Источники света - Физика солнечного света. Почему небо голубое

Природа возникновения света. Известно, что при нагревании до определенных температур вещества начинают излучать свет. Неважно, будь то вольфрамовый волосок в электрической лампочке или Солнце, у которых температура на поверхности составляет тысячи градусов.

В науке установлено, что энергия атомов носит дискретный характер и изменяется скачкообразно, своими величинами для каждого атома. Эти установленные возможные значения энергий атомов получили названия энергетических или квантовых уровней. Электроны, находясь на одном из высших энергетических уровней, самопроизвольно переходят на более низшие через промежуток времени порядка секунды. При этом самопроизвольный переход из низшего состояния в любое другое невозможен. Этот уровень называется основным, в то время, как остальные возбужденными. В нормальных условиях все атомы находятся в своих основных энергетических состояниях. Для того, чтобы возбудить атом, ему необходимо сообщить некоторую энергию, причем для каждого атома существует определенная наименьшая порция энергии, переводящая из основного состояния в возбужденное (так для водорода эта величина равна 10,1 эВ -- это расстояние между его первым и вторым энергетическими уровнями).

При переходе из более высоких состояний в более низкие испускается порция энергии -- фотон. Согласно формуле Планка испускаемая энергия рассчитывается так:

,

Где где h -- постоянная Планка, а частота фотона при переходе из уровня n на уровень m (n>m), которую можно рассчитать через энергии этих уровней:

С ростом температуры тела излучение дополняется все более высокими частотами. Таким образом, излучение тела, нагретого до нескольких тысяч градусов, будет представлять сплошной спектр: от инфракрасного до ультрафиолетового.

Интенсивность света. Любой источник света характеризуется своей интенсивностью -- средним по времени значением величины вектора Пойнтинга:

Таким образом, интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды колебаний электромагнитного поля:

Через значение напряженности электрического поля ее можно выразить следующим образом:

Где диэлектрическая постоянная,

Электродинамическая постоянная (скорость света в вакууме), коэффициент преломления среды, магнитная проницаемость вещества, диэлектрическая проницаемость вещества[5].

Похожие статьи




Источники света - Физика солнечного света. Почему небо голубое

Предыдущая | Следующая