Каким бывает свет — Умное Будущее

У света имеется множество характеристик световой поток, яркость, сила света. И с ними “играют” различные конструкции осветительных приборов. Искусственный свет имеет и цвет. Всевозможные оттенки зависят от характера источника света. Так, например, в лампах накаливания преобладают желтые и отсутствуют дополнительные синие и фиолетовые лучи. Поэтому цветопередача синего и зеленого в интерьерах при лампах накаливания хуже, чем при естественном освещении.

Каким бы не был свет — гораздо удобнее управлять им с одного умного выключателя, подключенного к системе «умный дом», чем бегать от одного к другому обычному выключателю по всему дому или квартире.

С точки зрения цвета свет делится на “теплый” и “холодный”. Эти свойства определяются выбором цветофильтра, установленного в осветительный прибор, а также видом отражающих поверхностей. Фактурные виды отделки стен, тканевые обои делают направленный свет диффузным, то есть мягким. В некоторых типах осветительных приборов предусмотрены системы отражателей, цвет и поверхность которых тоже сильно влияют на получаемый в итоге свет. Мягкий эффект уютного оранжевого абажура, например, достигается использованием медной или анодированной желтой поверхности.

Источники искусственного света

Чем ближе освещение комнаты к природному, тем безвредней оно для зрения человека.
В современных помещениях используют три “семейства” ламп накаливания, галогенные и дневного света. Как ни крути, они лишь подобие Солнца, и внутри его спектра каждое “семейство” живет на определенной территории, излучая свет в собственном диапазоне.

В интерьерах применяют в основном лампы накаливания и галогенные светильники. Главным достоинством галогенных источников света является высокая мощность при сниженном примерно в три раза уровне потребления электроэнергии. Можно повесить в любом уголке квартиры по бра, устроить в комнатах рощу из торшеров, а платить по счетчику Вы будете не больше, чем сосед.

Однако стоимость эксплуатации этого светового изобилия конфликтует со стоимостью его покупки. Галогенным лампам необходим трансформатор, что, конечно же, повышает цену. Лампы накаливания, напротив, дешевле, но потребляют больше электроэнергии. Правда, в последнее время разработаны модели с различными видами напылений, что дает лампам накаливания некоторые плюсы галогенок, в частности экономичность.

Существует две традиционные системы освещения, которые мы устанавливаем в квартирах и которые может спроектировать дизайнер: локальная и парадная. Раньше для первой однозначно служили бра, настольные лампы и торшеры, а для второй – люстры. Но тенденции развития индустрии света таковы, что сейчас с этими двумя функциями справляется любой осветительный прибор – за счет реостатного выключателя. Он позволяет регулировать уровень освещенности помещения, и мощности одного торшера вполне хватает на комнату. С другой стороны, все 12 лампочек хрустальной люстры могут слабо теплиться, наполняя полумрак спальни таинственным мерцанием…

Последний случай относится уже к интимному освещению. Среди новейших разработок в этой области – системы с эффектом “звездного неба”. Они состоят из световодов, проектора и светофильтра. Все стеклянные волокна имеют разную толщину и разные насадки. Диск светофильтра за счет нагревания прибора медленно вращается, и проецируемое на потолок “звездное небо” волнообразно меняет свой цвет. Атмосфера создается загадочная и обволакивающая.

Виды потоков света

В дизайне интерьеров используют все виды потоков света в пространстве.

Во-первых, это точечный свет. Световой поток исходит из локализированной точки, находящейся либо на потолке, либо в среднем или нижнем уровне (настольная лампа, бра, торшер и т.д.). Точечный свет бывает направленным и ненаправленным, в зависимости от назначения светильника. Например, при разработке настольных ламп основные усилия дизайнеров сосредоточены на организации регулируемого точечного света.

Во-вторых, это рассеянный прямой свет ламп с большой светящейся поверхностью, как, скажем, у люминесцентных или шарообразных светильников.

В-третьих, это отраженный свет. Если оглядываться на природу, то он самый безвредный. Всем известно, что лучше читать лежа в гамаке в саду, чем на раскаленном пляже. В лесу солнечные лучи, “спрыгивая” с листка на листок под разным углом, становятся мягкими, рассеянными и не утомляют глаз. И наоборот, на открытом пространстве от ярко освещенной страницы просто темнеет в глазах. Именно поэтому в большинстве современных светильников ставят системы отражателей. Поток света от лампы сначала бьет в них, потом огбрасывается на потолок и лишь затем рассеивается в пространстве.

Василий Лифанов

Каким бывает свет? | Holodilki.com

Это самый древний обитатель нашего видимого мира. Он зародился в первую секунду после появления вселенной и существует до сих пор. Свет положил начало нашей земной цивилизации, и он же через много миллионов лет бытия превратит её в безжизненный прах. Но не будем о грустном, ведь сегодня тема нашей статьи пойдёт о самом загадочном и в то же время обыденном явлении, о котором мы, как нам кажется, знаем всё и даже больше.

Человек, так или иначе, знакомится со светом с момента своего рождения. Он не просто научился управлять светом, но и полностью подчинил его себе, научившись продавать видимую энергию как линейные светодиодные светильники, что в самом лучшем виде реализовано на сайте https://led-comp.ru/svetodiodnye-svetilniki/torgovye/podvesnye-lineynie/. Свет нужен везде, в доме, на даче, в гараже и в торговом павильоне, где подвесные линейные светильники просто необходимы.

В процессе жизни мы начинаем понимать, что всё не так просто, как кажется с первого взгляда. Свет может быть самых разных форм и даже иметь разную длину. В зависимости от параметров он может иметь как видимое, так и невидимое излучение. Научное исследование этого вопроса положило начало создания целого ряда сложных электромеханических устройств, в которых привычное с первого взгляда освещение предстаёт перед нами совсем в другом свете.

 

Виды излучений

Длина световой волны влияет на восприятие человеком излучения, испускаемого различными источниками. Рассмотрим некоторые виды излучений, которые человечество в какой-то мере научилось контролировать:

• Гамма излучение по праву считается одним из самых опасных, оно имеет настолько маленькую длину, что способно поражать живое существо на молекулярном и даже атомном уровне. То, что люди обычно называют радиацией, является следствием распада ядер радиоактивных веществ;
• Рентгеновское излучение имеет большую длину волны, однако при небольших дозах оно практически безвредно для человека. Никому не нужно объяснять, где применяется этот вид излучения и что он из себя представляет. Если объяснить по-простому, рентгеновские волны – это особый вид фотонов с очень маленькой длиной волны, образующиеся при столкновении на большой скорости атомов некоторых веществ. Разбиваясь, атомы выпускают из своего ядра те самые очень маленькие частицы с длиной волны, которая позволяет увидеть то, что зрению обычного человека недоступно;
• Ультрафиолетовое излучение испускает практически любой источник света, правда уровень излучения у каждого из них разный. Например, у солнца уровень ультрафиолета запредельно высокий, а у флуоресцентных ламп – очень низкий. Ультрафиолетовые волны относительно длинные, и не причиняют телу человека никакого вреда, за исключением длительного нахождения на открытом солнце. Самым уязвимым местом являются глаза. Длина волны менее 400 нм может поразить органы зрения и стать причиной различных заболеваний;
• У видимого света достаточно узкий диапазон. Для человека фотоны с длиной волны в пределах 400-750 нм абсолютно безвредны. Все знают, что свет имеет несколько спектров, у каждого из которых своя длина;
• Инфракрасное излучение испускает любое живое существо, другими словами это – тепло. Чем выше температура, чем больше длина волны, и наоборот, чем длиннее волна, тем сильнее можно нагреть объект. Человечество научилось применять инфракрасные волны для передачи данных, обогрева помещений, измерения температуры на расстоянии, создания тепловых датчиков и приборов ночного видения.
• Надеюсь, никому не нужно объяснять, что такое радиоволны? Хотя учёные и сами ещё до конца не разобрались с этим вопросом, радиоволны приносят пользу вот уже второй век подряд.
  Излучение, длина волны которого измеряется в километрах, абсолютно безопасно для человека, а где оно используется, вы и так все прекрасно знаете.

Областей применения каждого вида излучения неимоверно много. Это и медицина, и космические исследования, и военные разработки. Практически каждое современное устройство использует различные датчики, в которых за основу взято световое или инфракрасное излучение.

Освещение: каким бывает свет в квартире 

Давно прошли те времена, когда освещение квартиры заключалось в люстре посреди потолка, лампе на письменном столе и бра над кроватью. Сегодня свет, как и цвет, выступает краеугольным камнем хорошего интерьера. И это правильно, ведь «плохой» свет способен не только убить интерьер, но и сделать пребывание в комнате некомфортным и даже опасным. А вот «хороший» поможет заиграть новыми красками даже простенькому ремонту.

Дизайнеры и архитекторы классифицируют искусственный свет по нескольким параметрам:

• цветовой температуре: на теплый, нейтральный и холодный;
• по виду: на прямой, отраженный и рассеянный;
• по уровню/зоне освещения: на верхний, средний и нижний;
• типу: базовое (основное и дополнительное), рабочее и акцентное/декоративное.

Испугались? На самом деле, все не так уж и страшно:) Давайте разбираться с этим подробнее.

Цветовая температура

Если речь идет о цветовой температуре, то она, как видите, бывает теплой, нейтральной и холодной. Измеряется она в Кельвинах, а применяемый для бытового освещения диапазон колеблется от 2500 до 5000К.

Теплый белый свет (температура в диапазоне 2700-3500К) — спокойный, немного расслабляющий, желтоватый, создает уютную атмосферу. Он хорош для основного и дополнительного освещения жилых комнат. Обратите внимание, что такой свет подчеркнет и сделает ярче теплые цвета интерьера, а вот холодные могут потемнеть или вовсе изменить тон (например, темно-синий стать ближе к черному, фиолетовый — к красному, голубой — к зеленоватому).

Шкала цветовой температуры

Нейтральный свет (температура 3500-4000К) — его еще называют белым или «дневным». Он соответствует свету полуденного солнца, то есть способствует бодрости и активности. Он, как правило, используется в источниках направленного освещения, для подсветки для освещения рабочих зон, зеркал в ванной комнате. Этот свет обеспечивает самую точною цветопередачу и контраст между цветами.

Холодный белый свет (выше 4500К) имеет слегка голубоватый оттенок. Это не самый комфортный для восприятия свет — он достаточно жесткий, резкий. Он повышает активность, но долго выдерживать его сложно. В жилых помещениях холодный белый свет, как правило, используется в качестве акцентного света для подсветки «фишек» интерьера. Еще одно помещение, где он востребован — санузел. Его «бодрящий» эффект помогает проснуться и настроиться на рабочий лад . В таком свете холодные цвета интерьера становятся ярче, а теплые, наоборот, тускнеют.

Отраженный или рассеянный?

По этому параметру классификация света ведется исходя из направления светового потока — в этом случае говорят о направленном, рассеянном и отраженном свете.

Направленный, или как его еще называют, прямой свет, как понятно по его названию, имеет достаточно узкую ширину луча, который направлен в одну сторону или даже точку — на место, которое необходимо осветить. Яркий пример — современная настольная лампа, освещающая рабочую зону или точечные светильники над рабочей зоной кухни. Но это, конечно, не единственный вариант использования направленного света в интерьере — он неплохо будет смотреться в длинных коридорах, в рабочей зоне кухни, санузлах и т.п.

Пример направленного света

Рассеянное освещение — это когда светильник равномерно распределяет свет во всех направлениях. Пример — обычная люстра с одним закрытым плафоном, свет от которой падает во всех направлениях. Такой тип используется для организации основного освещения.

Рассеянное освещение

Отраженный свет получается тогда, когда свет от источника падает на какую-либо поверхность (потолок или стены), от которой затем отражается и рассеивается по помещению. Пример — потолочные светильники с плафонами в виде чаши, бра, свет от которых падает на стену и рассеивается. Этот тип освещения считается наиболее комфортным — он помогает создать в помещении уютное и, в тоже время, равномерное освещение.

Отраженный свет

Уровни освещения

С уровнями освещения тоже все не так уж и трудно. Их делят на верхний, средний и нижний. Несложно догадаться, что верхний свет — тот, который льется с потолка и к нему относятся все осветительные приборы, расположенные наверху, то бишь, на потолке: люстры и встроенные в потолок светильники. Этот свет может быть как направленным, так и рассеянным или даже отраженным.

Уровни света: верхний

Средний свет — это тот свет, источник которого находится примерно на уровне глаз человека, в средней зоне помещения. То бишь, на стенах и столах (бра, торшеры и т.п.), если мы говорим о комнатах. Внизу подвесных шкафчиков, если мы говорим о кухне. Средний свет, в зависимости от светового сценария помещения, тоже может быть как рассеянным, так и отраженным или направленным.

Уровни света: средний

Нижний уровень. Это тот свет, источник которого находится внизу, на уровне ног (светильники, встроенные в пол, плинтуса, размещенные внизу стен).

Довольно часто он встречается в двухуровневых квартирах — с его помощью подсвечивают ступени, ведущие на второй этаж. Но и в одноуровневых помещениях нижний свет тоже бывает довольно уместен — с его помощью можно создать уютную, загадочную атмосферу в помещении, подсветить длинные узкие помещения и т.д.

Уровни света: верхний и нижний

Типы освещения

А теперь давайте разберемся с типами освещения. Как я говорила, по этому параметру специалисты делят свет на базовый, рабочий и акцентный. В свою очередь, базовый свет бывает основным и дополнительным.

Основной базовый свет — этот тот свет, который обеспечивает общую освещенность помещения. Его главная функция — равномерное заполнение комнаты искусственным светом. Как правило, основным базовым светом считается «верхний свет» — люстры и потолочные светильники. Хотя с этой функцией в некоторых помещениях может справиться и «средний свет» — например, основное базовое освещение в спальне, коридоре, кладовках вполне можно организовать за счет настенных светильников.

Для основного базового освещения, как правило, используют лампы с теплым светом. Хотя возможны варианты — например, в ванной основной свет может быть нейтральным по температуре.

Базовый свет освещает всю комнату или ее бОльшую часть

Основной дополнительный свет — это тот свет, который призван осветить часть помещения, сделать его уютным и комфортным, подчеркнуть «изюминку». Ну и, конечно, немного поберечь энергоресурсы:) В эту группу включают различные торшеры, бра, ночники и т.п. Этот свет, как правило, тоже выбирают теплой температуры.

Дополнительный свет — свет от различных торшеров, бра и других ламп

Рабочее освещение. С пониманием этого термина, как мне кажется, сложностей тоже не должно возникнуть. Этот свет предназначен для освещения рабочих зон, мест для чтения/рукоделия, зеркал. Его обязательно нужно организовать в кухне над рабочей зоной, в санузле вокруг зеркала, в коридоре перед зеркалом, на рабочем столе в кабинете и т.д. Организуя рабочее освещение, обязательно нужно учитывать направление светового потока — важно, чтобы тени не заслоняли рабочую поверхность. Как правило, для такого типа освещения выбирают свет нейтральной температуры.

Пример рабочего освещения — подсветка в кухне

Акцентное/дизайнерское освещение. Это тот вид света, который не всегда несет функциональную  нагрузку, но делает помещение интересным. Это и различные встроенные светильники, подсвечивающие предметы декора, и настенные бра, свет от которых подчеркивает фактуру отделки, и даже софиты, с помощью которых можно подсветить коллекцию фамильного серебра. В эту же категорию можно отнести и декоративное освещение: свечи, гирлянды, разноцветные декоративные светильники и т.п.

Акцентное освещение придает помещению индивидуальность

Тема света в интерьере настолько обширна, что рассказать обо всех ее нюансах в рамках одного материала просто невозможно. Именно поэтому в первом материале блога на эту тему я постаралась вкратце дать только базовый «ликбез» по освещению интерьера.  Но в ближайшем будущем я обязательно дополню эту тему, и расскажу о «хитростях» освещения, типичных ошибках при его организации и, конечно, подробно остановлюсь на нюансах освещения разных помещений квартиры. Как говорится — далі буде:)

Свет в окне — Осень

Работы дня на фотосайте

 *** 

97.31
Сергей Михалюк
 «После дождя..» 

90.22
Александр Бархатов
 *** 

47.75
Вячеслав Шах-Гусейнов
 *** 

106.81
Александр Гвоздь
 Корни 

45.60
Kurta Arkadiy
 *** 

71.58
Amatar
 Porto Moniz 

156.91
Alex Mimo
 Девушка с чертополохом.. 

45.95
Алексей Родионов
 Поачвумчорр налево, Тахтарвумчорр направо 

84.35
Sergey Koch
 Утро в альпиской долине. Австрия. 

86.85
Марат Макс

Об авторе

elaginvs Владислав Елагин Любитель

Оставить сообщение Добавить в друзья

Последний визит 23 Июля 12:07

• Загружено 05.02.2011 22:59
• Фотографий (300)
• Альбомов (1)
• В избранном у 3
• Рейтинг (0. 00)

Альбом : Осень

Жанр : Другое

Поделится:

Получить HTML код Получить HTML код для фотографии:

HTML код для фотографии 120х160

HTML код для фотографии 600х800

Как использовать свет из окна в фотографии — советы и примеры

Также, льющийся из окна свет прекрасным образом отобразился в изобразительном искусстве. Совершенно потрясающие портреты были написаны при естественном дневном свете. И фотографы должны черпать вдохновение из работ художников, на чьих великолепных картинах, модели освещались оконным светом.

Поэтому в этой статье мы решили обратить ваше внимание на все достоинства этого вида освещения. А также немного теории о том, какие настройки фотокамеры будут уместны и как лучше расположить объект съемки относительно окна, чтобы результат вас порадовал.

Фото : S.C

Природа света

Когда небо затянуто тучами, проходящий через окно свет выглядит мягко. А вот прямых солнечных лучей художники, как правило, избегают. Потому что такой свет будет жестким. Он производит резкие тени, которые не могут быть приятными для портретов. Рассеянный свет, обычно, создает меньше контраста по сравнению с обычным светом. Здесь тени едва заметны и изображение в целом выглядит очень естественно. Также, если к оконному свету добавить подсветку, то можно создать замечательный эффект на вашем портрете. И, как всегда, вы можете регулировать количество поступающего света с помощью занавесок, если вам кажется, что есть избыток освещения. Или поместите отражатели за спиной фотографируемого, если вы думаете, что объект затемнен.

Фото : Siddharthan Raman

Фото : Nima Baharlooie

Фото : Viktoriya Ilina

Фото : Hari Sulistiawan

Фото : Stephanie Beaty

Настройка камеры

Подготовка к съемке кадра может осложниться разными факторами. Тщательно изучите методы экспозиции. Некоторые трудности поможет преодолеть скорость затвора.

Используя зонную систему Анселя Адамса, можно поэкспериментировать с различными оттенками черного при разнообразной экспозиции и выдержке. И убедитесь, что вы установили подходящее значение ISO. При этом вы всегда можете увеличить значение диафрагмы, а также воспользуйтесь штативом. К тому же любой профессиональный фотограф уделяет особое внимание размеру диафрагмы в условиях низкой освещенности. Она не должна быть слишком большой. В этом случае предпочтительнее перейти на ручную фокусировку. Чем лучше вы поймаете свет, тем лучше будет результат.

Фото : Jack Burger

Фото : Solecism

Фото : Courtney

Фото : Remus Tiplea

Фото: Emily Soto

Правильное расположение объекта

Правильное размещение объекта или модели по отношению к источнику света имеет ключевое значение. Поскольку мы уже упоминали о подсветке, попробуйте расположить объект под углом в 45 градусов и, если необходимо, на том же уровне отражатель. Так вы избавитесь от контрастных теней. Одна из особенностей в этом освещении состоит в том, что источник света остается неподвижным, он лишен различных регуляторов как в студийной установке. В то время как субъект должен поворачиваться пока не достигнет желаемого эффекта.

Фото: Maria Gvedashvili

Фото: Izabela Zagaja-Florek

Фото: Gosia Janik

Фото: Bunny Spice

Фото: Anna Shakina

Заключение

Теперь вы знакомы с ключевыми моментами оконного освещения. Непременно используйте их, чтобы вдохнуть жизнь в фотографию, проливая на нее необходимое количество правильного света.

Комментарии к работе

Хочу критики
К-во комментариев на страницу: 10 20 50 Все

Автор запретил комментирование для не авторизированных пользователей

Свет из окна в фотографии

Самый простой и самый естественный источник света при съемке в помещении — это свет из окна. Его использование совершенно бесплатно для фотографа, и научившись им пользоваться, можно строить интересные композиции. В искусстве свет очень важен. Чего стоит значение оконного света в кинематографе всего несколько десятилетий назад.

Изобразительное искусство также не прошло мимо лучей света, которые проходят сквозь окно. Каждый, наверно, видел не один портрет написанный художником, который передавал льющийся через оконный проём свет. Фотографы также черпают вдохновение в этом явлении.

Рассмотрев все причины, которые говорят о положительном влиянии света, изливающегося из обычных окон и витражей, стоит задуматься о способах использования этого явления в фотоискусстве. Рассмотрим теоретический материал, который поможет получить желаемые снимки.

Фото : S.C

Природа света

Если небо облачное, то свет, который проходит через окна выглядит мягко. Прямые солнечные лучи делают свет жестким и его, как правило, фотографы избегают. Жесткий свет делает тени слишком резкими. Для портретов это неприемлемо. При рассеянном свете контраст меньше чем при жестком. Тени получаются мягкими и естественными. Добавив к свету из окон дополнительный источник света, можно создать отличный портрет. Свет из окон легко регулировать при помощи занавесок. Для направления света можно использовать отражатели.

Фото : Siddharthan Raman

Фото : Nima Baharlooie

Фото : Viktoriya Ilina

Фото : Hari Sulistiawan

Фото : Stephanie Beaty

Настройки камеры

При подготовке к съемке могут возникнуть некоторые сложности с настройками. Перед фотографированием стоить изучить возможные методы экспонирования.

Выберите или настройте правильный баланс белого. Установите подходящее значение ISO. Подумайте о том, какую выдержку будете использовать. Скорее всего, придется воспользоваться штативом. В условиях плохой освещенности нужно особенное внимание уделить диафрагме. Для создания более светлого и мягкого снимка диафрагму нужно открыть побольше. При плохом освещении лучше не доверять автофокусу и воспользоваться ручной настройкой.

Фото : Jack Burger

Фото : Solecism

Фото : Courtney

Фото : Remus Tiplea

Фото: Emily Soto

Положение объекта

Хороший кадр можно получить, правильно расположив модель по отношению к источнику света. Хорошая композиция может получиться при расположении модели под углом 45 градусов к окну и при размещении отражателя под тем же углом. Это избавить кадр от контрастных, резких теней. Нюанс в использовании освещения из окна заключается в том, что свет нельзя настроить. Поворачивать придется модель, подбирая оптимальный угол падения света.

Фото: Maria Gvedashvili

Фото: Izabela Zagaja-Florek

Фото: Gosia Janik

Фото: Bunny Spice

Фото: Anna Shakina

Заключение

Познакомившись со всеми особенностями съемки с оконным освещением, каждый непременно найдет для себя этот опыт полезным и применит на практике. Вдыхайте жизнь в свои снимки, освещая их правильным светом.

Отвлеките внимание от окна

Если внешний вид из окна оставляет желать лучшего, а возможности исправить нет равно так же, как и желания реализовывать предыдущие варианты, то лучше отвлечь внимание.

При планировке достаточно поставить мебель так, чтобы люди сидели боком или спиной к окну. Придется подумать, как правильно реализовать, но в итоге все получится на высшем уровне.

В качестве примеров хочется назвать две ситуации: отвернуть рабочее место от окна, повернуться спиной к нему.

Перестановка телевизора также поможет вам избавиться от ненавязчивого некрасивого вида.

рассказываем о том, какие бывают лампы

Источники света — один из самых массовых товаров. Ежегодно производят и потребляют миллиарды ламп, значительную долю которых пока составляют лампы накаливания и галогенные лампы.

Стремительно растёт потребление современных ламп — компактных люминесцентных и светодиодных. Происходящие изменения в качестве дают надежду на то, что источники света станут важным инструментом дизайнера, архитектора, проектировщика.

Об освещённости и цветовой температуре света

Ряд параметров ламп определяет насколько они применимы в том или ином проекте.

Световой поток определяет количество света, которое дает лампа (измеряется в люменах). Установленная в люстре лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1200 лм, 35-ватная «галогенка» — 600 лм, а натриевая лампа мощностью 100 Вт — 10 000 лм.

У разных типов ламп разная световая отдача, определяющая эффективность преобразования электрической энергии в свет и, следовательно, разную экономическую эффективность применения. Световую отдачу лампы измеряют в лм/Вт (светотехники говорят «люменов с ватта», имея в виду, что каждый ватт потребляемой электроэнергии «преобразуется» в некоторое количество люменов светового потока).

Переходя от количества к качеству, рассмотрим цветовую температуру (Т_цв, единица измерения — градус Кельвина) и индекс цветопередачи (Ra). При выборе ламп дизайнер обязательно учитывает цветовую температуру для той или иной установки. Комфортная среда сильно зависит от того, какое освещение в помещении «тёплое» или «холодное» (чем выше цветовая температура, тем «холоднее» свет).

Цветопередача — важный параметр, о котором часто забывают. Чем более сплошной и равномерный спектр у лампы, тем различимее цвета предметов в её свете. У Солнца сплошной спектр излучения и наилучшая цветопередача, при этом Т_цв меняется от 6000К в полдень до 1800К в рассветные и закатные часы. Но далеко не все лампы могут сравниться с Солнцем.

Если у искусственных световых источников теплового излучения сплошной спектр и нет проблем с цветопередачей, то разрядные лампы, имеющие в своем спектре полосы и линии, сильно искажают цвета предметов.

Индекс цветопередачи тепловых источников равен 100, для разрядных он колеблется от 20 до 98. Правда, индекс цветопередачи не даёт сделать вывод о характере передачи цветов, а иногда способен запутать дизайнера. Так, у люминесцентных ламп и у белых светодиодов хорошая цветопередача (Ra=80), но при этом они неудовлетворительно передают некоторые цвета.

Другой крайний случай, когда индекс цветопередачи более 90 — в этом случае некоторые цвета воспроизводятся неестественно насыщенными.

Лампы выходят из строя. Кроме того, световой поток лампы уменьшается в процессе работы. Срок службы — основной эксплуатационный параметр источников света.

Проектируя осветительную установку нельзя забывать об обслуживании, т. к. частая замена ламп увеличивает стоимость эксплуатации и вносит дискомфорт.

Лампы накаливания

Вольфрамовая спираль в колбе разогревается под действием электрического тока. Для сокращения скорости распыления вольфрама и соответственно увеличения срока службы лампы колба наполняется инертным газом. По принципу действия лампа накаливания относится к тепловым источникам света, т. е. значительная доля потребляемой энергии расходуется на тепловое и инфракрасное излучение.

Типичная для ламп накаливания световая отдача 10–15 лм/Вт, а срок службы редко превышает 2000 часов. Достоинства этих ламп: низкая цена и качество света (Т_цв=2700, Ra=100). Сплошной спектр качественно воспроизводит цвета окружающих предметов. Лампы накаливания постепенно вытесняются разрядными источниками света и светодиодными лампами.

Галогенные лампы накаливания

Добавление галогенов в колбу лампы накаливания и использование кварцевого стекла позволили сделать серьезный шаг вперёд, получив новый класс источников света — галогенные лампы накаливания. Световая отдача современных ГЛН составляет 30 лм/Вт. Типичное значение цветовой температуры света 3000К и индекс цветопередачи 100. «Точечная» форма источника света с помощью отражателей даёт управлять пучком света.

Получающийся при этом искристый свет определил приоритет таких ламп в интерьерном дизайне, где они заняли лидерство. Ещё одно преимущество в том, что количество и качество света лампы постоянно на протяжении срока службы. Популярны низковольтные «галогенки» мощностью 10–75 Вт с отражателем, который фокусирует луч в угле 10–40°.

Недостатки ГЛН очевидны: малая световая отдача, короткий срок службы (в среднем 2000–4000 часов), необходимость использования (для низковольтных) понижающих трансформаторов. Там, где эстетический компонент важнее экономического, с ними приходится мириться.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, которая наполнена инертным газом и малым количеством ртути. При включении в трубке возникает дуговой разряд, и атомы ртути начинают излучать видимый свет и ультрафиолет. Нанесённый на стенки трубки люминофор под действием ультрафиолетовых лучей излучает видимый свет.

Основа светового потока лампы — излучение люминофора, видимые линии ртути составляют лишь малую часть. Многообразие люминофоров (смесей люминофоров) позволяет получить источники света с различным спектральным составом, который определяет цветовую температуру и индекс цветопередачи.

Люминесцентные лампы дают мягкий, равномерный свет, но его распределением в пространстве трудно управлять из-за большой поверхности излучения. Для работы люминесцентных ламп необходима специальная пускорегулирующая аппаратура. Лампы долговечны — срок службы до 20 000 часов.

Световая отдача и срок службы сделали их самыми распространёнными источниками света в офисном освещении.

Компактные люминесцентные лампы

Развитие люминесцентных ламп привели к созданию компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Это источник света похожий на миниатюрную люминесцентную, иногда с встроенным электронным пускорегулирующим аппаратом и резьбовым цоколем Е27 (для непосредственной замены ламп накаливания), Е14 и др.

