?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

LOGO_vector.jpg        В предыдущей части, посвещённой историческому обзору развития взглядов на природу света, мы уже говорили о том, что свет представляет собой электромагнитные волны. Сегодня поговорим об этой важной стороне световой природы более подробно.

          Как известно из школьной физики, электрические заряды притягиваются или отталкиваются (в зависимости от их знаков). Это означает, что каждый заряд создаёт вокруг себя поле сил, действующих на другие заряды. Величина поля в каждой точке пространства характеризуется напряженностью (силой, действующей на заряд единичной величины). Заряд, движущийся с постоянной скоростью (постоянный ток) создаёт постоянное магнитное поле. А если заряд движется с переменной скоростью, например, совершает колебательные движения, то вокруг него возникают изменяющиеся во времени электрическое и магнитное поля. Причём, переменное электрическое поле создаёт переменное магнитное поле, и наоборот. Таким образом, поля начинают существовать уже независимо от вызвавшего их электрического заряда и могут распространяться, подпитывая друг друга, на значительные расстояния. Этот процесс называется электромагнитной волной. Заряд может перестать двигаться, а вызванная им волна будет расходиться всё дальше и дальше от источника (точно, как круги на воде от упавшего камня).
         Электромагнитное поле, в общем случае, характеризуется двумя векторами напряженности – электрического и магнитного полей. Но когда мы имеем дело со световыми явлениями, оказывается, что в каждой точке пространства один из этих векторов полностью определяет и величину, и направление другого, поэтому достаточно рассматривать только один из них. Как правило, считают, что электромагнитная волна (в диапазоне видимого света и вне оптически анизотропных сред – кристаллов) полностью определяется её электрической составляющей - напряженностью электрического поля.
pic1.1_EM waves.jpg


Рис.1.1. Колебания напряженности электрического поля в фиксированной точке пространства



         Рассмотрим простейшую волну – гармоническую, то есть волну в которой в каждой точке пространства напряженность поля изменяется по гармоническому (синусоидальному) закону.  Зависимость напряженности от времени в некоторой фиксированной точке пространства показана на Рис.1.1.   Здесь важно отметить, что колебание напряженности поля происходит по периодическому закону с периодом равным Т. Частота колебаний обратно пропорциональна периоду (f =1/T).
                                                                     



pic1.2_EM waves.jpg

Рис.1.2. Распределение напряженности электрического поля в пространстве в фиксированный момент времени


         Теперь давайте выделим некоторое направление в пространстве, вдоль которого распространяется волна и зафиксируем момент времени. Если построить зависимость величины напряженности поля вдоль этого направления (сделать, так сказать, мгновенную фотографию), то мы увидим ту же синусоиду, как показано на Рис. 2. Расстояние между двумя гребнями волны называется длиной волны 8, которая равна поизведению скорости света на период колебания (8=сТ). Рис.1. 2 соответствует определённому моменту времени, через малый промежуток картина несколько изменится, точки, в которых напряженность максимальна , несколько сместятся по оси Х. Наглядно этот процесс можно наблюдать на Рис.1.3.

pic1.3
Рис.1.3. Бегущая волна
           
   Распространяясь таким образом в пространстве, электромагнитная волна переносит энергию. Надо отметить, что существуют электоромагнитные волны очень отличающиеся по частоте и, соответственно, по длине волны. Различают такие диапазоны длин волн как
- радиоволны  (с длинами от 10 км до нескольких микрометров),
- инфракрасные волны (от 2 мкм до 0,76 мкм),
- световые волны, собственно те волны, которые способен воспринимать человеческий глаз (от 0,76 мкм до 0,4 мкм),
-ультрафиолетовые волны (от 0,4 мкм до 10 нм),
- рентгеновские волны (от 10 нм до 0,002 нм),
- гамма-излучение (менее 0,002 нм).
Как видим из всего многообразия электромагнитных колебаний, человеческий глаз воспринимает только очень узкий диапазон.
   Очень важно понимать, что в действительности электромагнитные волны, излучаемые различными источниками, представляют собой сумму волн с разными длинами и разными направлениями распространения. Любой источник света излучает волны различной длины. Распределение мощности излучения в зависимости от длины волны называется спектральной плотностью или просто спектром излучения. У световых источников бывают очень разнообразные спектры.
pic1.4_EM waves.jpg

