Լույս|Lույսի տարածումը համասեռ միջավայրում

Լույսը շատ կարևոր դեր է կատարում մարդու կյանքում:

 

Լույսի շնորհիվ մենք կարողանում ենք ճանաչել մեզ շրջապատող աշխարհը:

 

Լույսն է, որ Արեգակից Երկիր հասնելով մեր մոլորակի վրա կյանքի գոյության համար անհրաժեշտ պայմանններ է ստեղծում:

 

 

Իսկ ի՞նչ է լույսը:

 

Լույսի բնույթի վերաբերյալ առաջին գիտական տեսությունը ստեղծել է Իսահակ Նյուտոնը 17-րդ դարում:

 

 

Ըստ Նյուտոնի.

Լույսը կազմված է փոքրիկ մասնիկներից՝ կորպուսկուլներից, որոնք լուսատու մարմինը առաքում է բոլոր ուղղություններով՝ ճառագայթների երկայնքով:

 

Գրեթե միաժամանակ, հոլանդացի գիտնական Քրիստիան Հյուգենսը առաջարկել է լույսի ալիքային տեսությունը:

 

 

Ըստ Հյուգենսի.

Լույսը առաձգական ալիք է՝ լույսի աղբյուրից հեռացող համակենտրոն գնդոլորտների տեսքով:

 

Վակումում լույսի տարածումը հերքեց լույսի՝ առաձգական ալիք լինելը: Սակայն 19-րդ դարի երկրորդ կեսին, էլեկտրամագնիսական ալիքների փորձնական ստացումը, լույսի և էլետրամագնիսական ալիքների արագության համընկնելը, թույլ տվեց Մաքսվելին և Հերցին իրենց աշխատություններում հաստատել լույսի ալիքային բնույթը և լույսը նույնացնել էլետրամագնիսական ալիքի հետ:

Լույս կամ տեսանելի ճառագայթում են անվանում 400−800ՏՀց (1ՏՀց=1012 Հց) հաճախության էլեկտրամագնիսական ալիքները, որոնք մարդու մոտ կարող են առաջացնել տեսողական զգայություններ:

Տարբեր հաճախությունների ճառագայթումները մարդու մոտ տարբեր գույների զգայություններ են առաջացնում՝ սկսած կարմիրից՝ 400−480ՏՀց, մինչև մանուշակագույն՝ 670−800ՏՀց:

 

Հետագայում Ալբերտ Այնշտայնը՝ ֆոտոէֆեկտի երևույթը բացատրելիս, նորից անդրադարձավ լույսի մասնիկային բնույթին և ցույց տվեց, որ

ճառագայթելիս և կլանվելիս, լույսը իրենից ներկայացնում է լուսային մասնիկների՝ ֆոտոնների հոսք:

 

Այսպիսով լույսն ունի հատկությունների երկակիություն:

 

Սակայն անկախ այն բանից, թե ինչ բնույթ ունի լույսը՝ մասնիկների հոսք է, թե էլեկտրամագնիսական ալիք, այն ներկայացվում է որպես ճառագայթներ, որոնք սկսվում են լուսատու մարմնից և տարածվում բոլոր ուղղություններով՝ ցույց տալով լուսային էներգիայի տարածման ուղղությունը:

Տեսանելի տիրույթում ճառագայթող մարմնին անվանում են լույսի աղբյուր:

Եթե լույսի աղբյուրի չափերը շատ փոքր են մինչև լուսավորվող մարմին ընկած հեռավորության համեմատ, ապա այն անվանում են լույսի կետային աղբյուր: 

Լույսի աղբյուրները բաժանվում են նաև բնական և արհեստական աղբյուրների:

 

Լույսի բնական աղբյուրներն են՝ Արեգակը, աստղերը, կայծակը, լուսատիտիկը և այլն:

  

  

Լույսի արհեստական աղբյուրներն են՝ ջերմային աղբյուրները (շիկացման լամպ, գազայրիչի բոց, մոմի լույս և այլն) և ոչ ջերմային աղբյուրները (ցերեկային լույսի լամպ, լուսադիոդ, լազեր, հեռուստացույցի կամ համակարգչի էկրան):

