Vlastnosti svetla

Svetlo a žiarenie

    Elektromagnetické vlnenenie vzniká nielen v elektrických osclilátoroch, ale aj v atómoch, prípadne v molekulách. Len veľmi úzka časť tohto elektromagnetického vlnenia, s vlnovými dľžkami (vo vákuu) od 380 nm do 780 nm (s frekvenciami od 7,8.10-14 Hz do 3,8.10-14 Hz), spôsobuje v našom oku fyziologický vnem, nazývaný videnie. Prílušná časť elektromagnetického vlnenia sa volá svetlo (svetelné žiarenie, viditeľné žiarenie).

    Veda, ktorá skúma zákonitosti svetelných javov vznikajúcich pri šírení svetla v prostrediach a na ich rozhraniach, pri vzájomnom pôsobení svetla a látky a študuje podstatu svetla, sa nazýva optika.

Vlastnosti svetla

Telesá, ktoré vysielajú svetlo, sú svetelné zdroje. V nich vzniká svetelná energia premenou rôznych druhov energie, napr. vnútornej, elektrickej, chemickej, jadrovej. Svetelná energia sa vlnením prenáša do okolitéhopriestoru. Odraz a rozptyl na osvetelných telesách spôsobuje, že ich vidíme, hoci telesá svetlo nevysielajú.

    1. Prostredie, ktorým sa svetlo šíri, nazývame optické prostredie. Priehľadné prostredie svetlo prepúšťa bez podstatného zoslabenia (pohltenia, absorpcie) - cez toto prostredie predmety vidíme. Nepriehľadné prostredie svetlo neprepúšťa (pohlcuje ho, alebo odráža). Priesvitné prostredie (napr. mliečne sklo) svetlo prepúšťa, pričom ho však rozptyľuje všetkými smermi. Optické prostredie, ktoré má všade rovnaké optické vlastnosti, je rovnorodé.

    2. V rovnorodom optickom prostredí sa svetlo šíri priamočiaro.

    3. Priamočiare šírenie svetla umožnilo zaviesť dôležitý model - svetelný lúč, ktorý je užitočný pri opise mnohých optických javov. Keďže svetlo je vlnenie, platí preň Huygensov princíp. Podľa tohto princípu aj svetelné vlnenie, ktoré vychádza z bodového zdroja svetla šíri sa v rovnorodom prostredí v guľových vlnoplochách. Priamka kolmá na vlnoplochu udáva smer, v ktorom sa šíri svetlo a nazýva sa svetelný lúč. Ak je zdroj vo veľkej vzdialenosti, môžeme guľový vrchlík považovať za časť roviny, keď svetelné lúče sú rovnobežné. V rovnorodom prostredí sa svetlo šíri priamočiaro v rovnobežných, rozbiehavých alebo v zbiehavých zväzkoch lúčov.

    4. Svetelné lúče, ktoré vychádzajú z priestorového zdroja svetla , napr. z bodov A a B, navzájom sa pretínajú , pričom sa neovplyvňujú a postupujú prostredím nezávisle jeden od druhého. Táto vlastnosť svetla sa nazýva princíp nezávislosti chodu lúčov.

Rýchlosť svetla

    Dôležitou fyzikálnou veličinou, ktorej výsledky merania mali rozhodujúci význam pre rozvoj optiky a celej fyziky, je rýchlosť svetla. Dlho trvalo, kým sa určila jej veľkosť. Prvýkrát bola určená v roku 1675, a to astronomickou metódou, pri pozorovaní vstupu a výstupu jedného Jupiterovho mesiaca do tieňa planéty. Prvé pozemské meranie rýchlosti svetla urobil francúzsky fyzik Armand Fizeau (fizó; 1819 - 1896) v roku 1849. V súčasnosti poznáme viac ako 100 metód merania tejto veličiny. Posledným meraním bola určená hodnota rýchlosti svetla vo vákuu je 299 792 458 m.s-1.

    Z presných meraní aj z fyzikálnych teórií vyplýva:

    Rýchlosť svetla vo vákuu je najväčšia známa rýchlosť, s ktorou sa pohybujú hmotné objekty a jej veľkosť nezávisí od žiadnych iných fyzikálnych veličín - je univerzálnou konštantou. V iných prostrediach závisí rýchlosť svetla nielen od fyzikálnych vlastností prostredí (napr. teploty, tlaku) ale aj od frekvencie svetla, pričom platí v < c. Vo vzduchu sa svetlo šíri približne rovnakou rýchlosťou ako vo vákuu: vzduch = c. Vo vode má rýchlosť svetla hodnotu 225 000 km . s-1, v skle 200 000 km . s-1.

    V roku 1983 bol meter ako jednotka dĺžky definovaný pomocou rýchlosti svetla vo vákuu a sekundy takto: meter je dráha, ktorú svetlo prejde vo vákuu za 1/299 792 458 s-1. Rýchlosť svetla c vo vákuu je najväčšia známa rýchlosť, s ktorou sa pohybujú hmotné objekty a jej veľkosť nezávisí od žiadných iných fyzikálnych veličín je univerzálnou konštantou. V iných prostrediach závisí rýchlosť svetla v nielen od fyzikálnych vlastností prostredí ale aj od frekvencie svetla, pričom platí v < c. V roku 1983 bol meter ako jednotka dľžky definovaný pomocou rýchlosti svetla vo vákuu a sekundy takto: meter je dráha, ktorú svetlo prejde vo vákuu za 1/299 792 458 s.