Šviesa ir jos šaltiniai

Turinys

Turinys…………………………2 psl.

Įvadas…………………………3 psl.

Šviesa…………………………4 psl.

Šviesos šaltiniai…………………………4 psl.

Dirbtiniai šviesos šaltiniai…………………………5-6 psl.

Žvakės, žibalinės ir dujinės lempos…………………………5 psl.

Lemputės su kaitinimo siūleliu…………………………5 psl.

Elektros išlydžio vamzdeliai…………………………5 psl.

Elektrinis lankas ir blykstės…………………………6 psl.

Gamtiniai (natūralūs) šviesos šaltiniai……………………….7 psl.

Saulė…………………………7 psl.

Švytinčios žuvys…………………………7 psl.

Šviesos lūžimas…………………………7 psl.

Šviesos atsispindėjimas…………………………8 psl.

Šviesos atspindžiai…………………………8 psl.

Išvados…………………………9 psl.

Panaudota literatūra…………………………10 psl.

Įvadas

Šviesos reiškiniai mus lydi kasdien, su jais susiduriame kiekviename žingsnyje. Šviesą skleidžia daugybė, įvairių daiktų: saulė, žaibai, žvakės, jonvabaliai, žuvys, lemputės ir t.t.

Kai kurie psichologai teigia, kad šviesa daro įtaką netgi žmogaus charakteriui. Daugiau saulės spindulių gaunantys pietiečiai yra llinksmesni, labiau atsipalaidavę, tuo tarpu šiauriečiai, saulę regintys rečiau,- santūresni, uždaresni.

Bet ar dažnai susimąstome kas yra šviesa? Kas ją skleidžia? Kokia jos prigimtis? Kodėl tamsoje mes nieko nematome? Kodėl į vandens stiklinę įmerktas šaukštelis, atrodo lyg lūžęs pusiau? Kodėl galime matyti savo atvaizdą veidrodyje?

Į šiuos klausimus galima atsakyti remiantis fizikos dėsniais. Vienas iš jų sako, jog šviesą skleidžia šviesos šaltiniai. Iš šviesos šaltinio šviesa sklinda visomis kryptimis, tiesiomis linijomis.

Mes matome šviesos neskleidžiančius daiktus, irgi šviesos dėka: Šviesos atspindžio reiškinį ffizika aiškina taip- tai šviesos, pasiekusios kitą aplinką (veidrodį), sklidimo krypties pakitimas. Kampas tarp krintančiojo spindulio ir statmens veidrodiniam paviršiui vadinamas kritimo kampu, o kampas tarp to statmens ir atsispindėjusiojo spindulio – atspindžio kampu. Į paviršių krintančios šviesos atspindžio kampas llygus kritimo kampui.

Šviesa

Be šviesos gyvybė Žemėje būtų neįmanoma. Saulės šviesa tiekia energiją, būtiną augalams ir visiems gyviems organizmams. Pati šviesa yra energija, sklindanti neregimomis bangomis. Šviesos bangos neša mažyčius energijos kiekius, vadinamus fotonais. Patekę į mūsų akis, fotonai sudirgina tam tikras šviesai jautrias ląsteles, todėl mes matome. Iš kitų bangomis sklindančių energijos formų būtų galima paminėti radijo bangas, rentgeno spindulius ar mikrobangų krosneles mikrobangas. Jos visos yra elektromagnetinės bangos. Greta šviesos spektro egzistuoja elektromagnetinių bangų spektras.

Šviesos bangos ir visos kitos elektromagnetinės bangos sklinda 300 000 km/s greičiu. Tai toks didelis greitis, jog per sekundę galima aplėkti aplink Žemės rutulį beveik aštuonis kartus. Niekas visatoje nesklinda greičiau už šviesą.

Šviesos šaltiniai

Visi šviesą skleidžiantys kūnai vadinami šviesos šaltiniais. Juos galima suskirstyti į ggamtinius (natūralius) ir dirbtinius. Gamtiniai šviesos šaltiniai yra: Saulė, žvaigždės, žaibas, įvairūs šviečiantys vabzdžiai ir augalai ir t.t. Dirbtiniai- visokiausios lempos, laužo ar žvakės liepsna ir pan.

Jei neužsiliepsnojantį objektą įkaitinsime iki 650ºC, jis pradės blankiai raudonai švytėti. Augant temperatūrai švytėjimo skaistis ir spalva keisis į oranžinę, o vėliau- geltoną. Kai daiktas įkaista iki 1250ºC, jis pradeda švytėti baltai. Šis šviesos gavimo būdas naudojamas daugelyje šviesos šaltinių.