 

 

 

Լույսի աղբյուր կարող են լինել ոչ միայն լուսատու մարմինները, այլև այն մարմինները, որոնք անրադարձնում են իրենց վրա ընկած լույսը բոլոր ուղղություններով, դարռնալով տեսանելի:

 

Այդպիսի աղբյուրներ են՝ Լուսինը, մոլորակները և մեր շուրջը գտնվող բոլոր տեսանելի առարկաները:

 

Լույսի տարածումը համասեռ միջավայրում:

Ֆիզիկայի այն բաժինը, որն ուսումնասիրում է լույսի հետ կապված երևույթները, կոչվում է օպտիկա:

Օպտիկայի այն բաժինը, որն ուսումնասիրում է լուսային ճառագայթների տարածման օրինաչափությունները՝ հաշվի չառնելոով նրանց ալիքային հատկությունները, կոչվում է երկրաչափական օպտիկա: 

Երկրաչափական օպտիկայի օրենքներից մի քանիսը հայտնագործվել է լույսի բնույթը պարզելուց շատ առաջ:

 

Այդպիսի օրենքներից է՝ լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը, որը ձևակերպել է հույն գիտնական Էվկլիդեսը՝ մ. թ. ա. երրորդ դարում:

 

 

Համասեռ, թափանցիկ միջավայրում լույսն ուղղագիծ է տարածվում:

Դրանում կարելի է համոզվել փորձերի օգնությամբ, որոնք հարմար է կատարել լազերային ցուցափայտի արձակած ճառագայթով: Այս կերպ կարող ենք տեսնել, որ ապակե անոթի մեջ լցված ջրում՝ համասեռ, թափանցիկ միջավայրում, լազերային ճառագայթը տարածվում է ուղիղ գծով:

 

 

Լույսի ուղղագիծ տարածման հետևանք են հստակ ստվերները, որոնք ընկնում են անթափանց մարմիններից, երբ դրանք լուսավորվում են լույսի կետային աղբյուրից:

 

 

Օրինակ՝ եթե կետային լույսի աղբյուրի և էկրանի միջև անթափանց գունդ տեղադրենք, ապա էկրանի վրա մուգ շրջանի տեսքով ստվեր կհայտնվի:

Ստվերն այն տեղն է, որտեղ չի ընկնում լույսի աղբյուրի լույսը:

 

Եթե լույսի կետային աղբյուրի փոխարեն օգտագործվի ավելի մեծ չափեր ունեցող աղբյուր՝ լամպ, ապա հստակ ստվերի փոխարեն լուսավորված ֆոնին կստանանք ստվեր և կիսաստվեր:

 

Դա ոչ միայն չի հակասում, այլ, ևս մեկ անգամ հաստատում է լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը:

 

 

Այն մասում, որտեղ լույս չի ընկնում լամպի և ոչ մի կետից, լիակատար ստվեր է, իսկ այն տիրույթում, որտեղ լույսը միայն որոշ կետերից է ընկնում՝ առաջանում է կիսաստվեր:

 

Հսկայական չափերի ստվեր և կիսաստվեր գոյանում են Արևի և Լուսնի խավարումների ժամանակ:

 

Արևի խավարումն առաջանում այն դեպքում, երբ Լուսինը՝ Երկրի շուրջը իր պտույտի ժամանակ, ամբողջովին կամ մասնակիորեն ծածկում է Արեգակը:

 

 

Իսկ, երբ Լուսինն է հայտնվում Երկրագնդի առաջացրած ստվերի կոնի մեջ, ապա տեղի ունենում Լուսնի խավարում:

 

 

Լուսնի խավարումների ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տվել Արիստոտելին՝ մ. թ. ա. չորրորդ դարում, եզրակացնել, որ Երկիրը գնդաձև է, ինչի վկայությունը Լուսնի վրա Երկրագնդի ստվերի շրջանաձև լինելն է: