빛 - 개념, 현상, 전파, 유형 및 특징

2024-11-21특리25

우리는 빛에 대한 모든 것, 연구의 역사, 빛이 퍼지는 방법 및 기타 특성을 설명합니다. 또한 자연광과 인공광도 있습니다.

빛은 인간의 눈에 보이는 전자기 방사선의 한 형태입니다.

빛이란 무엇입니까?

우리가 빛이라고 부르는 것은 인간의 눈으로 인지할 수 있는 전자기 스펙트럼 의 일부입니다 . 우주 에는 빛 외에도 다양한 형태의 전자기 방사선이 있는데 , 이는 공간을 통해 전파되어 한 곳에서 다른 곳으로 에너지를 전달하지만 (자외선이나 엑스레이 등), 우리는 그 중 어느 것도 자연적으로 인식할 수 없습니다.

가시광선은 질량이 없는 기본 입자 의 일종인 광자 (그리스어 phos, "빛"에서 유래) 로 구성됩니다 . 광자는 파동과 입자 등 이중적으로 행동합니다 . 이 이중성은 빛에 독특한 물리적 특성을 부여합니다.

광학은 빛 , 빛의 속성 , 행동, 상호 작용 및 빛이 물질 에 미치는 영향을 연구하는 물리학 의 한 분야입니다 . 그러나 빛은 화학 , 일반 상대성 이론, 양자 물리학 등 다른 많은 학문 에 대한 연구입니다 .

참조: 암흑 물질

빛의 역사

빛의 본질은 항상 인류의 흥미를 끌었습니다. 고대에는 물질의 속성 , 즉 사물에서 나오는 것으로 간주되었습니다. 그것은 또한 대부분의 종교 와 원시 인류 의 세계관 에서 왕별인 태양 과 연결되어 있으며 , 따라서 열과 생명 과도 연결되어 있습니다 .

고대 그리스인들은 빛을 사물의 진실 에 가까운 것으로 이해했습니다 . 그것은 이미 몇 가지 물리적 특성을 발견한 엠페도클레스와 유클리드와 같은 철학자들에 의해 연구되었습니다. 유럽 르네상스를 시작으로 15세기 현대 물리학과 광학 의 발달로 인간 생활에 대한 연구와 응용이 크게 발전했습니다 .

결과적으로 전기 관리를 통해 가정과 도시 의 인공 조명이 가능해졌으며 태양이나 연료 (디젤 또는 등유 램프) 연소에 의존하는 것을 중단했습니다. 이것이 20세기에 발전한 광공학의 기초를 다진 방법이다.

전자공학과 광학 덕분에 수세기 전에는 상상조차 할 수 없었던 빛에 대한 응용 프로그램을 개발하는 것이 가능해졌습니다. 부분적으로는 양자 이론 과 그 덕분에 발생한 물리학 및 화학의 엄청난 발전 덕분에 물리적 작용에 대한 우리의 이해가 높아졌습니다 .

빛과 빛의 연구 덕분에 레이저, 영화 , 사진 , 복사 또는 광전지 패널 과 같은 다양한 기술 이 있습니다 .

빛의 특성

모든 색은 빛 속에 담겨 있습니다.

빛 은 파동이자 광자의 미립자 방출입니다 . 즉, 동시에 파동 과 물질로 이루어진 것처럼 행동합니다.

항상 정의되고 일정한 속도로 직선으로 움직입니다 . 광파의 주파수는 빛의 에너지 수준을 결정하며 가시 광선 을 다른 형태의 방사선과 구별하는 요소입니다.

일반적으로 빛(태양과 램프 모두)은 흰색으로 보이지만 가시 스펙트럼의 각 색상에 해당하는 파장을 가진 파동을 포함합니다.

이것은 프리즘을 가리키고 무지개 톤으로 분해함으로써 입증될 수 있습니다 . 물체가 특정 색상을 갖는 것은 물체의 색소가 특정 파장을 흡수하고 다른 파장을 반사하여 우리가 보는 색상 의 파장을 반사하기 때문입니다 .