Šviesa iš šaltinio sklinda į visas puses tiesiomis linijomis.

Dirbtiniai šviesos šaltiniai

Žvakės, žibalinės ir dujinės llempos

Žvakės gaminamos iš vaško, kuris degdamas išskiria įkaitusius suodžius ir dujinius degimo produktus. Geltoną šviesą skleidžia įkaitę suodžiai. Tas pat vyksta ir žibalinėse lempose. Dujinių lempų degikliuose dujos sumaišomos su oru, tad liepsna būna karštesnė ir, tuo pačiu, baltesnė.

Dujinėse lempose neišsiskiria suodžiai tad jie ir negali švytėti. Liepsna kaitina mantiją, padengta cerio ir torio druskomis, kurios būdamos karštos skaisčiai švyti.

Lemputės su kaitinimo siūleliu

Įprastinėse elektrinėse lemputėse elektros srovė įkaitina volframinį siūlelį iki 1800ºC. Tokioje temperatūroje siūlelis švyti taip, kad jo skleidžiamos šviesos spalva priartėja prie dienos šviesos spalvos. Volframas lydosi 3410ºC temperatūroje, todėl jam tokia temperatūra iki kokios jis įkaista lemputėje, nėra kenksminga.

Tiesa, iš lemputės baliono visų pirma reikia išsiurbti orą ir jį pakeisti inertiškesnėmis dujomis- dažniausiai argonu- nereaguojančiomis su karštu volframu.

Paprastoje kaitinimo lemputėje šviesa virsta mažiau nei penki procentai elektros energijos, o likusioji dalis – šiluminiais nuostoliais.

Elektros išlydžio vamzdeliai

Elektros išlydis vyksta vamzdelyje, užpildytame išretintomis dujomis. Stipriame elektriniame lauke dujų molekulės jonizuojasi- nuo atomų atitrūksta vienas ar keli elektronai. Elektronai vėl stengiasi nors trumpam užimti savo vietą kuriame nors jonizuotame atome, o kai tai įvyksta, elektronas išspinduliuoja šviesos porciją. Taip išsiskiria daug šviesos, o šiluminiai nuostoliai maži, todėl išlydžio lemputės daug efektyvesnės negu lemputės su kaitinimo siūleliu.

Išlydžio lempų ššviesos spalva priklauso nuo dujų, kuriomis jų vamzdeliai užpildomi. Žemo slėgio natrio garų lempos skleidžia intensyvią gelsvai oranžinę šviesą ir naudojamos gatvių apšvietimui. Gyvsidabrio garai suteikia išlydžiui žalsvai violetinę spalvą, o neonas- ryškiai raudoną. Tokie spalvotos šviesos vamzdeliai naudojami reklaminiams užrašams.

Užpildžius išlydžio vamzdelį argonu su gyvsidabrio garų priemaiša, išsiskiria labai daug ultravioletinės spinduliuotės. Toks vamzdelis švyti blankiai melsvai ir šiaip jau naudojamas ne apšvietimui, o medicininiams tikslams- dezinfekcijai, nes ultravioletinė spinduliuotė užmuša įvairius mikrobus. Tačiau padengus vamzdelio vidų specialiais fluorescuojančiais dažais, ultravioletinė spinduliuotė nebeišsiskverbia iš vamzdelio, o tik sužadina dažų molekules, kurių švytėjimo spalvą galima keisti parenkant dažų sudėtį.

Elektrinis lankas ir blykstės

Vienas iš galingiausių šviesos šaltinių yra elektrinis šviesos lankas. Jis buvo išrastas dar prieš elektros kaitinamąją lemputė XIX amžiuje ir kartais vadinamas išradėjo vardu- Voltos lanku.

Elektros lankui gauti reikia dviejų granitinių strypelių, prijungtų prie elektros srovės šaltinio. Trumpam sulietus strypelius, tarp jų teka elektros srovė, labai įkaitinanti grafitą sąlyčio zonoje. Strypelius atitraukus vieną nuo kito, dėl aukštos temperatūros (apie 5000ºC) jonizuojamos tarp strypelių esančios dujos, anglies garai, tai sukelia intensyvų švytėjimą.