Рис.1.4. Спектральная плотность излучения лампы накаливания



    На Рис.1.4 показана спектральная плотность лампы накаливания (линейной галогенной лампы). На видимую область приходится только часть спектра, в то время как его основная часть (показана пунктиром) относится к инфракрасной области. Таким образом, излучение ламп накаливания не может быть использовано полностью, что и объясняет их малую экономичность.










pic1.5_EM waves.jpg

Рис.1.5. Спектральная плотность излучения люминесцентной лампы


    Типичный спектр люминесцентной лампы приведён на Рис.1.5. Характер распределения здесь совершенно другой, в спектре присутствуют несколько ярких линий. Это затрудняет восприятие цветов под таким освещением, но зато экономичность люминесцентных ламп много выше, чем ламп накаливания.pic1.6_EM waves.jpg














Рис.1.6. Спектральная плотность излучения белого светодиода


    Для белых светодиодов или LED источников характерна форма спектра, показанная на Рис.1.6. Специфика спектра белого светодиода объясняется его устройством. Конструкция белых LED источников света представляет собой слой люминофора, свечение которого возбуждается излучением синего светодиода. Узкий всплеск излучения в синей области - это и есть излучение возбуждающего светодиода, а размазанная белая часть спектра- это собственно свет от люминофора. Весь спектр расположен в видимой области длин волн, что обуславливает высокую экономичность светодиодных ламп.







Продолжение следует.



promo avkost1955 march 31, 2018 18:30 133
Buy for 10 tokens
ПОПУЛЯРНАЯ СВЕТОТЕХНИКА Некогда существовавший сайт ПОПУЛЯРНАЯ СВЕТОТЕХНИКА был посвящен различным вопросам организации освещения, включая основные понятия фотометрии и светотехники, нормативные документы, регламентирующие требования к системам освещения, вопросы, на которые…