Различие заключается в уменьшенном диаметре трубки и использовании другого типа люминофора. Компактная люминесцентная лампа может с успехом заменить лампы накаливания.

Разрядные лампы высокого давления

Последние разработки позволяют использовать для освещения разрядные лампы высокого давления. По ряду показателей подходят металлогалогенные (МГЛ). У этих ламп во внешней колбе размещается горелка с излучающие добавки. В горелке присутствует некоторое количество ртути, галоген (чаще йод) и атомы химических элементов (Tl, In, Th, Na, Li и др.).

Сочетание излучающих добавок достигает интересных параметров: высокая световая отдача (до 100 лм/Вт), отличная цветопередача Rа=80–98, диапазон Тцв от 3000 К до 6000 К, средний срок службы до 15 000 часов. Для работы этих ламп требуется пускорегулирующие аппараты и специальные светильники. Рекомендуется использовать эти источники для освещения помещений с большой площадью, с высокими потолками, просторных залов.

Светодиодные лампы

Светодиоды — полупроводниковые светоизлучающие приборы, называют источниками света будущего. Если говорить о современном состоянии «твердотельной светотехники», можно утверждать, что она вышла из периода младенчества. Достигнутые характеристики светодиодов (световая отдача до 140 лм/Вт, Rа=80–95, срок службы 70 000 часов) уже обеспечили лидерство во многих областях.

Диапазон мощностей светодиодных источников, реализация в лампах разных типов цоколей, управление лампами позволили в короткий срок удовлетворить растущие требования к источникам света. Главными преимуществами светодиодов остаются компактные размеры и управления цветовыми параметрами (цветодинамика).

Читайте также:

Какое бывает освещение? | Вертикальный взлёт! Vzlet.org

 

 

Значение света для деятельности человека огромно. Это связано с передачей информации из внешнего мира за счет зрения. Восприятие света предопределяет предпосылки к действию. С его помощью можно оценить цветовую палитру и форму предметов. Получить знания можно, став слушателем курсов “Энергетика”, которые преподаются в технопарке “Вертикальный Взлет”. Знания, полученные на практике, позволят детям начать реализовывать собственные проекты.

Виды освещения

Преподаватели на курсах подробно познакомят их участников с основными видами освещения. Полученные знания высоко ценятся на рынке. Занятия предусматривают развитие требуемых навыков и компетенций, которые расширяют школьную программу. В современном мире от человека требуется комплексное ведение проектов, в которых отсутствуют готовые решения и схемы. Получение необходимой базы и овладение знаниями позволят вашему ребенку занять хорошее место в обществе.

Данные типы различаются согласно источнику света, конструктивного исполнения и функций. В их числе присутствует естественное освещение. Оно основано на свете, который исходит из неба. С его помощью освещается помещение светом, проникающим посредством световых проемов в конструкциях. Такой вид, откуда исходит источник света, различается, как боковое (свет попадает благодаря проемам в стенах), верхнее (здание освещается благодаря фонарям) и комбинированное (сочетает оба типа).

Искусственное предполагает использование источников искусственного света. Они необходимы, если естественного света не достаточно. Этот тип подсветки бывает рабочим, применяемый в каждом помещении и открытой местности, на которой осуществляется проход людей и перемещается транспорт. Раздельное управление этим видом подсветки происходит относительно помещений, которые имеют различные условия освещения.

Если на объектах разного предназначения имеет место выключение света, которое является непредвиденным, то пользуются аварийным освещением. За счет него, возможно, эвакуировать людей или не останавливать рабочий процесс на производстве даже при отключении света. Такой тип снижает опасность травматизма и не позволяет нарушать технологический процесс. Этот тип подразделяется на освещение безопасности, которое позволяет выполнять сотрудникам работы, несмотря на непредвиденное выключение света. Данный тип обязателен для таких объектов, как электростанции, диспетчерские пункты. В случае аварийного выключения света используется эвакуационное освещение. Его обязательно предусматривают на участках, в которых создается опасность, связанная с проходом людей. К таким относятся проходы, лестницы, которые нужны, чтобы эвакуировать людей. Также этот тип нужен в помещениях, производящих продукцию, но в них не предусмотрено естественное освещение.

Охранное применяется вдоль территориальных границ, которые охраняются ночью. Его целесообразно использовать, если отсутствуют специально предназначенные средства охраны. В этом плане можно пользоваться разнообразными источниками света. Исключением служит включение данного вида освещения в момент, при котором срабатывает охранная сигнализация. В этих ситуациях могут быть использованы лишь лампы накаливания.

В нерабочие часы задействуется дежурное освещение. Специалисты разъясняют, что в этом случае не нормирована сфера использования, равномерность и требования относительно качества. Общее освещение предполагает размещение светильников вверху помещения или относительно находящегося оборудования. Дополнительно к этому типу на рабочем месте может быть создано местное освещение. Также предусматривается комбинированное, которое объединяет данные типы подсветки. Имеется и совмещенное, которое при нехватке, исходя из требований естественного освещения, прилагается искусственное.

Какой бывает свет в фотографии. часть 1

Собираем всё вместе для идеальной экспозиции

Что такое идеальная экспозиция?

Технически, каждый кадр, который мы снимаем, имеет динамический диапазон.  Динамический диапазон – это разница между самой яркой частью этого кадра и самой темной его частью. Наша матрица или плёнка тоже имеет динамический диапазон (технически это экспоширота, но не будем усложнять).

Чего мы надеемся достичь – это передача всего динамического диапазона сцены в нашей фотографии. Так чтобы и самая яркая часть изображения (например небо) не вылетала или не лишалась деталей, и самая темная часть (тени или темные области на переднем плане) не потерялась в шумах.

Иногда динамический диапазон сцены может превышать динамический диапазон нашей камеры, так что мы должны выбирать, в какой части мы хотим иметь лучшую экспозицию. Обычно на цифре лучше проработать светлые области и не дать им вылететь.  Но это может зависеть от ситуации.

Если мы снимаем портрет, мы хотим, чтобы модель была прекрасно экспонирована даже если это означает, что другие части изображения правильно экспонированы не будут. Иногда нам приходится идти на эти жертвы, раз мы не можем изменить условия съёмки или использовать дополнительное освещение.

Фото на первом примере переэкспонировано. Хорошо проработаны и освещены скалы, но небо и облака потеряли детали из-за переэкспонирования.

Как научиться видеть свет: Ищите контраст

В некоторых случаях при фотосъёмке вы можете использовать жёсткий свет. Благодаря ему человеческий глаз будет видеть освещённые детали, в то время как детали в тени станут малоразличимы. Используя возможности фотокамеры, вы можете подчеркнуть контраст между светлыми и темными участками изображения, сделав его более драматичным.

На фотографии, которую вы видите выше, света было достаточно, но в сцене присутствовали и тени, образуемые горами. Настроив экспозицию по лицу мужчины и сделав снимок, я получил изображение, на котором, из-за динамического диапазона камеры все неосвещенные области стали темными. Когда я показал фотографию мужчине, которого фотографировал, он оглянулся назад, потому, что не мог понять, как же фон получился таким темным. Вот она магия фотографии, друзья!

Цветовая температура

Одной из наиболее распространенных проблем при использовании смешанного освещения, особенно при включении в световой ансамбль электронной вспышки, является несоответствие цветовой температуры. Естественный солнечный свет имеет цветовую температуру около 5600K, в то время как светильники с лампами накаливания обычно около 3200K.

Это означает, что при съемке на улице необходимо установить баланс белого примерно на 5000 — 5750 Кельвин. Таким образом, полученное изображение будет похоже на то, что вы видите невооруженным глазом. Например, если установить баланс белого на 3000 К, все будет выглядеть очень синим (нет ничего хуже белого свадебного платья синего цвета!).

То же самое верно при съемке в помещении с включенными лампами. Цветовая температура, необходимая для съемки этого изображения, составляет около 3200K, но если вы снимаете его с балансом белого, установленным на 5650K, вы получите изображение, выглядящее очень оранжевым.

f / 5,6, ISO 3200, 1/80, объектив 24-70 мм

Самая важная вещь, которую нужно помнить, это снимать с правильной настройкой баланса белого.

Тем не менее, при использовании смешанного освещения вы все равно получите цветовое неравенство. Вот три способа решить эту проблему, в зависимости от того, что вам требуется для ваших изображений.

Вы можете настроить баланс белого при постобработке при условии, что вы снимаете в формате RAW (снимать с серой картой или указывать цветовую температуру при настройке баланса белого).

Используйте гели (цветные фильтры) для вашего искусственного освещения, чтобы соответствовать температуре окружающего пространства.

Замените лампочки в ваших комнатных на лампы, которые соответствуют температуре солнечного света.

Что касается меня, я пытаюсь сопоставить то, что я вижу в реальной жизни, с результатами изображений. Делаю это, как правило, при постобработке.

Я надеюсь, что эта небольшая статья помогла вам понять окружающий свет в фотографии, а также как сбалансировать свет при работе со смешанным освещением.

Хотите знать больше о полезном для фотографа свете? Приходите на наш самый понятный курс для начинающих фотографов. И научитесь делать отличные снимки под чутким контролем преподавателя! Чтобы ознакомиться с курсом кликните по баннеру ниже.

Перевод: profotovideo.ru

Съемка мероприятий и событий

Окружающий свет — ваш лучший друг, когда дело доходит до съемки событий. Свадьбы и вечеринки как правило наполнены людьми. Однако часто места для светового оборудования на подобных мероприятиях нет, и фотографу часто приходится полагаться только на камеру и вспышку, чтобы запечатлеть эти события.

f / 2.8, ISO 3200, 1/100 мощность вспышки 1/32 Объектив 24-70 мм

 Использование окружающего света является ключом к созданию атмосферы в зале и атмосферы самой вечеринки. Это означает, что фоновые огни, такие как гирлянды, настенные светильники и т. д. должны быть использованы при съемке.

Именно из-за таких огней сцена будет иметь глубину на фото, а не плоский темный фон. Мои стандартные настройки для съемки мероприятий колеблются между f/4 — 5.6, ISO приходится задирать довольно высоко, особенно в помещениях, в темных местах около 3200 — 6400, а выдержку приходится использовать довольно длинную, около 1/60, реже 1/100.

f / 5,6, ISO 3200, выдержка 1/100 объектив 70 — 200 мм

 Последнее, что захочет сделать опытный фотограф — это убить окружающий свет и атмосферу, используя вспышку, настроенную на большую мощность импульса для усиления и так слабого освещения, особенно в тех случаях, когда сухой лед используется для создания эффектов дыма и разноцветного освещения для атмосферы вечеринки.

Вы не хотите полностью уничтожать эту атмосферу лишь для того, чтобы осветить лица ваших объектов съемки.

f / 8, ISO 2000, 1/30, объектив 24-70 мм, внешняя вспышка вне камеры

 Балансировка мощности вспышки и выдержки затвора является ключом к получению подобных изображений, а также к включению окружающего освещения в кадр.

f / 5,6, ISO 3200, 1/125-я, объектив 24-70 мм со вспышкой вне камеры

f / 5.6, ISO 2500, 1/60, объектив 70 — 200 мм со вспышкой вне камеры и со вспышкой на камере

Научиться правильно работать со светом вспышки и сочетать его с окружающим светом вам поможет обучающий курс Домашняя-мобильная фотостудия для новичка, ознакомиться с курсом можно кликнув по баннеру ниже.

Вы можете использовать окружающий свет на заднем плане для создания силуэтов.

На фото ниже, на балконе не было света. Я использовал свет внутри здания, чтобы создать силуэт одного из гостей.

f / 11, ISO 2000, 1/200, объектив 24-70 мм

Предисловие

Я полагаю, что есть три типа фотографов: «технари», «художники», и те, которые сочетают в себе хорошее художественное видение с техническими знаниями для достижения этого видения.   Ни один из этих типов не является правильным или неправильным. Они просто отличаются подходом и техникой работы.

Первым фотографом, обучением которого я занимался, была удивительная художница. Она умела видеть вещи как никто другой. Она также была ненасытным учеником и попросила меня о помощи в технических аспектах, желая совершенствоваться.

Я начал фонтанировать всеми цифрами, теориями и науками. Её реакция? «Помедленнее, моя голова не переваривает это».  И она была права.  Люди с художественными наклонностями думают иначе, их мозг вычисляет иначе, чем у тех, которые думают более аналитически и научно.

Мне нужно было изменить свои методы обучения, чтобы соответствовать образу её мыслей. Это же я буду делать в данной статье – объяснять технику без математики, цифр и теорий.

Кстати, эта ученица сегодня одна из лучших портретных фотографов в своем штате (а я так думаю, что и во всем мире), и я очень горжусь ею.  Она вдохновляет меня каждый день.

Ранним утром до восхода солнца и во время рассвета

Ранним утром вы увидите, как свет меняется от холодного синего до красного, оранжевого и желтого. Он измениться от мягкого без тени света до такого, который придает форму и текстуру всему, чего касается. Если погода правильная, то в конце дня вы будете свидетелем того же процесса в обратном направлении – перехода от теплых до холодных оттенков!

Начинающие фотографы стараются фотографировать фактический восход или закат. Вместо этого попробуйте посмотреть, как солнце ложится на деревья или растения или лицо и одежду человека. Когда солнце низко в небе, оно создает великолепные формы и текстуры. На пляже посмотрите на текстуру песка, форму скал и раковин, разбросанных повсюду

Времена года

Ваши наблюдения за светом расскажут вам о многом. Я думаю, вы начнете видеть то, что я не вижу. Я очень надеюсь на это. Еще одна вещь, которую вы можете заметить, — это то, что свет меняется и в течение года.

Например, меняется положение солнца в небе. Летом здесь, в южном Онтарио, солнце поднимается прямо у моей задней двери, обращенной на восток. Приходите в ноябре, этот же огненный шар поднимается примерно на 45 градусов дальше на юг или справа от меня. Таким образом, теперь он освещает вещи с совершенно другого угла, чем в июне, создавая различные формы и текстуры для объектов в одном и том же пространстве. Как это круто!

Еще одна часть головоломки освещения, которую я обнаружил, состоит в том, что свет становится более ясным и резким, почти за одну ночь с переходом с августа на сентябрь. Мутный воздух августа создает более мягкий свет, потому что он заполнен частицами, рассеивая свет вокруг. Когда воздух охлаждается в сентябре, он становится более свежим и более чистым, дающим нам более четкий свет. Это в южном Онтарио, но я гарантирую, что одни и те же эффекты будут возникать в свое время и вашем месте проживания.