Elektrinio lanko šviesa ilgai naudota kino teatrų projektoriuose. Vėliau lankiniai šviestuvai buvo patobulinti, sukeliant elektros lanką didelio slėgio lempose, pripildytose ksenono arba kriptono. Tokios lempos ne ttik labai skaisčios, bet ir efektingos. Tokio paties pobūdžio, tik mažesnės lempos, naudojamos fotoaparatų blykstėse.

Gamtiniai (natūralūs) šviesos šaltiniai

Saulė

Pagrindinis ir svarbiausias gamtinis šviesos šaltinis yra Saulė. Kiekvieną dieną Saulė siunčia mums dvi energijos formas -šviesą ir šilumą. Gyvybė Žemėje gali egzistuoti tik todėl, kad Saulė jai teikia pakankamai energijos.

Energija būtina mechaniniam darbui ir betuokiam veiksmui ar vyksmui. Augalai, pasitelkdami Saulės spindulių energiją, iš anglies dioksido ir vandens sukuria organinius cheminius junginius. Tuose junginiuose slypi cheminė energija. Gyvūnai mintantys augalais, vadinami žolėdžiais. Mėsa mintantys gyvūnai- plėšrūnai, kurie gali maitintis ir žolėdžiais, ir kitais, už save silpnesniais, plėšrūnais. Taip Saulės spindulių (elektromagnetinio spinduliavimo) energija, augaluose virtusi chemine, toliau keliauja su maistu pas žolėdžius, vėliau- pas plėšrūnus. Cheminė energija gyvūnų organizmuose iš cheminių junginių atsipalaiduoja jiems skylant į paprastesnius. Gyvūnai iš cheminių junginių gautą energiją naudoja raumenų judėjimui ir kitoms gyvybinėms reikmėms.

Anglis , nafta, durpės ir degieji skalūnai susiformavo iš kažkada Žemėje gyvenusių augalų ir gyvūnų, kurie tada gavo jiems priklausančią Saulės energijos dalį. Taigi, fosilinis kuras- tai savotiški Saulės energijos “konservai“, kuriuos mes dabar išlaidžiai naudojame.

Švytinčios žuvys

Švytinčių žuvų yra vandenynų gelmėse. Boliuminescencijos sukurta šalta šviesa joms reikalinga grobiui prisivilioti arba jį apakinti.

Švytėjimas vadinamas bioliuminescensija. Reakcija vyksta dalyvaujant fermentui liuciferazei, kur

žemoje temperatūroje besioksiduojantis liuciferinas skleidžia šviesą.

Jūros gelmių žuvys – angelai vilioja grobį masalu, švytinčiu ant ūselio prieš žuvies burną.

Šviesos lūžimas

Pereidamas skirtingų medžiagų ribą, šviesos spindulys keičia kryptį – lūžta. Šis reiškinys vadinamas šviesos lūžimu. Taigi dėl to į vandenį pusiau įmerktas šaukštelis atrodo, lyg lūžęs pusiau; arba jeigu vanduo laibai skaidrus, ežeras ar upė atrodo seklesni, negu yra iš tikrųjų. Dėl tos pačios priežasties nuo kranto žiūrint į vandens paviršių, atrodo, jog dugnas tarsi „pakyla“. Akys mato dugną tten, iš kur ateina spinduliai, bet juk jie lūždami pakeitė kryptį.

Šviesos atsispindėjimas

Apšviestame kambaryje mes matome mus supančius daiktus. Tačiau ar ką nors pamatytumėte tamsoje? Taigi dėl to, kad galime matyti aplinką, turim būti dėkingi šviesai. Iš šviesos šaltinio sklindantys spinduliai, pasiekę mūsų akis sukelia šviesos pojūtį. Tuo tarpu daiktus, kurie neskleidžia šviesos matome, nes mūsų akis pasiekia nuo to daikto atsispindėjęs šviesos spindulys.

Kampas tarp krintančiojo spindulio ir statmens, iškelto kritimo taške vadinamas kritimo kampu. O kampas tarp statmens, iškelto kritimo ttaške ir atsispindėjusiojo spindulio, vadinamas atspindžio kampu. Į paviršių krintančios šviesos atspindžio kampas lygus kritimo kampui.

Jei daiktai gerai atspindi šviesą, jie mums rodosi šviesūs ir ryškūs. Jei daiktas šviesus, bet matinis, tai reiškia, kad jis ne tik gerai atspindi, bet iir labai išbarsto šviesą. Pilki daiktai sugeria didžiąją dalį į juos krintančios šviesos, paversdami spindulių energiją šilumine. Todėl saulėtą vasaros dieną tamsūs daiktai sušyla, o šviesūs, atspindintys beveik visą į juos krintančią saulės spindulių energiją, išlieka vėsūs.

