-
Свет – объединяющее звено между нами
и вселенной
-
С помощью света мы можем насладиться видом
дальних звёзд
-
и взглянуть на самое начало начал.
-
Но что такое свет?
-
В двух словах – свет это наименьшее
количество энергии,
-
которое может быть перенесено, фотон –
элементарная частица без настоящего размера,
-
которая не может быть разделена,
а только лишь создана или разрушена.
-
Свет также обладает дуализмом частицы и волны,
-
находясь в состоянии и частицы,
и волны одновременно,
-
хоть это и неправда.
-
А ещё, когда мы говорим "свет",
на самом деле подразумеваем видимый свет,
-
который является лишь крохотной частью
электромагнитного спектра,
-
энергией в форме
электромагнитного излучения.
-
Электромагнитное излучение состоит из
-
огромного размаха волн
разной длины и частоты.
-
Гамма лучи обладают самыми короткими волнами,
так как они являются фотонами с наибольшей энергией.
-
Но большинство гамма лучей
размером менее 10 пикометров,
-
что всё равно гораздо меньше
атома водорода.
-
Для справки -- атом водорода
по сравнению с одноцентовой монеткой
-
это примерно как цент
в сравнении с Луной.
-
Видимый свет
находится в центре спектра
-
в пределах от приблизительно
четырёхсот до семисот нанометров,
-
примерно величиной с бактерию.
-
На другом конце спектра радио
волны могут быть около 100 км в диаметре,
-
в то время как самая длинная из известных нам волн
-
может простираться от 10 тыс км
до невероятных 100 тыс км --
-
гораздо больше Земли.
-
С позиции физики все эти
различные волны по сути одинаковы,
-
все они обладают дуализмом волны и частицы
и путешествуют со скоростью с, со скоростью света,
-
но с разными частотами.
-
Так что же тогда делает видимый свет настолько особенным?
-
Хмм... абсолютно ничего.
-
Так получилось, что наши глаза при эволюции
научились хорошо
-
регистрировать именно данную
часть электромагнитного спектра.
-
Но не такое это уж и совпадение;
-
видимый свет является единственной
частью электромагнитного излучения,
-
которая отлично распространяется в воде,
-
где как раз миллионы лет назад и появились первые глаза.
-
Мудрый ход, ведь свет
не только взаимодействует с материей,
-
но ещё и изменяется ею и может быть использован
-
для сбора информации
об окружающим нас мире
-
практически без задержек,
-
что бесспорно существенно
помогает выживанию.
-
Так откуда же берётся свет?
-
Существенное разнообразие электромагнитных
волн создаётся, когда атомы или молекулы
-
переходят из более высокого
энергетического состояния в более низкое.
-
Они теряют энергию и
испускают её в виде излучения.
-
На микроскопическом уровне
видимый свет создаётся когда электрон атома
-
в возбуждённом состоянии спрыгивает
на более низкий энергетический уровень
-
и теряет данный избыток энергии.
-
Таким же образом входящий свет
может быть поглощён электроном,
-
что поднимает его на более
высокий энергетический уровень
-
На микро уровне двигающийся
заряд электрона
-
создаёт колеблющееся магнитное поле,
-
которое образует колеблющееся
электрическое поле перпендикулярное ему.
-
Два этих поля
распространяются в пространстве
-
перенося энергию из одного места в другое,
-
перенося с собой информацию
о месте своего появления.
-
Почему же из всех явлений во вселенной
свет является самым быстрым из всего существующего?
-
Давайте зададим вопрос немного иначе:
-
какой самый быстрый способ
перемещаться в пространстве во вселенной?
-
Это с, ровно 299 млн 792 тыс 458 м/c
в вакууме
-
один миллиард километров в час.
-
Так получилось, что электромагнитное
излучение движется настолько быстро.
-
Любая частица без массы двигается
со скоростью с без какого-либо ускорения.
-
Свет испускаемый свечой
-
не ускоряется до скорости света;
-
в самый момент своего появления
он уже двигается со скоростью с.
-
Так почему же с (или же скорость
света) являются пределом?
-
Хмм... Никто не знает.
-
Просто наша вселенная
была построена таким образом.
-
Тут у нас разумного ответа нет.
-
Итак, свет является частью спектра,
-
элементарной частицей,
которая ведёт себя как волна,
-
переносимая двумя перпендикулярными полями
-
двигающимися с максимальной
скоростью во вселенной.
-
Ну хорошо, это всё очень здорово и всё такое.
Но как же насчёт всяких безумство типа
-
перемещения со скоростью света и время,
-
парадокс близнецов,
квантовые мудрёности и прочее?
-
Мы прибережём их для последующих роликов.
-
А пока давайте просто порадуемся, что в результате
эволюции мы обладаем глазами, которые распознают
-
волны информации
проникающие сквозь вселенную,
-
позволяя нам видеть всякое, что помогает
вписать наше существование в общую картину мира.
