. Например, при изучении γ - лучей, в рентгеновском и радио диапазоне.

По современным воззрениям, свет – сложный электромагнитный процесс, обладающий как волновыми, так и корпускулярными свойствами. В некоторых явлениях (интерференция, дифракция, дисперсия, поляризация света) обнаруживаются волновые свойства света; эти явления описываются волновой теорией. В других явлениях (фотоэффект, люминесценция, атомные и молекулярные спектры) обнаруживаются корпускулярные свойства света; такие явления изучаются в квантовой теории.

Действие света на глаз и другие приемники света, в основном, колебаниями электрического вектора света (светового вектора).

График спектральной чувствительности человеческого глаза (кривая видности), где - коэффициент видности.

Для среднего глаза диапазон видимости ~400-700 нм, хотя у некоторых людей эти границы могут достигать до ~300 или ~900нм. Максимум чувствительности человеческого глаза совпадает с максимумом излучения Солнца и максимумом пропускания света нашей атмосферой (~555нм, т.е. с излучением зеленного цвета). Чувствительность глаза для более длинных и более коротких волн резко снижается, достигая нуля для инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Поэтому несколько источников монохроматического света, обладающих одинаковой мощностью, но испускающих свет различного света, представляются глазу не одинаково ярким. Наиболее ярким кажется источник зеленного цвета, Для того чтобы, например, красный свет (λ=760нм) казался столь же ярким, как зеленый, необходимо, чтобы его мощность в 20000 раз превышал мощность зеленого цвета (!). Средний человеческий глаз начинает различать разницу в цветах при Δλ ≥ 2нм.

Размер изображения в глазу зависит в конечном счете от угла зрения между лучами, идущими в глаз от крайних точек предмета. Наименьший угол зрения, под которым еще можно различать форму предмета, составляет примерно 1 минута, что соответствует рассмотрению отрезка длиной около 0,07 мм, находящегося на расстоянии ясного зрения (25 см). При меньших значениях угла зрения все изображение помещается на одном светочувствительном элементе сетчатки и предмет воспринимается как точка.

Из за этого невооруженным глазом нельзя рассматривать как близкие, но слишком мелкие предметы, так и крупные, но слишком далекие предметы. В этих случаях пользуются оптическими приборами, увеличивающими угол зрения (микроскопом − в случае мелких близких объектов и телескопом − в случае крупных далеких объектов).

Исторический определили 7 цветов, (7 цветов радуги), очередность которых определяется поговоркой.

К аждый О хотник Ж елает З нать Г де С идит Ф азан

Красный - Оранжевый - Желтый - Зеленый - Голубой - Синий – Фиолетовый

В действительности основных цветов всего 3, смешивая которых можно получить все остальные. Существует три основных способа смешивания цветов: оптическое, пространственное и механическое.

Оптическое смешение цветов основано на волновой природе света. Его можно получить при очень быстром вращении круга, сектора которого окрашены в необходимые цвета. Основные цвета в оптическом смешении - красный, зеленый и синий.

Основные цвета при механическом смешении - красный, синий и желтый.

Пространственное смешение цветов получается, если посмотреть на некотором расстоянии на небольшие, касающиеся друг друга цветовые пятна, Эти пятна сольются в одно сплошное пятно, которое будет иметь цвет, полученный от смешения цветов мелких участков.

Каждому цвету соответствует определенная длина волны или частота электромагнитных волн.

Монохроматический свет или монохроматический луч (волна) это свет определенной и строго постоянной частоты или длины волны.

Светочувствительность глаза – 2^.10^-10эрг/с это составляет несколько десятков фотонов за 1с.

Верхний безболезненный предел 100 эрг/с, т.е. разница составляет ~10¹² раз.