Šviesos atspindžiai

Šviesos atspindžio reiškinį žmonės žino jau labai seniai. Dar patys seniausi protėviai žvelgdavo į savo atvaizdą vandenyje, tačiau reiškinio prasmės nesuprato.

Atvaizdų sudarymas veidrodžiuose yra pagrįstas šviesos atspindžio dėsniu. Buityje naudojami blokštieji veidrodžiai. Jie gaminami vieną stiklo lakšto sienelę padengiant šviesą gerai atspindinčios medžiagos (aliuminio, sidabro) sluoksniu. Prieš tokį veidrodį pastatytas daiktas matomas už veidrodžio. Tai kas matoma už veidrodžio, vadinama daikto atvaizdu. Norint gauti daikto atvaizdą veidrodyje , reikia pasirinkti mažiausiai du to daikto taškus.

Nuo daikto paviršiaus atsispindėjęs spindulys tam tikru kampu kkrinta į veidrodžio paviršių, tada, atsispindėjęs nuo jo tuo pačiu kampu, pasiekia mūsų akį.

Daikto atvaizdas plokščiajame veidrodyje yra tokio pat dydžio, kaip ir daiktas. Tik kairė ir dešinė susikeičia vietomis.

Išvados

Šviesa yra energija, sklindanti neregimomis bangomis. Šviesos bangos neša mažyčius energijos kiekius, vadinamus fotonais. Patekę į mūsų akis, fotonai sudirgina tam tikras šviesai jautrias ląsteles, todėl mes matome. Šviesos bangos ir visos kitos elektromagnetinės bangos sklinda net 300 000 km/s greičiu.

Šviesą skleidžiantys kūnai vadinami šviesos šaltiniais. Jie skirstomi į dvi ggrupes gamtinius (natūralius) ir dirbtinius (sukurtus žmogaus) šviesos šaltinius. Gamtiniai šviesos šaltiniai yra saulė, žaibas, švytintys augalai, bakterijos ir gyvūnai(jonvabaliai, giliavandenės žuvys) ir kt. Pagrindinis gamtinis šviesos šaltinis yra Saulė. Gyvybė Žemėje gali egzistuoti tik todėl, kad Saulė jai teikia pakankamai energijos. Pagrindiniai dirbtiniai šviesos šaltiniai yra žvakės, žibalinės ir dujinės lempos, lemputės su kaitinamuoju siūleliu, elektros išlydžio vamzdeliai (naudojami reklaminiams užrašams),elektriniai lankai, blykstės, cheminės lempos.

Iš šviesos šaltinio šviesa sklinda tiesiomis linijomis, į visas puses.

Šviesos spindulys – tai tik linija (modelis), kuriuo sklinda šviesa.

Mes matome ne tik šviesos šaltinius, nes iš šviesos šaltinio sklindantys šviesos spinduliai „atsimuša“ ir pasiekia mūsų akis. Kampas tarp krintančiojo spindulio ir statmens veidrodiniam paviršiui vadinamas kritimo kampu, o kampas tarp to statmens ir atsispindėjusiojo spindulio – atspindžio kampu. Į paviršių krintančios šviesos atspindžio kampas lygus kritimo kampui.

Pereidamas skirtingų medžiagų ribą, šviesos spindulys keičia kryptį – lūžta. Šis reiškinys vadinamas šviesos lūžimu.

Savo atvaizdą veidrodyje matome, nes nuo daikto paviršiaus atsispindėjęs spindulys tam tikru kampu krinta į veidrodžio paviršių, tada, atsispindėjęs nuo jo tuo pačiu kampu, pasiekia mūsų akį.

Dažniausiai naudojamas plokščiais veidrodis. Jame matomas vaizdas yra tokio pat didumo kaip daiktas, tik kairė ir dešinė susikeičia vietomis. Ir išgaubtajame, ir plokščiajame veidrodyje atrodo, lyg atvaizdas būtų už vveidrodžio.

Panaudota literatūra

1. Laima Galkutė ir Vladas Valentinavičius „Fizika“ (VII klasės vadovėlis); Kaunas „Šviesa“ 1998

2. „Iliustruota vaikų enciklopedija“ Margi raštai , 1998 Vilnius;

3. „Mokslo enciklopedija“ Trys Nykštukai, 2002 Vilnius;