Диафрагма

Диафрагма — это устройство, регулирующие диаметр отверстия в объективе, через которое свет попадает на матрицу. Мы можем регулировать размер этого отверстия: уменьшать или увеличивать. Через большое отверстие пройдёт больше света, через маленькое — меньше. Но с помощью диафрагмы регулируют не только поток света, но и глубину резкости на фотографии (за это отвечает Глубина Резкости Изображаемого Пространства — ГРИП). О глубине резкости мы писали в отдельном уроке, сейчас же скажем кратко. Диафрагма — один из самых доступных способов увеличить или уменьшить ГРИП при съёмке. Закрывая диафрагму, мы увеличим глубину резкости, открывая — уменьшим глубину резкости и сильнее размоем фон на снимке. Размер отверстия диафрагмы обозначается числами: чем число больше, тем меньше открыта диафрагма. Часто перед этим показателем ставится буква F. Например: F3.5, F5.6, F16. Как широко можно открыть диафрагму? Это зависит от параметров вашего объектива.

F2.8

F5.6

F8

F16

Регулировка отверстия диафрагмы в объективе и получаемые при этом фотографии. Меняя значение диафрагмы, мы можем сильнее или слабее размывать фон, увеличивать или уменьшать глубину резкости.

Часто значение максимально открытой диафрагмы объектива называют светосилой. Простые объективы имеют светосилу F3.5–5.6. Продвинутые модели имеют более высокую светосилу (F1.4, F2.8), то есть способны пропустить сквозь себя больше света и сильнее размыть фон на фотографии.

Значение диафрагмы отображается как в видоискателе, так и на экране фотокамеры (на рисунке представлен интерфейс Nikon D5300).

Поскольку с помощью разных комбинаций выдержки и диафрагмы, мы можем получать разные эффекты на фото (по-разному передавать движение, добиваться разной глубины резкости), эти параметры тесно взаимосвязаны. Поэтому выдержку и диафрагму иногда называют экспопарой.

Естественные источники света

Главный и самый очевидный из них – прямой солнечный свет. Однако помимо него существуют целых 4 разновидности природного света, которые мы не привыкли различать и называем простым словом – «пасмурно». Разумеется, фотографу будет полезно узнать подробнее, что это за типы и как с ними работать – о том, как важен свет в фотографии, напоминать излишне.

Фотографы: Команда TropicPic.

Назовем дополнительные типы естественного освещения: свет от неба, свет при сильной облачности, рассеянный свет и направленный свет в условиях облачности. Каждый из них по-своему влияет на конечный результат фотосессии.

• Свет от неба мы видим, когда солнце плотно закрыто тучей, в то время как в целом день безоблачный. Этот свет тусклый и рассеянный. Фотоснимки при таком освещении обретают голубоватый оттенок, а предметы на снимке кажутся бесформенными и не такими объемными. Вот почему в подобных условиях лучше воздержаться от съемки.
• Свет при сильной облачности (когда небо однотонное, и сложно сказать, где сейчас солнце) несколько благоприятнее для фотографа. Небо не голубое, а серое, поэтому оно не придает снимкам явственного холодного оттенка. Иногда, когда между облаками возникают зазоры, свет может приобрести направленность и подчеркнуть объем предмета съемки. Настраивая камеру перед работой, учитывайте, что освещенность в облачный день всегда слабая.

Рассеянный свет очень похож на предыдущий тип тем, что тени предметов на земле почти не видны

Однако есть важное отличие: вы легко можете найти солнце по яркому пятну среди облаков. Такой свет в фотографии весьма благоприятен

Он достаточно яркий и добавляет кадрам легкий «теплый» оттенок. Контуры и пластика предметов сохраняются без искажений. Так что можно считать этот тип освещения прекрасным вариантом для съемок на природе, особенно если вы снимаете крупным планом. Причин рассеивания света две: облачность и дымка. Первая возможна лишь днем, при условии, что слой облаков сплошной, но довольно тонкий. Тогда наклонные солнечные лучи проходят сквозь облака, рассеиваясь и частично поглощаясь. А дымка, напротив, возникает обычно ранним утром или на закате, и только изредка ее можно наблюдать днем.

Фотограф: Jeen Na.

Направленный свет в условиях облачности – непредсказуемое явление. Его можно наблюдать, когда слой облаков слишком разнородный и неупорядоченный. Например, в одном месте сгруппировались тонкие низкие облака, сквозь которые невероятно ярко просвечивает солнце, а рядом мы видим совершенно черные участки: в них тучи совсем не пропускают свет. Так нередко бывает при грозе, в сильный ветер и бурю. Особенно часто такое разнородное освещение наблюдается на морских побережьях, где ветер постоянно приносит облака самой разной формы и толщины.

Направленный свет в фотографии открывает перед оператором неограниченные возможности. Такой свет может падать под каким угодно углом, да и сам рисунок облаков может быть очень и очень разным.

Кроме того, такое освещение часто сочетается с другими эффектными явлениями: радугой, дождем, грозой, молниями (о них, кстати, я писал здесь). Работать в таких непредсказуемых условиях, согласитесь, весьма сложно. Но результат определенно того стоит.

Экспозиция и автоматика фотокамеры. Экспокоррекция.

Современные фотоаппараты самостоятельно измеряют освещённость сцены и в соответствии с её показателями настраивают параметры съёмки.
В режимах P, A, S и M возможна настройка параметров экспозиции. Во всех этих режимах съёмки, кроме «М» (ручного), мы увидим в действии принцип «если где-то убудет, то где-то прибудет». Допустим, в режиме «А» мы попробуем прикрыть диафрагму… Чтобы получить кадр нужной яркости, автоматика компенсирует закрытую диафрагму, удлинив выдержку. Поэтому, чтобы менять яркость снимков во всех режимах, кроме режима «М» (да и в режиме «М», если вы снимаете в режиме автоматического ISO), существует экспокоррекция.
То, как регулируется экспокоррекция именно на вашей камере, можно посмотреть в инструкции к ней. Как правило, это делается с помощью кнопки с «+/-»: зажимаем кнопку и крутим колёсико управления.

Далее мы рассмотрим пример настройки экспокоррекции на фотоаппарате Nikon D5300.

На экране камеры вы можете увидеть два индикатора. В жёлтой рамке отображается шкала, похожая на шкалу регулировки звука в телевизоре: если сместить индикатор в сторону минуса, кадр получится темнее; если же индикатор сдвинуть к плюсу, будет установлена положительная экспокоррекция. В зелёной рамке эти показатели отображены в цифрах.

Экспокоррекция — самый простой способ настроить яркость снимка. А выбирая нужные показатели диафрагмы или выдержки, вы сможете лучше передать сюжет на снимке: отобразить в кадре движение, размыть фон и пр.

Обычно фотоаппарат довольно точно настраивает экспозицию, и снимки получаются должной яркости. При измерении освещенности сюжета, автоматика исходит из предположения, что на сцене преобладают средние по яркости (серые) оттенки. Однако, ведь это не всегда так. Иногда мы фотографируем предмет на очень светлом или на очень тёмном фоне, в кадре преобладают не средние по яркости оттенки, а наоборот — очень светлые или очень темные. В первом случае объект съёмки может получиться тёмным, во втором — слишком светлым. В таких ситуациях стоит применить экспокоррекцию, исправив яркость фото.

Фотография сделана на светлом фоне заснеженных гор. Кадр получился темноватым. Самое время внести положительную экспокоррекцию.

NIKON D810 / 70.0-200.0 mm f/4.0 УСТАНОВКИ: ISO 80, F6.3, 1/125 с, 70.0 мм экв.

Экспокоррекция +1EV позволила сделать кадр достаточно ярким.

NIKON D810 / 70.0-200.0 mm f/4.0 УСТАНОВКИ: ISO 80, F6.3, 1/60 с, 70.0 мм экв.

Съемка портретов

Окружающее освещение — это лишь дополнительная опция для фотографа и неважно какой он искусственный или естественный

Слева: f / 2,8, ISO 1000, 1/100 объектив 24–70 мм. (Свет от окна) Справа: f / 4, ISO 400, 1/125-я (со вспышкой вне камеры)

 При съемке портретов окружающий свет может быть солнечным светом, проникающим через окно. Чтобы сделать такой снимок, фотографу понадобится только камера. Однако на помощь могут прийти такие аксессуары как отражатель, рассеиватель, а также и рулонный фон если стена не соответствует вашей задумке.

Слева: f / 2,8, ISO 1000, 1/100 объектив 24–70 мм (Свет от окна).  Справа: f / 4, ISO 400, 1/125-я со вспышкой вне камеры

И наоборот, фотограф может вообще не использовать окружающий свет, а использовать только электронные вспышки как источники света.

Солнечный свет от окон обычно не настолько интенсивный (хотя это будет зависеть от размера окон и положения солнца). Но как правило, в помещении он не такой интенсивный, как электронные вспышки, поэтому если вы не хотите, чтобы он был в кадре, зачастую нет необходимости его блокировать (закрывать шторы). Свет вспышки способен подавить (сделать невидимым для камеры) естественный свет из окон или же оставить его незначительную часть там, где это нужно. Результат зависит от настроек, фотокамеры и вспышек, используемых фотографом.

Изображения слева выше были сняты с использованием естественного света, поступающего из окна, но рассеянного при помощи рассеивающей панели (панель можно заменить, повесив на окно тюль), а также был использован отражатель для усиления теней. Изображения справа были сняты с использованием электронной вспышки в софтбоксе. Мои стандартные настройки для портретных снимков: f / 2,8 — f / 4, ISO 200 — ISO 400, выдержка 1/100 — 1/160.

Как выставить жесткий свет в студийных условиях

Обычно, если жесткий свет необходим для реализации задумки автора, то он выставляется принудительно с помощью разных источников освещения. Чаще используется студия, где в качестве осветительных приборов имеются стойки со вспышками или постоянным освещением. Будет это портрет или предметный жанр – проще его реализовать именно в фотостудии. Если же съемка в студии недоступна, то самые популярные схемы можно реализовать и в домашних условиях, заменив вспышки и прожектора на подручные средства. Рассмотрим основные световые схемы для получения жесткого освещения в студии или дома.

Использование одного источника света

Самый простой способ получения жесткого освещения – использовать всего один осветительный прибор. Но и здесь не все однозначно. К примеру, если использовать накамерную (внешнюю) вспышку, выставив ее мощность на максимум и направив в потолок, результат будет обратный. Источником здесь выступит уже не вспышка, а именно потолок с отраженным от него светом, который будет уже мягким, так как площадь потолка рассеет его равномерно по всей комнате. Поэтому использовать внешнюю вспышку нужно на расстоянии от объекта и направленно на него (мощность выбирать в зависимости от требуемого результата). Как сымитировать такую простейшую схему дома без вспышки? Используйте настольную лампу. Свет от нее будет менее сильный, придется компенсировать светочувствительностью фотокамеры или выдержкой затвора. В последнем случае, возможно, придется использовать штатив (даже рекомендовано при предметной съемке). Использовать один источник рекомендуется со стороны фотографа, в стороне под углом 45 градусов относительно фотографа или сбоку перпендикулярно оси фотоаппарата.

Использование двух источников освещения

Вторым вариантом является использование двух источников, что более профессионально. Выставить аппаратуру и настроить мощность при использовании вспышки очень трудно, так как мы не наблюдаем результат в режиме «онлайн». Поэтому в целях обучения лучше для начала поэкспериментировать на постоянном свете. Вариант расстановки основывается на том, что основной осветительный прибор используется подобно предыдущему варианту, а второй источник освещения – с меньшей как минимум в два раза мощностью – слегка корректирует направление теней и используется сбоку от модели (объекта съемки).

Использование трех источников освещения

Это самый профессиональный вариант. Все как во втором варианте, но добавляется фоновый свет. Его задача – отделить объект от фона. Остальное по известному принципу – рисующий (основной) – самый яркий, заполняющий – на уровне одной четвертой от мощности рисующего. Дополнительные (кроме рисующего) осветительные приборы призваны только добавить профессионализма в фотографию, они не должны сильно смягчать тени. Их мощность должна оставаться на уровне, позволяющим считать получаемое освещение жестким.

Разновидности освещения

В фотографии под освещением понимается то, как свет падает на объект съемки. При попадании светового потока на объект создаются участки: освещенные и затененные. Благодаря этому появляется контраст, что позволяет отобразить на снимке реальную форму. От его типа зависит четкость или размытость падающих теней, то, насколько объемным объект будет выглядеть, различимость небольших деталей. Каждая разновидность подходит для различных целей, создает эффект, подходящий для конкретного типа съемки.

Существует пять типов освещения:

1. Рисующее;
2. Заполняющее;
3. Контровое;
4. Фоновое;
5. Моделирующее.

Ниже разберем, каким образом и для достижения какого эффекта используется каждый тип.

Контакт играет ключевую роль.

Крайне важно — то, как Вы взаимодействуете с моделью. Убедитесь в том, что между Вами есть контакт, прежде, чем начинать съемку

Разговоры, обсуждение идей съемки — это должно обеспечить взаимопонимание, без которого цель не может быть достигнута.

Когда Вы снимаете, не думайте, что Ваша модель обладает сверхъестественными способностями и читает Ваши мысли. Она не будет знать, что Вы хотите, как себе представляете и что ждете от нее, если Вы не скажете об этом. Если Вы хотите запечатлеть какую-то особую форму, не стесняйтесь демонстрировать модели пример позы.

Некоторые практические рекомендации действительно помогают, хотя бывают и такие объекты, которые не выносят, когда им указывают, как делать их работу! Кроме того, помните, модель работает на съемках больше, чем Вы, и устает тоже больше. Делайте перерывы.

Затените объектив, чтобы предотвратить засветку

Паразитная засветка, возникающая в результате прямого попадания света на переднюю линзу объектива, может стать серьезной проблемой при съемке в контровом свете, особенно когда источник света очень сильный. Засветка может уменьшить контраст снимка, добавить странные цветовые оттенки и даже привнести в ваши фотографии «космические корабли пришельцев» (продолговатые цветные пятна, вызванные чрезмерной засветкой). Как правило, можно скрыть объектив от прямого света, используя бленду объектива, руку или что-то удобное, например шляпу. Убедитесь, что прямой свет не попадает на линзу объектива, так же не перестарайтесь, следите, чтобы ваши руки не попали в кадр!

Для этого кадра, на котором запечатлен медведь гризли, я решил показать силуэт медведя сохраняя детали только по краю его шерсти и капли воды все это освещено контровым светом. Все это привело к упрощенному и таинственному представлению сцены. Несмотря на то, что использовался полуденный свет, который, как предполагает традиционная мудрость, имеет ограниченную полезность для фотосъемки природы, контровая подсветка, тем не менее, оказывается эффективной. Я использовал бленду объектива, чтобы свет не попадал прямо на переднюю линзу объектива. В результате получилось четкое, резкое и ярко освещенное изображение.

Национальный парк и заповедник Озеро Кларк, США. Камера Canon EOS 5D Mark II, объектив Canon EF 100-400 мм f / 4,5-5,6L IS USM, ISO 800, f / 5,6, 1/2500 секунды.

