Gaisma
Gaisma ir elektromagnētiskā starojuma veids, kura viļņa garumu var uztvert cilvēka acs. Tā ir neliela daļa no elektromagnētiskā spektra un starojums, ko izstaro tādas zvaigznes kā saule. Arī dzīvnieki var redzēt gaismu. Gaismas pētniecība, ko dēvē par optiku, ir svarīga mūsdienu fizikas pētniecības joma. Kad gaisma krīt uz necaurspīdīga objekta, tā veido ēnu.
Gaisma ir elektromagnētiskais starojums, kam piemīt gan viļņu, gan daļiņu īpašības. Gaisma pastāv sīkās enerģijas paketēs, ko sauc par fotoniem. Katram vilnim ir viļņa garums jeb frekvence. Cilvēka acs katru viļņa garumu redz kā atšķirīgu krāsu. Varavīksne parāda visu redzamās gaismas spektru. Atsevišķas krāsas, kas virzās no ārējām malām, parasti ir sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, zila, indigo un violeta. Citas krāsas var redzēt tikai ar īpašām kamerām vai instrumentiem: Par infrasarkano krāsu sauc viļņu garumu, kas ir zemāks par sarkano, bet par ultravioleto - augstāku par violeto.
Citas galvenās gaismas īpašības ir intensitāte, polarizācija, fāze un orbitālais leņķiskais moments.
Fizikā ar terminu "gaisma" dažkārt apzīmē jebkura viļņa garuma elektromagnētisko starojumu - gan redzamu, gan neredzamu. Šis raksts ir par redzamo gaismu. Lai uzzinātu vispārējo jēdzienu, izlasiet rakstu par elektromagnētisko starojumu.
Atspoguļošanās likums ir tas, kas ļauj mums redzēt spogulī atstaroto objektu.
Gaismas stari caur metāla rakstiem spīd dzelzceļa stacijā
Par gaismu
Vakuumā gaisma pārvietojas ar gaismas ātrumu, kas ir 299 792 458 metri sekundē (jeb aptuveni 186 282 jūdzes sekundē). Tas nozīmē, ka gaisma no Saules līdz Zemei nonāk apmēram 8 minūtēs. Stiklā tā pārvietojas aptuveni divas trešdaļas ātrāk.
Gaisma pārvietojas taisnā līnijā, radot ēnas, kad gaismas ceļš ir bloķēts. Cietākām lietām būs tumšāka ēna, caurspīdīgām lietām būs gaišāka ēna, bet caurspīdīgām lietām ēnas nebūs vai tās būs ļoti maz. Caur caurspīdīgām lietām gaisma izplūst visvieglāk. Ja gaisma neatrodas vakuumā, tā pārvietojas lēnāk par tās maksimālo gaismas ātrumu. Lēnākā gaisma, kas jebkad reģistrēta, pārvietojās ar ātrumu 39 jūdzes stundā. Mūsu acis reaģē uz gaismu; kad mēs kaut ko redzam, mēs redzam gaismu, ko tā atstaro, vai gaismu, ko tā izstaro. Piemēram, lampa izstaro gaismu, un viss pārējais, kas atrodas tajā pašā telpā, kur lampa, atspoguļo tās gaismu.
Katrai gaismas krāsai ir atšķirīgs viļņa garums. Jo īsāks viļņa garums, jo vairāk enerģijas ir gaismai. Gaismas kustības ātrums nav atkarīgs no tās enerģijas. Caur daļēji dzidriem objektiem gaismas plūsma var palēnināties par ļoti nelielu daudzumu.
Baltā gaisma sastāv no daudzām dažādām gaismas krāsām, kas ir saliktas kopā. Kad baltā gaisma spīd caur prizmu, tā sadalās dažādās krāsās, veidojot spektru. Spektrā ir visi gaismas viļņu garumi, ko mēs varam redzēt. Sarkanai gaismai ir visgarākais viļņa garums, bet violetai (purpursarkanai) gaismai ir visīsākais viļņa garums.
Gaismu, kuras viļņa garums ir īsāks par violeto, sauc par ultravioleto gaismu. Arī rentgena un gamma stari ir gaismas veidi ar vēl īsāku viļņa garumu nekā ultravioletais. Gaismu, kuras viļņa garums ir garāks par sarkano, sauc par infrasarkano gaismu. Radioviļņi ir elektromagnētiskā starojuma veids, kura viļņa garums ir vēl garāks par infrasarkano gaismu. Arī mikroviļņi, ko izmanto ēdiena sildīšanai mikroviļņu krāsnī, ir elektromagnētiskā starojuma veids. Mūsu acis šos enerģijas veidus neredz, bet ir dažas kameras, kas tos spēj saskatīt. Dažādie gaismas veidi, gan redzamie, gan neredzamie, veido elektromagnētisko spektru.
Kad lietus pilieni lauž gaismu, rodas varavīksne. Lietus piliens darbojas kā prizma un lauž gaismu, līdz mēs varam redzēt dažādas spektra krāsas.
Krāsa
Gaisma un krāsa ir analogās informācijas veidi. Tomēr elektroniskās kameras un datoru displeji darbojas ar digitālu informāciju. Elektroniskās kameras vai dokumentu skeneri veido krāsaina attēla digitālo versiju, sadalot pilnu krāsu attēlu atsevišķos sarkanos, zaļos un zilos attēlos. Vēlāk digitālajā displejā tiek izmantoti tikai šo trīs krāsu pikseļi. Datoru ekrānos izmanto tikai šīs trīs krāsas dažādos spilgtuma līmeņos. Smadzenes tās apvieno, lai attēlā redzētu visas pārējās krāsas.
Cilvēki domā, ka priekšmetiem ir krāsa. Tas ir tāpēc, ka molekulas, kas veido objektu, absorbē noteiktus gaismas viļņus, atstājot citus gaismas viļņus atstaroties. Cilvēka acs redz visu to gaismas viļņu garumu, kas neabsorbējās, un to kombinācija smadzenēs rada iespaidu par krāsu.
Lāzera stari
Varavīksne Budapeštā parāda redzamā spektra krāsas.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir gaisma?
A: Gaisma ir elektromagnētiskā starojuma veids, kura viļņa garumu var noteikt cilvēka acs. Gaisma ir gan viļņveida, gan daļiņveida enerģija, kas sastāv no sīkām paciņām, ko sauc par fotoniem.
J: Kā sauc pētījumus par gaismu?
A: Gaismas pētījumus sauc par optiku.
J: Kā gaisma mijiedarbojas ar necaurspīdīgiem objektiem?
A: Kad gaisma krīt uz necaurspīdīga objekta, tā veido ēnu.
J: Kā gaisma mijiedarbojas ar caurspīdīgiem objektiem?
A: Kad gaisma nonāk caurspīdīgā objektā, tā gandrīz pilnībā izplūst cauri tam bez ēnas.
J: Kādas ir varavīksnes krāsas no ārējās malas līdz iekšējai malai?
A: Varavīksnes krāsas no ārējās malas līdz iekšējai malai ir sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, zila, indigo un violeta.
J: Kā sauc viļņu garumu, kas ir zemāks par sarkano frekvenci?
A: Viļņu garumu zem sarkanās frekvences sauc par infrasarkano.
J: Kas ir galvenais Zemes gaismas avots?
A: Zemes galvenais gaismas avots ir Saule.