Comments

( 30 comments — Leave a comment )
super_kakadu
Nov. 27th, 2014 04:32 pm (UTC)
Как же мне нррравится эта ваша серррия постов!
avkost1955
Nov. 27th, 2014 04:41 pm (UTC)
Спасибо:)!
Это теперь надолго, ещё надоест:)
(no subject) - super_kakadu - Nov. 27th, 2014 04:48 pm (UTC) - Expand
(no subject) - avkost1955 - Nov. 27th, 2014 05:22 pm (UTC) - Expand
galeneastro
Nov. 27th, 2014 07:24 pm (UTC)
Окружающее нас пространство пронизано этими электромагнитным излучением. И иногда бывает даже так, что лампочки перегорают из -за того, что человек находится во взвинченном состоянии. Недаром говорят, что лампочки перегорают к ссоре. Думаю, это не просто примета. Такое явление может быть вполне объяснимо.
Поэтому это так важно - выбрать правильную лампочку, светильник)
Я думаю, Александр, что вы нам подскажете!)
avkost1955
Nov. 27th, 2014 08:31 pm (UTC)
Я буду стараться, по мере своих скромных сил.
Вообще должен сказать, что в чём-то выбор приобретаемой техники становится проще, типа тефаль думает за нас, а в чём-то сложнее. И вот подбор светильников сейчас, мне кажется, стал не такой тривиальной задачей. Много подводных камней ждёт потребителя.
(no subject) - galeneastro - Nov. 27th, 2014 08:43 pm (UTC) - Expand
fotovivo
Nov. 28th, 2014 04:58 pm (UTC)
Недавно у кого-то в журнале случилось оспаривать альтернативную версию "лампочка горит по воле божьей" ,
простота и доходчивость коей представляет солидный потенциал потребительской востребованности )
avkost1955
Nov. 28th, 2014 05:27 pm (UTC)
Лампочка горит в соответствии с законами физики, каковые, скорее всего, существуют по воле Божьей.
(no subject) - fotovivo - Nov. 28th, 2014 05:49 pm (UTC) - Expand
(no subject) - avkost1955 - Nov. 28th, 2014 05:59 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fotovivo - Nov. 28th, 2014 07:27 pm (UTC) - Expand
(no subject) - avkost1955 - Nov. 28th, 2014 07:35 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fotovivo - Nov. 28th, 2014 07:40 pm (UTC) - Expand
(no subject) - avkost1955 - Nov. 28th, 2014 08:23 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fotovivo - Nov. 28th, 2014 10:01 pm (UTC) - Expand
livejournal
Nov. 29th, 2014 01:42 pm (UTC)
140-ой дайджест
Пользователь super_kakadu сослался на вашу запись в своей записи «140-ой дайджест» в контексте: [...] http://avkost1955.livejournal.com/180140.html [...]
livejournal
Nov. 29th, 2014 01:49 pm (UTC)
140-ой дайджест
Пользователь vasily_sergeev сослался на вашу запись в своей записи «140-ой дайджест» в контексте: [...] http://avkost1955.livejournal.com/180140.html [...]
livejournal
Nov. 29th, 2014 01:54 pm (UTC)
140-ой дайджест
Пользователь udacha28 сослался на вашу запись в своей записи «140-ой дайджест» в контексте: [...] http://avkost1955.livejournal.com/180140.html [...]
livejournal
Nov. 29th, 2014 02:09 pm (UTC)
140-ой дайджест
Пользователь otevalm сослался на вашу запись в своей записи «140-ой дайджест» в контексте: [...] http://avkost1955.livejournal.com/180140.html [...]
livejournal
Nov. 29th, 2014 03:16 pm (UTC)
140-ой дайджест
Пользователь olenenyok сослался на вашу запись в своей записи «140-ой дайджест» в контексте: [...] http://avkost1955.livejournal.com/180140.html [...]
livejournal
Nov. 29th, 2014 03:16 pm (UTC)
140-ой дайджест
Пользователь karhu53 сослался на вашу запись в своей записи «140-ой дайджест» в контексте: [...] http://avkost1955.livejournal.com/180140.html [...]
livejournal
Nov. 29th, 2014 03:17 pm (UTC)
No title
Пользователь bono60 сослался на вашу запись в своей записи «No title» в контексте: [...] http://avkost1955.livejournal.com/180140.html [...]
livejournal
Nov. 29th, 2014 03:18 pm (UTC)
дайджест от super_kakadu
Пользователь logik_logik сослался на вашу запись в своей записи «дайджест от super_kakadu» в контексте: [...] http://avkost1955.livejournal.com/180140.html [...]
livejournal
Nov. 29th, 2014 03:19 pm (UTC)
No title
Пользователь tiina сослался на вашу запись в своей записи «No title» в контексте: [...] http://avkost1955.livejournal.com/180140.html [...]
melkayasolnca
Dec. 1st, 2014 10:24 pm (UTC)
Не стану кривить душой, что всё запомнила и могу повторить наизусть, но таки добросовестно поняла. Более того, признаюсь: впервые подобное мне пришлось изучать в гораздо менее доступном и наглядном представлении :( Так и хочется куда-то в атмосферу спросить, где же Вы были, Александр :)
Спасибо Вам, что нашли время (и душевные силы!) изложить столь ёмко, кратко и ярко. Нелишняя тренировка для мозга, между прочим дабы Тефаль думала только Онас, но не вместо нас. А то всё к тому...

PS Я не очень поняла пассаж "излучение ламп накаливания не может быть использовано для полностью", но догадалась (надеюсь) по контексту.
Всё мучаюсь мыслью испросить у Вас консультации на тему светодиодных бытовых источников как альтернативы старому (лампы накаливания) и сомнительному современному вариантам, и всё не решаюсь запретендовать на такой кусок Вашего времени, потраченный персонально.
avkost1955
Dec. 2nd, 2014 09:49 am (UTC)
Спасибо Лана! Это, конечно, опечатка - "для" -лишнее, убрал, спасибо:)
Лана, обязательно задавайте вопросы, хотите в комментах, хотите в личку. Не на все вопросы есть ответы, но что смогу обязательно сформулирую.
(no subject) - melkayasolnca - Dec. 6th, 2014 09:22 pm (UTC) - Expand
(no subject) - avkost1955 - Dec. 7th, 2014 08:34 pm (UTC) - Expand
livejournal
Jun. 25th, 2015 12:35 pm (UTC)
Оглавление постов по светотехнике.
Пользователь prvlad сослался на вашу запись в своей записи «Оглавление постов по светотехнике.» в контексте: [...] 1. Введение. Несколько слов об электромагнитных волнах [...]
( 30 comments — Leave a comment )

Profile

avkost1955
Александр

Latest Month

March 2018
S M T W T F S
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Tags

Powered by LiveJournal.com