Как использовать жесткий свет в фотографии

Особенность состоит в том, что в результате его использования поверхность объекта раскрывает все свои текстуры. Это придает фотографии контрастности и драматичности. В случае с портретами, когда в классическом варианте их принято снимать при мягком освещении, скрывая шероховатости и недостатки кожи, жесткий свет часто используется в картинах (фотографиях) мужчин. Брутальность мужского портрета часто передают именно при помощи жесткого освещения.

Однако немало фотографов любят выставлять такое освещение и при фотографировании женщин. Портреты женщин в таком случае выглядят ярко и вызывающе. Все зависит от стиля фотографии. К примеру: женщина в сельской местности обычно предстает в мягких лучах предзакатного солнца, тени мягкие. Такие фотографии призваны вызвать улыбку на лице, трепет и теплоту, здесь не применимы источники освещения, которые создают резкие тени. Другой случай – постановочная фотография бизнес-woman в деловом костюме. Такие кадры часто рождаются в студии, при этом используется пара источников освещения, главный источник много ярче заполняющего, что создает яркие цвета, подчеркнутые черты, резкие тени. Строгость, напористость, принципиальность – вот что хочет передать автор в такой фотографии. Здесь костюм и другие атрибуты дополняются именно жестким светом.

Нередко такой прием в фотографии используется в предметной съемке, натюрмортах, снимках еды – везде, где важно передать текстуру. В данном случае используется не один осветительный прибор, но соблюдается принцип точечного освещения

Акцент на детали, требующие передачи характера поверхности объекта съемки обычно важен в предметной фотографии.

Какую историю вы хотите рассказать?

Я много фотографирую города на рассвете; на данный момент это мой основной предмет. Хотя рассветы становятся очень повторяющимися в фотографии. Зачастую это так красиво, но сколько эпических восходов солнца можно сфотографировать? Поэтому одним из моих любимых занятий является сопоставление красивого, эфирного света на восходе солнца с боке и старых, разрушающихся элементов в городах.

Вид на древность, Стамбул на рассвете.

Я думаю, это говорит о многом. Дающий надежду свет зари и тяжелое ощущение городской сцены, и ощущение человеческого вмешательства.

Мне также нравится фотографировать рассветы, когда уличные фонари еще включены. Это сочетание лучшего света, который производит природа, и функционального света, который создан человеком для наших городов, является очень интересным объектом для экспериментов. Свет рассказывает гораздо больше о том, где вы находитесь – он помогает рассказать историю вашего объекта.

Последний свет на надгробиях, Страуд, Англия.

На фотографии выше изображено кладбище во второй половине дня в зимнее время. Я заметил, что солнце начинает садится, и понял, что следует немного подождать, и солнце будет расположено идеально между деревьями, освещая надгробия

Этот поток света через деревья длился всего минуту или две, но это показывает, как важно обращать внимание на свет, и вы начнете предвидеть, как он поведет себя дальше и как повлияет на ваши фотографии. Без этого потока света сцена была бы на самом деле очень скучной

Заполняющее

Такая разновидность света полностью соответствует своему названию: свет будто бы заполняет все пространство между объектом и фотоаппаратом. Чтобы создать этот вид освещения, необходимо разместить световой источник на прямой от фотоаппарата к модели. Зачастую заполняющий свет используется в паре с рисующим, в таком случае он освещает все фронтальные участки, куда рисующий не попадает. От силы светового потока напрямую зависит контрастность фотографии.

Когда такое освещение применяется, как самостоятельное, оно становится тональным. Это значит, что заполняющим светом определяется лишь тональность фотографии, тени на нем практически отсутствуют. Таким образом, характер изображения можно передать исключительно с помощью регулировки мощности светового потока и цветового решения самого кадра, не отдавая главную роль контрасту. Придать положительный характер фотографии можно с помощью ярких и светлых объектов, мощного светового потока. Чтобы вызвать у зрителя противоположные эмоции, следует сделать все наоборот.

В общем, заполняющий свет следует использовать в тех случаях, когда нужно смягчить контраст от рисующего. Такой вид освещения отлично подходит для создания портретов, так как делает светотеневые переходы плавными, объемы более выразительными, а также придает реалистичности.

Плюсы:

• Возможность контролировать тональность фотографии;
• Мягкие светотеневые переходы;
• Выразительность объемов.

Минусы:

Минимальное количество теней при одиночном использовании.

Основные факторы, из-за которых свет становится жестким

Из вышесказанного можно выделить два основных фактора, которые являются причиной жесткого света. Устранение этих факторов помогает смягчить свет, напротив, если требуются резкие тени, то нужно добиться наличия этих двух составляющих:

• Источник освещения должен быть меньше, чем снимаемый объект. Лампочка или вспышка при фотографировании человека, даже солнце (учетом расстояния до него) может являться и является в ясную погоду жестким источником освещения;
• Расстояние до объекта. Чем дальше свет, тем он точечнее и жестче. Солнце, как пример подходит идеально – расстояние до земли большое, поэтому более сильного источника жесткого света, чем солнце в зените придумать трудно.

Но что происходит, если на улице полдень, солнце высоко, но оно скрыто за тучами, когда небо пасмурное? В таком случае облака и тучи выступают огромным рассеивателем солнечных лучей, делая освещение более мягким.

Какого цвета свет?

«Свет, первый феномен мира, раскрывает перед нами дух и живую душу этого мира через цвет» Иоганнес Иттен

Цвет света производится тогда, когда белый свет разделяется призмой на цвета радуги. Также создается искусственный эффект, создаваемый отражением и отбиванием света от множества предметов.

Для меня цвет является вторым по важности инструментом в моих фотографиях. И понимание цвета света – это отличное начало для использования света и цвета в ваших композициях

Сравните цвет света в следующих трех изображениях.

Рассвет над Долиной Смерти, Калифорния

Закат над Босфором, Стамбул, Турция

Около станции Hackney Wick на рассвете, Лондон.

Свет всегда имеет цвет – даже если это пронзительно белый. И это влияет на цвет объекта.

Что такое свет? — Обзор свойств света

Свет, или видимый свет, обычно относится к электромагнитному излучению, которое может быть обнаружено человеческим глазом. Весь электромагнитный спектр чрезвычайно широк, от радиоволн низкой энергии с длинами волн, измеряемыми в метрах, до гамма-лучей высокой энергии с длинами волн менее 1 x 10 ^-11 метров. Электромагнитное излучение, как следует из названия, описывает колебания электрических и магнитных полей, переносящих энергию со скоростью света (которая составляет ~ 300 000 км / сек через вакуум).Свет также можно описать в терминах потока фотонов, безмассовых пакетов энергии, каждый из которых движется с волнообразными свойствами со скоростью света. Фотон — это наименьшее количество (квант) энергии, которое может быть перенесено, и именно осознание того, что свет перемещается дискретными квантами, было источником квантовой теории.

Рис. 1: Электромагнитный спектр, выделяющий узкое окно видимого света, которое может обнаружить человеческий глаз.

Видимый свет по своей сути не отличается от других частей электромагнитного спектра, за исключением того, что человеческий глаз может обнаруживать видимые волны.Фактически это соответствует только очень узкому окну электромагнитного спектра, в диапазоне от примерно 400 нм для фиолетового света до 700 нм для красного света. Излучение ниже 400 нм называется ультрафиолетовым (УФ), а излучение длиной более 700 нм называется инфракрасным (ИК), ни одно из которых не может быть обнаружено человеческим глазом. Однако передовые научные детекторы, такие как производимые Andor, могут использоваться для обнаружения и измерения фотонов в гораздо более широком диапазоне электромагнитного спектра, а также до гораздо меньших количеств фотонов (т.е. гораздо более слабый уровень освещенности), чем может обнаружить глаз.

Как свет взаимодействует с материей?

Люди не случайно «видят» свет. Свет — это наше основное средство познания окружающего мира. Действительно, в научном контексте обнаружение света — очень мощный инструмент для исследования Вселенной вокруг нас. Когда свет взаимодействует с материей, он может изменяться, и, изучая свет, который возник или взаимодействовал с материей, можно определить многие свойства этой материи.Например, изучая свет, мы можем понять состав звезд и галактик, находящихся на расстоянии многих световых лет, или наблюдать в реальном времени за микроскопическими физиологическими процессами, происходящими в живых клетках.

Материя состоит из атомов, ионов или молекул, и именно благодаря их взаимодействию со светом возникают различные явления, которые могут помочь нам понять природу материи. Атомы, ионы или молекулы имеют определенные уровни энергии, обычно связанные с уровнями энергии, которые могут удерживать электроны в веществе.Свет иногда генерируется материей, или, чаще, фотон света может взаимодействовать с энергетическими уровнями разными способами.

Рис. 2 — Пример диаграммы Яблонски, иллюстрирующий переходы между различными энергетическими состояниями молекул после взаимодействия с фотоном.

Мы можем представить энергетические уровни материи в схеме, известной как диаграмма Яблонского, представленной на рисунке 2. Атом или молекула в самом низком энергетическом состоянии, известном как основное состояние, может поглотить фотон, что позволит атому или молекула должна быть поднята до состояния более высокого уровня энергии, известного как возбужденное состояние.Следовательно, вещество может поглощать свет характерных длин волн. Атом или молекула обычно остается в возбужденном состоянии только в течение очень короткого времени и релаксирует обратно в основное состояние с помощью ряда механизмов. В показанном примере возбужденный атом или молекула первоначально теряет энергию не из-за испускания фотона, а вместо этого релаксирует в промежуточное состояние с более низкой энергией из-за внутренних процессов, которые обычно нагревают вещество. Затем промежуточный энергетический уровень релаксирует до основного состояния за счет испускания фотона с меньшей энергией (с большей длиной волны), чем фотон, который был первоначально поглощен.

Как мы изучаем материю с помощью света?

Поскольку фотоны, которые либо поглощаются, либо испускаются материей, будут иметь характерную энергию, когда свет, который взаимодействует с веществом, впоследствии разделяется на составляющие его длины волн с помощью спектрографа, полученная спектральная сигнатура говорит нам огромное количество информации о самой материи. . Широкая область спектроскопии включает множество спектроскопических методов, таких как рамановская спектроскопия, спектроскопия поглощения / пропускания / отражения, атомная спектроскопия, спектроскопия лазерного пробоя (LIBS) и спектроскопия нестационарного поглощения, предоставляя массу полезной информации о научных свойствах атомов и молекул, а также способность очень точно идентифицировать присутствие и количественно определять количество таких материалов в образце.

Узнайте больше о передовых методах обнаружения света

световых | Определение, свойства, физика, характеристики, типы и факты

Свет , электромагнитное излучение, которое может быть обнаружено человеческим глазом. Электромагнитное излучение происходит в чрезвычайно широком диапазоне длин волн, от гамма-лучей с длинами волн менее примерно 1 × 10 ⁻¹¹ метра до радиоволн, измеряемых в метрах. В этом широком спектре длины волн, видимые для человека, занимают очень узкую полосу, от примерно 700 нанометров (нм; миллиардных долей метра) для красного света до примерно 400 нм для фиолетового света.Спектральные области, прилегающие к видимому диапазону, часто также называют световыми, инфракрасными с одной стороны и ультрафиолетовыми с другой. Скорость света в вакууме — фундаментальная физическая константа, принятое в настоящее время значение которой составляет точно 299 792 458 метров в секунду, или около 186 282 миль в секунду.

видимый спектр света

Когда белый свет распространяется призмой или дифракционной решеткой, появляются цвета видимого спектра. Цвета различаются в зависимости от длины волны.У фиолетового цвета самые высокие частоты и самые короткие длины волн, а у красного — самые низкие частоты и самые длинные волны.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Британская викторина

27 правильных или ложных вопросов из самых сложных викторин по науке «Британника»

Что вы знаете о Марсе? Как насчет энергии? Думаете, будет проще, если вам придется выбирать только истину или ложь? Узнайте, что вы знаете о науке, с помощью этой увлекательной викторины.

Нет однозначного ответа на вопрос «Что такое свет?» удовлетворяет множество контекстов, в которых свет переживается, исследуется и используется. Физика интересуют физические свойства света, художника — эстетическая оценка визуального мира. Через зрение свет является основным инструментом восприятия мира и общения в нем. Свет от Солнца согревает Землю, определяет глобальные погодные условия и инициирует поддерживающий жизнь процесс фотосинтеза.В самом большом масштабе взаимодействие света с материей помогло сформировать структуру Вселенной. Действительно, свет открывает окно во Вселенную, от космологического до атомного масштаба. Почти вся информация об остальной Вселенной достигает Земли в виде электромагнитного излучения. Интерпретируя это излучение, астрономы могут получить представление о самых ранних эпохах Вселенной, измерить общее расширение Вселенной и определить химический состав звезд и межзвездной среды.Подобно тому, как изобретение телескопа резко расширило возможности исследования Вселенной, изобретение микроскопа открыло замысловатый мир клетки. Анализ частот света, излучаемого и поглощаемого атомами, был основным импульсом для развития квантовой механики. Атомная и молекулярная спектроскопия по-прежнему является основным инструментом для исследования структуры материи, обеспечивая сверхчувствительные тесты атомных и молекулярных моделей и способствуя изучению фундаментальных фотохимических реакций.

Солнце

Солнце светит из-за облаков.

© Matthew Bowden / Fotolia

Свет передает пространственную и временную информацию. Это свойство лежит в основе оптики и оптических коммуникаций, а также множества связанных технологий, как зрелых, так и новых. Технологические приложения, основанные на манипуляциях со светом, включают лазеры, голографию и волоконно-оптические телекоммуникационные системы.

В большинстве повседневных случаев свойства света можно вывести из теории классического электромагнетизма, в которой свет описывается как связанные электрические и магнитные поля, распространяющиеся в пространстве как бегущая волна.Однако этой волновой теории, разработанной в середине XIX века, недостаточно для объяснения свойств света при очень низких интенсивностях. На этом уровне необходима квантовая теория для объяснения характеристик света и объяснения взаимодействий света с атомами и молекулами. В своей простейшей форме квантовая теория описывает свет как состоящий из дискретных пакетов энергии, называемых фотонами. Однако ни классическая волновая модель, ни классическая модель частиц не описывает правильно свет; свет имеет двойственную природу, которая раскрывается только в квантовой механике.Эта удивительная дуальность волна-частица присуща всем основным составляющим природы (например, электроны имеют как частицы, так и волновые аспекты). С середины 20-го века физики считали завершенную более полную теорию света, известную как квантовая электродинамика (КЭД). КЭД объединяет идеи классического электромагнетизма, квантовой механики и специальной теории относительности.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Эта статья посвящена физическим характеристикам света и теоретическим моделям, описывающим природу света. Его основные темы включают введение в основы геометрической оптики, классические электромагнитные волны и эффекты интерференции, связанные с этими волнами, а также основополагающие идеи квантовой теории света. Более подробные и технические презентации этих тем можно найти в статьях оптика, электромагнитное излучение, квантовая механика и квантовая электродинамика. См. Также теорию относительности , чтобы узнать, как рассмотрение скорости света, измеренной в различных системах отсчета, имело решающее значение для развития специальной теории относительности Альберта Эйнштейна в 1905 году.