물체를 흰색으로 보는 것은 안료가 방출되는 모든 빛, 모든 파장을 반사하기 때문입니다. 반면에 검은색으로 보인다면 모든 빛을 흡수하고 아무것도 반사되지 않기 때문에 아무것도 보이지 않는 것입니다. 즉 검은색으로 보입니다. 우리 눈에 감지할 수 있는 스펙트럼의 색상은 빨간색(파장 700나노미터)부터 보라색(파장 400나노미터)까지입니다.

빛의 전파

빛은 진공 상태에서 초당 299,792,4458미터의 속도 로 직선으로 전파됩니다 . 밀도가 높거나 복잡한 매체를 통과해야 하는 경우에는 더 낮은 속도로 이동합니다.

덴마크 천문학자 올레 뢰머(Ole Roemer)는 1676년에 처음으로 빛의 속도 를 대략적으로 측정했습니다 . 그 이후로 물리학은 측정 메커니즘을 크게 개선했습니다 .

그림자 현상은 빛의 전파와도 관련이 있습니다. 불투명한 물체에 부딪힐 때 빛은 배경에 실루엣을 투사하여 물체에 의해 차단된 부분의 윤곽을 그립니다. 그림자에는 두 가지 등급이 있습니다. 반그림자라고 불리는 더 밝은 등급입니다. 그리고 umbra라고 불리는 또 다른 더 어두운 것.

기하학은 빛의 전파를 연구하거나 특정 효과를 얻기 위한 인공물(예: 망원경 및 현미경) 을 설계할 때 중요한 도구였습니다 .

빛 현상

이 그림에서 굴절은 빛이 물을 통과할 때 속도가 감소하기 때문에 발생합니다.

빛 현상 은 특정 매체나 특정 물리적 조건에 노출될 때 발생하는 변화입니다 . 그 중 많은 것들이 어떻게 작동하는지 모르더라도 매일 볼 수 있습니다.

반사. 특정 표면에 부딪힐 때 빛은 "바운스"할 수 있습니다. 즉, 특정하고 예측 가능한 각도를 설명하는 궤적을 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 각도로 충돌하는 물체가 매끄럽고 반사 특성(예: 거울 표면)을 갖는 경우 빛은 입사와 동일한 각도로 반사되지만 반대 방향으로 반사됩니다. 이것이 거울이 작동하는 방식입니다.
굴절. 빛이 밀도가 다른 한 투명 매체에서 다른 투명 매체 로 이동할 때 "굴절"이라는 현상이 발생합니다. 고전적인 예는 공기 (밀도가 낮음)와 물 (밀도가 높음) 사이의 빛의 통과입니다 . 이는 물이 담긴 컵에 수저를 놓고 수저의 이미지가 어떻게 중단되고 복제되는 것처럼 보이는지 관찰함으로써 입증할 수 있습니다. 이미지에 "오류"가 있는 경우. 이는 물이 한 매체에서 다른 매체로 전달될 때 전파 방향이 바뀌기 때문입니다.
회절. 광선이 물체를 둘러싸거나 불투명한 몸체의 구멍을 통과할 때 경로가 변경되어 밤에 자동차 헤드라이트가 그러는 것처럼 조리개 효과를 생성합니다. 이 현상은 모든 파동의 전형적인 현상입니다.
분산. 이러한 빛의 성질은 광선을 분산시켜서 풀 컬러 스펙트럼을 얻을 수 있게 해주는 것, 즉 프리즘을 통과시키면 일어나는 현상이거나, 빛이 대기 중의 빗방울을 통과하여 빛을 생성 하는 현상입니다. 무지개.
양극화. 빛은 서로 다른 방향 을 가질 수 있는 전기장 과 자기장 의 진동으로 구성됩니다 . 빛의 편광은 예를 들어 편광판(예: 선글라스)을 사용하여 진동 방향이 감소되어 빛이 더 적은 강도로 전파될 때 발생하는 현상입니다.