Свет
Попробуем ответить на вопрос, что такое свет. В физике говорят, что свет – это создающее у человека зрительные ощущения излучение, которое переносит энергию. Перенос энергии доказывает тот факт, что оставленные на солнце темные предметы нагреваются.
Световое излучение распространяется с большой скоростью. Например, в абсолютной пустоте, то есть в вакууме, свет движется со скоростью Такую скорость трудно представить. Для того чтобы сделать один оборот вокруг Земли (около 40 000 км), свету понадобилось бы 0,13 секунды, тогда как автомобилю, едущему со скоростью для этого нужно 445 часов.
Подумай!
- Сколько времени понадобится свету, чтобы сделать один оборот вокруг Земли в районе экватора (40 000 км), если он будет двигаться в воде? Скорость света в воде равна
Дано:
= 150 000 000 км
= 3 · 108 =
= ?
По какой формуле ты будешь находить искомую величину?
Вычисли и преобразуй ответ. Округли преобразованный ответ до десятых.
Ответ: солнечный свет достигнет Земли за секунд, то есть за минуты.
Источник света
Откуда берется свет и где он возникает? Свет дают источники света. Источник света – это тело, которое излучает свет и которое мы видим независимо от того, светло вокруг или темно.
По температуре источники света делятся на тепловые и холодные. Температура тепловых источников света намного выше температуры окружающей среды и равна как минимум 600 °C. При прикосновении к ним можно обжечься. Тепловые источники излучают и свет, и тепло. Тепловыми источниками являются, например, свеча и лампа накаливания. Источником необходимой для светового излучения энергии в них является тепловое движение частиц.
Температура холодных источников света практически не отличается от температуры окружающей среды. Холодные источники светятся, но не излучают тепло или излучают его в минимальном количестве. Источником энергии в них является, например, энергия химических реакций, электрическое поле или энергия излучения. Такое свечение называется люминесценцией. Холодными источниками света являются, например, светодиоды и светляки.
- LED-лампа
- свеча
- лампа накаливания
- газоразрядная лампа низкого давления
- Солнце
- светлячки
Подумай!
- Какие еще холодные и тепловые источники света ты знаешь?
Лампа накаливания и светодиоды
Лампа накаливания – это источник света, в котором светится тонкая вольфрамовая нить накала, нагревающаяся под действием электрического тока. Нить накала находится внутри герметичной стеклянной колбы, имеющей форму груши, которую мы называем лампочкой. Электрический ток нагревает нить до температуры 2400–2700 °C, и она начинает светиться. Это возможно, потому что температура плавления вольфрама очень высока (3380 °C). Колба заполнена благородным газом, например, аргоном (Ar), криптоном (Kr) или ксеноном (Xe). Газ замедляет испарение вольфрама, продлевая срок службы нити.
В нижней части колбы находится цоколь, на котором расположен металлический контакт. Цоколь вкручивается в патрон. Один из концов нити накала соединен с цоколем, а другой – с контактом. Через них лампа подключается к электрической цепи.
Лампы накаливания просты в использовании, их нетрудно производить, но у них есть один большой недостаток: в световую энергию преобразуется всего около 5% потребляемой электрической энергии, остальная часть излучается в виде тепла. Средний срок службы лампы накаливания составляет 1000–2000 часов.
Светодиодные лампы, или LED-лампы, – это лампы, состоящие из нескольких светодиодов. Сокращение LED пришло из английского языка и означает «светоизлучающий диод» (Light-Emitting Diode).
В светодиодных лампах в световую энергию преобразуется около 80–90% электрической энергии. Такие лампы очень надежны и служат в десятки раз дольше, чем лампы накаливания. Светодиодные лампы, используемые для освещения помещений, также имеют цоколь для вкручивания в патрон. Поскольку один светодиод дает мало света, в светодиодных лампах десятки или даже сотни светодиодов. Основным недостатком LED-ламп считается их холодное синеватое свечение. На сегодняшний день созданы светодиодные лампы с более теплым желтым светом.
Светодиодные лампы применяются в разных сферах и бывают разных форм. Поскольку технологии позволяют изготовлять и небольшие светодиоды, их также используют в телевизорах, смартфонах, компьютерах и т. п.
- Служит дольше
- Преобразует в свет 80−90% электроэнергии
- Преобразует в свет около 5% электроэнергии
- Дороже
- Дешевле
- Холодный источник света
- Тепловой источник света
- Срок работы короче
Подумай!
- Почему лампа накаливания должна быть заполнена именно благородным газом, а не воздухом?
- Как называется величина, которая показывает, какая часть потребляемой электроэнергии преобразуется источником света в световую?
Дополнительное чтение. Светляки
Обыкновенных светляков (Lampyris noctiluca), самок которых в народе часто называют ивановскими червячками, в июне и июле можно встретить и в Эстонии. Самка светляка похожа на червяка и достигает 2 см в длину. Самцы меньше самок и имеют крылья. Светляки питаются преимущественно улитками, в которых предварительно впрыскивают яд.
На конце тела светляка расположены светящиеся органы, испускающие зеленоватый свет. Это явление называется биолюминесценцией. Источником света является энергия, высвобождающаяся при разложении органического вещества (люциферина). В световую преобразуется около 98% энергии. Поскольку температура тела светляка почти не отличается от температуры окружающей среды, то он является холодным источником света. Светящиеся органы используются самками для привлечения самцов. После спаривания самка гасит свой «фонарик», откладывает около 50 яиц и через несколько дней погибает.
Подумай!
- Какие еще органы могут биолюминесцировать?
Запомни!
- Свет – это создающее зрительные ощущения излучение, которое переносит энергию.
- Источник света – это тело, излучающее свет.
- Источники света делятся на тепловые и холодные.
- Температура тепловых источников света намного выше температуры окружающей среды.
- Температура холодных источников света практически не отличается от температуры окружающей среды.
- Лампа накаливания – это тепловой источник света, в котором свет излучается раскаленной вольфрамовой нитью.
- Светодиодная (LED) лампа – это холодный источник света, в котором свет излучается светодиодами.
- Светодиодная лампа преобразует в световую энергию больше электрической энергии, чем лампа накаливания.