Теории света на протяжении истории

Теории лучей в древности world

Хотя есть явные свидетельства того, что простые оптические инструменты, такие как плоские и изогнутые зеркала и выпуклые линзы, использовались рядом ранних цивилизаций, древнегреческим философам обычно приписывают первые формальные предположения о природе света.Концептуальные препятствия, связанные с различением человеческого восприятия визуальных эффектов и физической природы света, препятствовали развитию теорий света. В этих ранних исследованиях доминировало созерцание механизма зрения. Пифагор ( c. 500 до н. Э.) Предположил, что зрение вызывается визуальными лучами, исходящими из глаза и поражающими объекты, тогда как Эмпедокл ( c. 450 до н. Э.), Похоже, разработал модель зрения, в которой свет испускался как предметы и глаз.Эпикур ( c. 300 до н. Э.) Считал, что свет излучается источниками, отличными от глаза, и что зрение возникает, когда свет отражается от объектов и попадает в глаз. Евклид ( c. 300 до н. Э.) В своей работе Optics представил закон отражения и обсудил распространение световых лучей по прямым линиям. Птолемей ( c. 100 CE) предпринял одно из первых количественных исследований преломления света при его переходе от одной прозрачной среды к другой, составив таблицы пар углов падения и пропускания для комбинации нескольких сред.

Пифагор

Пифагор, портретный бюст.

© Photos.com/Jupiterimages

С упадком греко-римского царства научный прогресс переместился в исламский мир. В частности, аль-Махмун, седьмой аббасидский халиф Багдада, основал Дом мудрости (Байт аль-Хикма) в 830 году нашей эры для перевода, изучения и улучшения эллинистических научных и философских работ. Среди первых ученых были аль-Хваризми и аль-Кинди. Аль-Кинди, известный как «арабский философ», расширил концепцию прямолинейного распространения световых лучей и обсудил механизм зрения.К 1000 г. от пифагорейской модели света отказались, и появилась лучевая модель, содержащая основные концептуальные элементы того, что сейчас известно как геометрическая оптика. В частности, Ибн аль-Хайтам (латинизированный как Альхазен) в книге Китаб ал-маназир ( c. 1038; «Оптика») правильно отнес зрение к пассивному восприятию световых лучей, отраженных от объектов, а не к активному излучению. световых лучей из глаз. Он также изучил математические свойства отражения света от сферических и параболических зеркал и нарисовал подробные изображения оптических компонентов человеческого глаза.Работа Ибн аль-Хайсама была переведена на латынь в 13 веке и оказала большое влияние на францисканского монаха и натурфилософа Роджера Бэкона. Бэкон изучал распространение света через простые линзы и считается одним из первых, кто описал использование линз для коррекции зрения.

Роджер Бэкон

Английский философ-францисканец и реформатор системы образования Роджер Бэкон, изображенный в его обсерватории во францисканском монастыре, Оксфорд, Англия (гравюра около 1867 года).

© Photos.com/Thinkstock

BBC — Земля. Из чего состоит луч света?

Свет — это то, что позволяет нам понять мир, в котором мы живем. Наш язык отражает это: после ощупывания в темноте мы видим свет и рассветы понимания.

Тем не менее, свет — одна из тех вещей, которые мы не склонны понимать. Если бы вы увеличили изображение луча света, что бы вы увидели? Конечно, свет движется невероятно быстро, но что же движет им? Многим из нас было бы трудно объяснить.

Так не должно быть. Свет определенно озадачивал величайшие умы на протяжении веков, но знаменательные открытия, сделанные за последние 150 лет, лишили свет его тайны. На самом деле мы более или менее знаем, что это такое.

Сегодняшние физики не только понимают природу света, но и учатся управлять им с все большей точностью, а это означает, что вскоре свет можно будет использовать удивительными новыми способами. Это одна из причин, по которым Организация Объединенных Наций провозгласила 2015 год Международным годом света.

Есть много способов описать свет. Но это может помочь начать с этого: свет — это форма излучения .

Только в конце девятнадцатого века ученые открыли точную идентичность светового излучения

Надеюсь, это имеет некоторый смысл. Все мы знаем, что слишком много солнечного света может вызвать рак кожи. Мы также знаем, что радиационное воздействие может повысить риск развития некоторых форм рака, поэтому совместить их несложно.

Но не все формы излучения одинаковы. Только в конце девятнадцатого века ученые открыли точную идентичность светового излучения.

Странно то, что это открытие произошло не в результате изучения света. Вместо этого он появился в результате десятилетий работы над природой электричества и магнетизма.

Электричество и магнетизм кажутся совершенно разными вещами. Но такие ученые, как Ганс Кристиан Эрстед и Майкл Фарадей, установили, что они глубоко связаны.

Эрстед обнаружил, что электрический ток, проходящий через провод, отклоняет стрелку магнитного компаса. Между тем, Фарадей обнаружил, что перемещение магнита рядом с проводом может генерировать электрический ток в проводе.

Максвелл показал, что электрические и магнитные поля распространяются как волны.

Математики того времени начали использовать эти наблюдения для создания теории, описывающей это странное новое явление, которое они назвали «электромагнетизмом».Но полная картина возникла только после того, как Джеймс Клерк Максвелл рассмотрел проблему.

Вклад Максвелла в науку огромен. Альберт Эйнштейн, которого вдохновил Максвелл, сказал, что он навсегда изменил мир. Среди прочего, его расчеты помогли объяснить, что такое свет.

Максвелл показал, что электрические и магнитные поля распространяются как волны, и что эти волны движутся по существу со скоростью света. Это позволило Максвеллу предсказать, что сам свет переносится электромагнитными волнами, а это означает, что свет является формой электромагнитного излучения .

В конце 1880-х годов, через несколько лет после смерти Максвелла, немецкий физик Генрих Герц стал первым, кто официально продемонстрировал правильность теоретической концепции Максвелла об электромагнитной волне.

В 1861 году он представил первую долговечную цветную фотографию

«Я убежден, что если бы Максвелл и Герц дожили до эры Нобелевской премии, они наверняка разделили бы одну», — говорит Грэм Холл из Университета Абердина. Великобритания — где Максвелл работал в конце 1850-х годов.

Максвелл занимает место в анналах световой науки по другой, более практической причине. В 1861 году он представил первую долговечную цветную фотографию, созданную с использованием системы трехцветных фильтров, которая до сих пор составляет основу многих форм цветной фотографии.

Тем не менее, идея о том, что свет является формой электромагнитного излучения, не может иметь слишком большого значения. Но эта идея помогает объяснить то, что мы все понимаем: свет — это спектр цветов .

Это наблюдение восходит к работе Исаака Ньютона.Мы видим этот цветовой спектр во всей красе всякий раз, когда радуга висит в небе, и эти цвета напрямую связаны с концепцией Максвелла об электромагнитных волнах.

Многие животные действительно могут видеть ультрафиолет, и некоторые люди тоже.

Красный свет вдоль одного края радуги — это электромагнитное излучение с длиной волны от 620 до 750 нанометров; фиолетовый свет вдоль противоположного края — это излучение с длиной волны от 380 до 450 нм.

Но электромагнитное излучение — это гораздо больше, чем эти видимые цвета.Свет с длиной волны немного больше, чем видимый нами красный свет, называется инфракрасным. Свет с длиной волны немного короче фиолетового называется ультрафиолетовым.

Многие животные действительно могут видеть ультрафиолет, и некоторые люди тоже, говорит Элефтериос Гулиельмакис из Института квантовой оптики Макса Планка в Гархинге, Германия. В некоторых случаях люди могут видеть даже инфракрасное излучение. Возможно, именно поэтому нередко и ультрафиолет, и инфракрасный свет описываются как формы света.

Любопытно, однако, что если перейти к еще более длинным или более коротким длинам электромагнитных волн, мы перестанем использовать слово «свет».

За пределами ультрафиолета длины электромагнитных волн могут быть короче 100 нм. Это царство рентгеновских и гамма-лучей. Вы не часто слышите, как рентгеновские лучи описывают как форму света.

Нет реальной физической разницы между радиоволнами и видимым светом

«Ученый не сказал бы:« Я направляю рентгеновский свет на цель ». Он сказал бы:« Я использую рентгеновские лучи. ‘, — говорит Гулиелмакис.

Между тем, выходя за рамки инфракрасного и электромагнитного излучения, длина волны простирается до 1 см и даже до тысяч километров.Эти электромагнитные волны получили знакомые названия, например, микроволны и радиоволны. Может показаться странным думать о радиоволнах, используемых в радиовещании, как о свете.

«С точки зрения физики, между радиоволнами и видимым светом нет реальной физической разницы», — говорит Гулиельмакис. «Вы бы описали их точно такими же уравнениями и математикой». Только наш повседневный язык рассматривает их как разные.

Итак, у нас есть другое определение света.Наши глаза действительно могут видеть очень узкий диапазон электромагнитного излучения. Другими словами, свет — это субъективный ярлык, который мы используем только потому, что наши чувства ограничены .

Чтобы получить больше доказательств того, насколько субъективно наше представление о свете, вспомните радугу.

Большинство людей узнают, что спектр света состоит из семи основных цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго и фиолетового. Нам даже даются удобные мнемоники и песни, чтобы их запомнить.

Посмотрите на яркую радугу, и вы, вероятно, сможете убедить себя, что здесь представлены все семь цветов. Однако сам Ньютон изо всех сил пытался увидеть их все.

Фактически, теперь исследователи подозревают, что он разделил радугу только на семь цветов, потому что число семь было очень значительным в древнем мире: например, в музыкальной шкале семь нот и семь дней в неделе.

Работа Максвелла по электромагнетизму позволила нам пройти мимо всего этого и показать, что видимый свет является частью более широкого спектра излучения.Это также, казалось, наконец объяснило природу света.

На протяжении веков ученые пытались определить реальную форму, которую принимает свет в фундаментальном масштабе, когда он проходит от источника света к нашим глазам.

Ньютон понял, что лучи света подчиняются очень строгим геометрическим правилам.

Некоторые думали, что свет распространяется в форме волн или ряби через воздух или более туманный «эфир». Другие считали эту волновую модель ошибочной и представляли свет как поток крошечных частиц.

Ньютон предпочел второй вариант, особенно после серии экспериментов, которые он провел с использованием света и зеркал.

Он понял, что лучи света подчиняются очень строгим геометрическим правилам. Посветите лучом в зеркало, и он отразится точно так же, как если бы мяч был брошен в зеркало. Он рассудил, что волны не обязательно движутся по таким предсказуемым прямым линиям, поэтому свет должен переноситься какой-либо формой крошечных невесомых частиц.

Проблема в том, что были не менее убедительные доказательства того, что свет — это волна.

Одна из самых известных демонстраций этого произошла в 1801 году. «Эксперимент с двумя щелями» Томаса Янга — это эксперимент, который каждый может повторить дома.

Возьмите лист толстой открытки и осторожно проделайте в нем два тонких вертикальных разреза. Затем возьмите «когерентный» источник света, который излучает свет только определенной длины волны: лазер подойдет. Теперь направьте свет через две щели на другую поверхность.

На этой второй поверхности вы могли бы ожидать увидеть две яркие вертикальные линии, где часть света прошла через две щели.Но когда Янг провел эксперимент, он увидел последовательность светлых и темных линий, напоминающих штрих-код.

Когда свет проходит через тонкие щели, он ведет себя так же, как волны воды, проходящие через узкое отверстие: они дифрагируют и распространяются в виде полусферической ряби.

Там, где «светлая рябь» от двух щелей сталкивается друг с другом не в фазе, они компенсируются, образуя темные полосы. Если рябь соприкасается по фазе, они складываются в яркие вертикальные линии.

Эксперимент Юнга был убедительным доказательством волновой модели, и работа Максвелла поставила эту идею на прочную математическую основу. Свет — волна .

Но затем произошла квантовая революция.

Во второй половине девятнадцатого века физики пытались понять, как и почему одни материалы поглощают и излучают электромагнитное излучение лучше, чем другие.

В 1900 году Макс Планк решил проблему.

Это может показаться немного нишевым, но в то время развивалась электрическая легкая промышленность, поэтому материалы, которые могли излучать свет, имели большое значение.

К концу девятнадцатого века ученые обнаружили, что количество электромагнитного излучения, испускаемого объектом, изменяется в зависимости от его температуры, и измерили эти изменения. Но никто не знал, почему это произошло.

В 1900 году Макс Планк решил проблему. Он обнаружил, что расчеты могут объяснить эти изменения, но только если предположить, что электромагнитное излучение содержится в крошечных дискретных пакетах. Планк назвал эти «кванты» множественным числом от «квант».

Несколько лет спустя Эйнштейн использовал эту идею для объяснения еще одного загадочного эксперимента.

Физики обнаружили, что кусок металла становится положительно заряженным, когда он находится в видимом или ультрафиолетовом свете. Они назвали это «фотоэлектрическим эффектом».

Это не имеет особого смысла, если свет — это просто волна

Объяснение состояло в том, что атомы в металле теряли отрицательно заряженные электроны. Судя по всему, свет доставил металлу достаточно энергии, чтобы некоторые из них вырвались наружу.

Но детали того, что делали электроны, были странными. Их можно заставить переносить больше энергии, просто изменив цвет света. В частности, электроны, выпущенные из металла, залитого фиолетовым светом, несут больше энергии, чем электроны, выпущенные металлом, залитым красным светом.

Это не имеет особого смысла, если свет — это просто волна.

Вы обычно изменяете количество энергии в волне, делая ее выше — подумайте о разрушительной силе высокого цунами — вместо того, чтобы сделать волну длиннее или короче.

Каждый квант упаковывает дискретный энергетический удар

В более широком смысле, лучший способ увеличить энергию, передаваемую светом электронам, — это сделать световые волны выше, то есть сделать свет ярче. Изменение длины волны и, следовательно, цвета не должно иметь большого значения.

Эйнштейн понял, что фотоэлектрический эффект легче понять, если рассматривать свет в терминах квантов Планка.

Он предположил, что свет переносится крошечными квантовыми пакетами.Каждый квант упаковывает дискретный энергетический удар, который зависит от длины волны: чем короче длина волны, тем плотнее энергетический удар. Это могло бы объяснить, почему пакеты фиолетового света с относительно короткой длиной волны несут больше энергии, чем пакеты красного света, с относительно более длинной.

Это также объяснило, почему простое увеличение яркости света оказывает меньшее влияние.

Более яркий источник света доставляет на металл больше световых пакетов, но не меняет количество энергии, которое содержит каждый световой пакет.Грубо говоря, один пакет фиолетового света может передать больше энергии одному электрону, чем любое количество пакетов красного света.

Ученые решили, что свет одновременно ведет себя как волна и как частица.

Эйнштейн назвал эти энергетические пакеты фотонами, и теперь они признаны фундаментальными частицами. Видимый свет переносится фотонами, как и все другие виды электромагнитного излучения, такие как рентгеновские лучи, микроволны и радиоволны.Другими словами, свет — это частица .

На этом физики решили положить конец спорам о том, ведет себя свет как волна или как частица. Обе модели были настолько убедительны, что ни от одной из них нельзя было отказаться.

К замешательству многих нефизиков, ученые решили, что свет одновременно ведет себя как волна и как частица. Другими словами, свет — это парадокс .

Однако у физиков нет проблем с расщепленной идентичностью света.Во всяком случае, это делает свет вдвойне полезным. Сегодня, опираясь на работу светил — буквально «светоносцев» — таких как Максвелл и Эйнштейн, мы выживаем из света еще больше.

Оказывается, уравнения, используемые для описания света как волны и света как частицы, работают одинаково хорошо, но в некоторых случаях использовать одно проще, чем другое. Таким образом, физики переключаются между ними, как мы используем метры для описания нашей собственной высоты, но переключаемся на километры для описания велосипедной поездки.

Запутанные частицы могут использоваться для передачи информации

Некоторые физики пытаются использовать свет для создания зашифрованных каналов связи: например, для денежных переводов. Для них имеет смысл рассматривать свет как частицы.

Это из-за другой странной особенности квантовой физики. Две фундаментальные частицы, как пара фотонов, могут быть «запутаны». Это означает, что они имеют общие свойства независимо от того, насколько далеко они друг от друга, поэтому их можно использовать для передачи информации между двумя точками на Земле.

Другая особенность этой запутанности состоит в том, что квантовое состояние фотонов изменяется при их считывании. Это означает, что если кто-то попытается подслушать канал, зашифрованный с использованием квантовых свойств света, он теоретически немедленно выдаст свое присутствие.

Другие, например Гулиельмакис, используют свет в электронике. Для них гораздо полезнее думать о свете как о серии волн, которые можно приручить и контролировать.

Современные устройства, называемые «синтезаторами светового поля», могут загонять световые волны в идеальную синхронизацию друг с другом.В результате они создают световые импульсы, которые намного более интенсивны, непродолжительны и направлены, чем свет от обычной лампочки.

Они буквально сфотографировали движущиеся световые волны.

За последние 15 лет эти устройства использовались для необычайного приручения света.

В 2004 году Гулиельмакису и его коллегам удалось получить невероятно короткие импульсы рентгеновского излучения. Каждый импульс длился всего 250 аттосекунд, или 250 квинтиллионтов секунды.

Используя эти крошечные импульсы, подобные вспышке фотоаппарата, им удалось получить изображения отдельных волн видимого света, которые колеблются гораздо медленнее. Они буквально сфотографировали движущиеся световые волны.

«Со времен Максвелла мы знали, что свет представляет собой колеблющееся электромагнитное поле, но никто и не мечтал, что мы сможем уловить этот колебательный свет», — говорит Гулиельмакис.

Наблюдение за этими отдельными световыми волнами — первый шаг к их контролю и моделированию, говорит он, во многом так же, как мы уже лепим гораздо более длинные электромагнитные волны, такие как радиоволны, несущие радио- и телевизионные сигналы.

Столетие назад фотоэлектрический эффект показал, что видимый свет влияет на электроны в металле. Гулиелмакис говорит, что должна быть возможность точно манипулировать этими электронами, используя видимые световые волны, которые были сформированы для взаимодействия с металлами точно определенным образом. «Мы можем управлять светом, и с его помощью мы можем управлять материей», — говорит он.

Глаза человека — это детекторы фотонов, которые используют видимый свет для изучения окружающего мира.

Это может произвести революцию в электронике, что приведет к появлению новых поколений оптических компьютеров, которые меньше и быстрее тех, что есть у нас сегодня.«Речь идет о приведении электронов в движение так, как мы хотим, о создании электрических токов внутри твердых тел, используя свет вместо обычной электроники».

Итак, есть еще один способ описания света: свет — это инструмент .

В этом нет ничего нового. Жизнь использует свет с тех пор, как первые примитивные организмы развили светочувствительные ткани. Человеческие глаза — это детекторы фотонов, которые используют видимый свет, чтобы узнать об окружающем мире.

Современные технологии просто развивают эту идею.В 2014 году Нобелевская премия по химии была присуждена исследователям, которые построили световой микроскоп настолько мощный, что он считался физически невозможным. Оказалось, что при небольшом уговоре свет покажет нам то, что, как мы думали, мы никогда не увидим.

Что такое свет? — Журнал «Космос»

Представьте, что вы находитесь в парке и смотрите на лист на ветке дерева. Мы знаем, что свет отражается от листа к вашему глазу, чтобы сказать вам, что он зеленый, но что такое свет?

Две ранние идеи пришли из 17 века: английский ученый Исаак Ньютон считал, что свет состоит из маленьких частиц (он называл их корпускулами), испускаемых горячими объектами (такими как солнце или огонь), в то время как его современник, голландский физик Кристиан Гюйгенс, думал, что свет был чем-то вроде волны, колеблющейся вверх и вниз по мере продвижения вперед.

Тем не менее, ни один из них не имел представления о том, что такое свет на самом деле. (Ньютон понятия не имел, из чего сделаны его тельца; Гюйген не имел представления о том, что «колеблется». Между прочим, вопрос о том, является ли фотон частицей или волной, так и не был полностью решен.)

Мы можем проследить первые шаги к пониманию состава света на стенде в Копенгагене в 1820 году, где датский ученый Ганс Кристиан Эрстед читал лекцию об электричестве.

Компас случайно оказался рядом с батареей, которую он использовал в своей демонстрации, и он заметил, что стрелка компаса внезапно дергается, когда он включает или выключает батарею.Это означало, что электричество и магнетизм связаны — или, как это было более формально описано позже, изменяющееся электрическое поле создает магнитное поле.

Затем, 11 лет спустя, английский ученый Майкл Фарадей обнаружил обратное: изменяющееся магнитное поле также создает электрическое поле.

Шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл собрал эти идеи об электричестве и магнетизме (плюс несколько других) и соединил их в одну последовательную теорию «электромагнетизма».

Но самое знаменитое открытие Максвелла произошло, когда он объединил работы Эрстеда и Фарадея, чтобы объяснить сущность света.

Он понял, что изменяющееся электрическое поле может создать изменяющееся магнитное поле, которое затем создаст другое электрическое поле и так далее. В результате возникнет самоподдерживающееся электромагнитное поле, бесконечно повторяющееся и распространяющееся с невероятной скоростью.

Как быстро? Максвелл тоже смог вычислить это со скоростью около 300000000 метров в секунду — довольно близко к тому, что было недавно измерено для скорости света.

Итак, вот что такое свет: электрическое поле, связанное с магнитным полем, летящее в космосе.

Вы можете думать о двух полях как о партнерах по танцам, заключенных в вечных объятиях. Чтобы оставаться самогенерируемыми, электрические и магнитные компоненты должны согласовываться. Для танго нужны двое.

Теперь мы знаем, что существует целый спектр электромагнитных волн, каждая из которых отличается своей длиной волны. (Вы можете думать о длине волны как о длине танцевального шага.)

На коротком конце высокоэнергетические гамма-лучи могут иметь длину волны намного меньшую, чем у атома водорода, тогда как на длинном конце низкоэнергетические радиоволны могут иметь длину, равную ширине планеты Юпитер. Видимый свет представляет собой очень тонкий участок электромагнитного спектра с длинами волн от 400 до 700 миллиардных долей метра, что примерно равно ширине бактерии E. coli или примерно 1% ширины человеческого волоса.

Вы можете спросить, почему мы можем видеть этот диапазон света, а не волны других длин.Для этого есть две основные причины.

Во-первых, «зрение» обычно связано с какой-то химической реакцией, запускаемой светом. Углеродная химия наших клеток запускается светом видимого диапазона. Более длинные волны не содержат достаточно энергии, чтобы вызвать реакции, в то время как свет более коротких волн несет слишком много энергии и может повредить тонкий химический состав жизни (вот почему ультрафиолетовый свет вызывает, например, солнечный ожог).

Во-вторых, диапазон от 400 до 700 нанометров может пройти довольно далеко в воде, прежде чем он будет поглощен (вот почему чашка с водой кажется нам прозрачной — почти весь видимый свет проходит через нее).Первые глаза эволюционировали под водой, поэтому этот диапазон света обладал наибольшим эволюционным преимуществом по сравнению с другими длинами волн.

Итак, обратно в парк. Когда вы смотрите на лист, свет, попадающий в ваш глаз, представляет собой волну электричества и магнетизма определенной длины волны. Свет падает на сетчатку и запускает определенный образец химических изменений в клетках колбочек, которые мозг распознает как «зеленые».

Итак, в следующий раз, когда вы увидите кого-то с красивыми глазами, вы можете сделать ему комплимент по поводу его прекрасных детекторов электромагнитных волн.

Определение света Merriam-Webster

\ ˈlīt \

1a : то, что делает возможным зрение

b : ощущение, вызываемое стимуляцией зрительных рецепторов

c : электромагнитное излучение любой длины волны, которое распространяется в вакуум со скоростью 299 792 458 метров (около 186 000 миль) в секунду, в частности, : , такое излучение, которое видно человеческому глазу 2a : , дневной свет поднимался каждое утро с первым светом — Фрэнк О’Коннор

3 : источник света: например,

: небесное тело С наступлением ночи огни в небе умножились.

b : свеча зажгите окно

c : электрическое освещение

4a : цвет заметной легкости : светлый или бледный цвет — обычно множественное число. Бартлетт позволяет своей предварительной стирке или гризайле высохнуть, а затем наносит прозрачные слои нарушенного цвета. В эту стирку он добавляет светлые и темные тона, как они были обозначены внизу. — Harley Bartlett

b освещает множественное число : одежду светлого цвета. всегда омывал свои огни отдельно от своих темных

6a : духовное освещение свет светит во тьме, и тьма не преодолела его — Иоанна 1: 5 (Пересмотренная стандартная версия)

c : Просветление протягивает и нащупывает путь к свету — Б.Н. Кардозо

7a : общественные сведения выявленные факты

b : особый аспект или внешний вид, представленный для просмотра увидел материю в ином свете

8 : конкретное освещение

9 : то, что просветляет или сообщает пролить свет на проблему

10 : Среда (например, окно), через которую проходит свет

11 источников света во множественном числе : Набор принципов, стандартов или мнений поклонение в соответствии со своим светом — Адриенн Кох

12 : заслуживающий внимания человек в определенном месте или области литературный свет среди нынешних писателей — см. также ведущий свет

13 : особое выражение взгляда слушала с огненным светом, горящим в ее глазах — Шервуд Андерсон

15 : изображение света в искусстве

16 : пламя для зажигания чего-то (например, сигареты)

в свете

1 : с точки зрения

2 или в свете : с учетом В свете их результатов были установлены новые процедуры.

1 : имеющий свет : яркий светлый просторный номер 2a : не темный, интенсивный или смуглый по цвету или окраске : бледный b цветов : средний по насыщенности и высокий по светлоте голубой

3 чашки кофе : подается с дополнительным молоком или сливками

зажженный \ ˈlit \ или зажженный; освещение

непереходный глагол

1 : чтобы стать светлее : ярче — обычно используется с вверх ее лицо горит вверх

3 : чтобы зажечь что-нибудь (например, сигарету) — часто используется с и выше

1a : с небольшим весом : не тяжелым

b : разработан для перевозки сравнительно небольшого груза легкий грузовик

c : , имеющий относительно небольшой вес по сравнению с массой алюминий — это легкий металл

d : , имеющий меньший, чем разрешенный, стандартный или обычный вес легкая монета

2a : маловажная : обычная

b : не в большом количестве небольшой дождь легкий обед

3a : легко нарушить a слабый спящий

b : приложение минимальной силы или давления : нежное легкое прикосновение c : в результате очень небольшого давления : слабый светлый отпечаток

4a : легко переносится легкая болезнь

b : , требующая небольших усилий легкая работа

5 : способная двигаться быстро или проворно свет на ногах

b : слабая стабильность : переменчивый свет мнения

c : беспорядочные половые связи

8 : менее мощный, но обычно более подвижный, чем обычно для своего вида легкая кавалерия легкий крейсер

9a : , изготовленный с более низким содержанием калорий или с меньшим количеством ингредиентов (например, соли, жира или алкоголя), чем обычно

b : с относительно мягким вкусом

10a : легко усваивается легкий суп

b : хорошо заквашенный светлая корочка

11 : крупная и песчаная или легко измельчаемая легкий грунт

13 : предназначен в основном для развлечения легкий стих легкая комедия

14a : с небольшим грузом или без груза судно вернуло свет

b : производит товары для непосредственного потребления потребителем легкая промышленность

15 : без напряжения или акцента светлый слог

16 : , имеющий чистое мягкое качество легкий голос

17 : быть в долгу перед банком в игре в покер три микросхемы света

2 : с небольшим багажом дорожный фонарь

горит \ горит \ или горит; освещение

непереходный глагол

3 : неожиданно упасть — обычно используется с на или на

4 : , чтобы прибыть случайно : случается — обычно используется с на или на горит при растворении светится на

: для мощной атаки Я освещал эту пищу, пока не прикончил пятку хлеба — Хелен Юстис

Фотоны: что такое свет?

00:00:12.04 На этот раз мы собираемся обсудить
00: 00: 14.08, что такое свет.
00: 00: 15.18 Это интересный вопрос
00: 00: 16.25, и это важный вопрос
00: 00: 18.06, потому что на этом
00: 00: 20.02 основана вся световая микроскопия.
00: 00: 22.12 Но также кажется, что
00: 00: 24.09 дает прямой ответ
00: 00: 26.00, потому что с тех пор, как мы были очень молоды,
00: 00: 28.00 мы знаем, что свет идет прямыми линиями,
00: 00: 31.02 прямые лучи —
00:00:32.26 они не делают поворотов —
00: 00: 34.27, и единственная дискуссия
00: 00: 36.15, которая была в Древней Греции
00: 00: 38.25, заключалась в том, исходят ли световые лучи
00: 00: 41.00 из объект, попадающий в глаза
00: 00: 42.26, или происходит ли он из глаз
00: 00: 46.07 и приближается к объекту.
00: 00: 47.14 Итак, этот спор завершен,
00: 00: 50.13 и на самом деле описание света как лучей
00: 00: 53.07 было очень полезным
00: 00: 55.03 и простым инструментом
00 : 00: 56.15 разобраться в оптике.
00: 00: 58.07 Например, когда мы смотрим на
00: 01: 00.18, простую тонкую линзу
00: 01: 01.29, и мы знаем, что
00: 01: 03.24, если мы направили параллельный свет в линзу
00: 01: 06.13 мы сфокусируем лучи вниз
00: 01: 08.03 в одну точку,
00: 01: 09.23, а расстояние между точкой и линзой
00: 01: 12.14 называется фокусным расстоянием линзы.
00: 01: 14.03 Ну, если световые лучи не параллельны,
00: 01: 17.12 вместо расходящихся,
00:01:18.29 объектив все еще может фокусировать световые лучи вниз,
00: 01: 23.03 на этот раз дальше.
00: 01: 25.05 И это в случае
00: 01: 26.28, когда линза создает изображение объекта,
00: 01: 31.12 и расстояние между объектом
00: 01: 33.18 до линзы и изображение для объектива
00: 01: 36.22 имеет следующие отношения:
00: 01: 39.05, и это называется формулой производителя линз
00: 01: 40.26 — мы можем использовать это для вычисления
00: 01: 42.24 как изображения формируются
00:01:44.19 и какое увеличение объектива.
00: 01: 47.09 Мы можем получить более точное описание
00: 01: 49.10 отдельных лучей, например,
00: 01: 51.14, просто глядя на один из них,
00: 01: 53.07, когда они пересекаются. плоскость, где находится линза,
00: 01: 55.23, тогда мы можем описать положение пересечения
00: 01: 58.25, а также угол луча света к этой плоскости.
00: 02: 02.02 Теперь, когда у нас есть этот объектив
00: 02: 04.07, он меняет угол,
00:02:06.12, и на самом деле это общий способ
00: 02: 09.12 описания множества различных оптических элементов,
00: 02: 13.19, который представляет собой преобразование из одного набора точек пересечения
00: 02: 17.18 и угла в угол другой набор,
00: 02: 20.29 и как только мы сможем выяснить, как выполняется это преобразование,
00: 02: 23.12, тогда мы сможем легко описать
00: 02: 25.26 все выходные элементы в любом из микроскопов, например .
00: 02: 29.17 И это был чрезвычайно мощный способ,
00:02:32.13, и мы выполняем трассировку лучей
00: 02: 34.24 либо при проектировании оптики, например,
00: 02: 38.27, это одна из диаграмм трассировки лучей
00: 02: 41.12, взятых с веб-сайта программного обеспечения для трассировки лучей,
00 : 02: 44.00 и у нас есть трассировка лучей, чтобы делать гораздо больше забавных вещей, например,
00: 02: 47.04 в анимации
00: 02: 49.24 и выяснение того, как свет отражается от поверхности автомобиля
00: 02: 54.12 и всевозможные красивые изображения
00: 02: 56.11 мы можем создать на нашем компьютере
00:02:58.04 с помощью трассировки лучей.
00: 03: 00.01 Думать о свете как о лучах
00: 03: 02.00 было общим понятием людей
00: 03: 03.25 на протяжении многих-многих лет, например,
00: 03: 06.08 Ньютон всегда думал света
00: 03: 08.24 как частица, идущая из одной позиции,
00: 03: 11.01 по прямой линии в другую позицию.
00: 03: 13.02 Но позже,
00: 03: 15.07 люди обнаружили, что
00: 03: 17.13 не все явления
00: 03: 19.18 можно объяснить, рассматривая свет как лучи.
00: 03: 21.11 И это входит в другое описание света
00: 03: 23.24 как волн.
00: 03: 25.07 Мы знаем, что волны описывают что-то
00: 03: 27.06, которое колеблется и распространяется в пространстве.
00: 03: 30.00 И расстояние, на котором волна
00: 03: 33.09 совершит одно колебание
00: 03: 35.10, называется длиной волны,
00: 03: 37.06 и количеством колебаний в единицу времени
00 : 03: 39.04 называется частотой.
00: 03: 40.19 Если умножить два вместе, получится
00:03:42.07, который описывает, какое расстояние эта длина волны …
00: 03: 45.15 эта волна может пройти за единицу времени,
00: 03: 47.29 и это скорость, с которой она движется.
00: 03: 51.06 Итак, когда вы умножаете длину волны света
00: 03: 53.27 на частоту света,
00: 03: 55.24 мы получаем скорость света.
00: 03: 57.13 А это 299 792 458 метров в секунду,
00: 04: 04.07 в вакууме.
00: 04: 05.24 И это точное число.
00: 04: 07.22 Фактически, в физике
00:04:09.12 вы не получите так много точных чисел,
00: 04: 11.02, но это точное значение
00: 04: 13.16, потому что так определяется метр.
00: 04: 15.11 Итак, для световых волн в видимом диапазоне,
00: 04: 18.21 означает свет, который мы видим невооруженным глазом,
00: 04: 21.16 длина волны примерно где-то
00: 04: 24.14 между 400 и 700 нанометров
00: 04: 26.03 — это очень и очень маленькое расстояние —
00: 04: 28.26 соответственно, по частоте
00: 04: 30.22 находится в сотнях терагерцового диапазона,
00 : 04: 32.24 очень быстрых колебания.
00: 04: 34.25 Итак, мы говорим о …
00: 04: 36.29 Вот как свет распространяется в вакууме.
00: 04: 39.25 Итак, мы не живем в вакууме …
00: 04: 41.24 Я имею в виду, что, если свет пытается пройти через какую-то прозрачную среду?
00: 04: 45.05 В этом случае световая волна
00: 04: 48.06 может иметь некоторое взаимодействие со средой
00: 04: 49.22, и это может замедлять распространение волны.
00: 04: 52.01 И все еще та же частота
00:04:55.20, потому что на интерфейсе
00: 04: 57.12 он идет с теми же циклами колебаний
00: 04: 59.27 и внутри среды он должен следовать за этим,
00: 05: 02.08, поэтому, уменьшая скорость
00:05 : 05.25 получается более короткая длина волны.
00: 05: 07.04 И чтобы описать, как происходит это замедление,
00: 05: 11.21 у нас есть наше определение показателя преломления.
00: 05: 14.16 Это определяется как
00: 05: 17.08 отношение между скоростью света в вакууме
00: 05: 19.26 и скоростью света в среде
00:05:21.20 или, как
00: 05: 24.01, длина волны света в вакууме
00: 05: 25.25 по длине волны света в среде.
00: 05: 27.27 Мы называем эту разницу скоростей
00: 05: 30.01 показателем преломления
00: 05: 32.12, потому что она описывает явление преломления.
00: 05: 35.08 В основном, когда у вас есть луч света
00: 05: 37.09, попадающий на интерфейс,
00: 05: 38.28 перемещается из одной среды в другую,
00: 05: 40.17 и этот луч света может гнуться
00:05:42.09 в зависимости от разницы показателей преломления.
00: 05: 45.09 А вот изображение
00: 05: 47.05, показывающее преломление света
00: 05: 49.14 при переходе из воздуха в стекло.
00: 05: 53.09 А поведение рефракции
00: 05: 55.05 можно описать в терминах закона Снеллиуса,
00: 05: 57.08, который говорит, что показатель преломления
00: 05: 59.15 умножен на синус инцидента. угол постоянный.
00: 06: 03.10 Но как связана скорость света
00:06:05.29 с углом падения света?
00: 06: 08.17 Что ж, мы можем объяснить это очень просто.
00: 06: 10.00 У нас есть плоская волна света
00: 06: 12.04, распространяющаяся через границу раздела
00: 06: 13.23, и она имеет два угла падения
00: 06: 15.21 θ1 и θ2,
00:06 : 17.20 и мы знаем, что в этот момент времени
00: 06: 20.12 этот световой луч подходит к границе раздела
00: 06: 22.18 и будет распространяться
00: 06: 24.16 через другую среду,
00:06: 27.00 и будет распространяться
00:06:30.22 через это расстояние l1.
00: 06: 32.26 И в том же случае световые лучи
00: 06: 36.02 по направлению к другой стороне будут распространяться
00: 06: 39.15 в другой среде
00: 06: 41.16 и достичь этой границы раздела.
00: 06: 44.00 Но он по-прежнему поддерживает плоскую волну
00: 06: 46.15 — это означает, что световая волна
00: 06: 48.14, идущая отсюда до самого места
00: 06: 50.22, собирается в Возьмите то же время
00: 06: 53.27, путешествуя отсюда до этого места.
00:06:54.26 И мы можем вычислить время прохождения световой волны
00: 06: 57.15 как расстояние, превышающее скорость света,
00: 06: 59.28, и если две точки разделены расстоянием D
00:07 : 03.18 на интерфейсе,
00: 07: 05.02 ну, тогда мы можем описать две длины пути
00: 07: 08.15 как D, умноженный на синус двух углов.
00: 07: 12.09 А затем мы можем поместить эти
00: 07: 16.00 l1 и l2 в уравнение времени.
00: 07: 18.12 Это именно то, что мы получаем,
00:07:20.02 закон Снеллиуса.
00: 07: 21.09 Это очень простое объяснение
00: 07: 23.10 того, как скорость света влияет на угол преломления
00: 07: 26.07.
00: 07: 28.19 Поскольку показатель преломления
00: 07: 30.28 показывает, насколько сильно свет взаимодействует со средой,
00: 07: 33.27 понятно, что показатель преломления
00: 07: 36.23 зависит от частоты света. ,
00: 07: 39.09, и этот эффект называется дисперсией,
00: 07: 41.16, и это классически рассматривается как
00:07:44.17 рассеивание призмы.
00: 07: 45.24 В этом случае разные цвета света
00: 07: 47.27 имеют разные частоты
00: 07: 51.16 и имеют разные показатели преломления,
00: 07: 52.28, и это приведет к тому, что они будут
00: 07: 55.02 отклонено под разными углами,
00: 07: 56.10 и затем мы видим эту красиво окрашенную радугу,
00: 07: 58.07 или то же самое в природе.
00: 08: 02.00 Именно так видны радуги.
00: 08: 04.19 после шторма.
00:08:06.28 Все это выглядит круто,
00: 08: 09.02, хотя эти явления все еще можно более или менее
00: 08: 12.13 объяснить светом как частицами
00: 08: 14.09, движущимися с разной скоростью в разных средах.
00: 08: 16.18 То, что свет как частица
00: 08: 18.29 не может реально объяснить
00: 08: 20.13, является явлениями дифракции и интерференции.
00: 08: 23.04 Это уникально для волн.
00: 08: 25.17 Для дифракции
00: 08: 27.11 мы можем рассматривать ее как распространение плоской волны
00:08:30.11 наезд на препятствие с небольшой дырой.
00: 08: 31.22 После дыры,
00: 08: 33.11, появится сферическая волна
00: 08: 35.26 — свет, распространяющийся во всех направлениях.
00: 08: 39.01 И это может быть очень хорошо проиллюстрировано
00: 08: 41.17 изображением волны в океане
00: 08: 44.13, проходящей через этот промежуток,
00: 08: 47.02, и вы можете видеть сферический волновой фронт.
00: 08: 51.05 Интерференция означает
00: 08: 53.21 эффект наличия нескольких волн
00:08:56.24 собираются вместе.
00: 08: 58.09 Теперь у нас есть распространяющаяся волна
00: 09: 00.20, идущая из верхнего левого угла в нижний правый угол.
00: 09: 03.16 Теперь, если у нас есть две волны
00: 09: 06.14, пересекающиеся друг с другом, сначала
00: 09: 08.05, мы увидим, что
00: 09: 11.14 они просто идут прямо, как будто другого нет рядом.
00: 09: 13.02 Теперь, как вы видите, после того, как они встретились,
00: 09: 15.14 они просто пошли прямо.
00: 09: 17.14 Правило вмешательства фактически должно называться
00:09:19.25 правило невмешательства.
00: 09: 21.16 Однако действительно интересная вещь происходит,
00: 09: 24.02 в пространстве, когда две волны
00: 09: 26.06 накладываются друг на друга.
00: 09: 28.04 То, что вы видите, — это паттерн
00: 09: 30.03, вызванный наложением двух волн.
00: 09: 34.15 И как они складываются друг с другом?
00: 09: 36.13 Итак, у нас есть две синусоидальные волны
00: 09: 38.10 и для этих двух синусоидальных волн
00: 09: 40.07 у них достаточно …
00:09:43.04 у них довольно небольшая разница
00: 09: 45,13 в положении пика.
00: 09: 47.15 В этом случае
00: 09: 49.18, когда вы складываете два вместе,
00: 09: 51.00 вы получаете большие амплитуды
00: 09: 52.22 — это называется конструктивным вмешательством.
00: 09: 54.25 Если две волны
00: 09: 57.15 имеют довольно большую разницу
00: 09: 59.13 с точки зрения положения пика,
00: 10: 00.24, так что один пик перекрывает
00:10: 02.12 с долиной другой,
00:10:04.10, то эти двое почти компенсируют друг друга,
00: 10: 06.25, и это называется деструктивным вмешательством.
00: 10: 09.01 На самом деле мы не видим световых помех
00: 10: 12.02, что часто,
00: 10: 13.17, потому что эта дельта-фи
00: 10: 15.16 должна быть сопоставима с длиной волны света.
00: 10: 18.03 и это очень и очень маленькое расстояние.
00: 10: 21.18 И мы видим, например, что
00: 10: 23.22, когда смотрим на отражение от пленки пузырьков …
00:10:27.08 пленка мыльной воды,
00: 10: 29.25 и очень красивые красочные горизонтальные полосы.
00: 10: 32.16 Итак, как это происходит?
00: 10: 35.04 Итак, у нас есть очень тонкий слой воды и мыла.
00: 10: 37.20 Свет, падающий на эту пленку …
00: 10: 40.07 часть его будет отражаться от передней поверхности,
00: 10: 42.20 часть пройдет сквозь нее,
00: 10: 44.16 и часть будет отражаться от задней поверхности.
00: 10: 47.12 И световые лучи
00: 10: 50.27, которые отражаются от передней и задней поверхности
00:10:52.25 будет иметь разность фаз
00: 10: 55.09, вызванную этой толщиной этой пленки,
00: 10: 56.21, и это то, как может происходить конструктивная или деструктивная интерференция.
00: 11: 01.22 Теперь мы держим эту пленку,
00: 11: 04.16 как, в вертикальном положении,
00: 11: 06.08, поэтому из-за силы тяжести
00: 11: 08.10 мыльная пленка будет толще внизу
00: 11: 10.06 и тоньше вверху.
00: 11: 12.17 Итак, на разных высотах
00: 11: 14.11 у вас действительно разная фазовая задержка
00:11:16.23 переднего отражения и заднего отражения.
00: 11: 19.06 Вот как вы видите эти полосы.
00: 11: 22.09 А также, поскольку разные цвета огней
00: 11: 24.10 имеют разные длины волн,
00: 11: 26.09, поэтому одинаковое физическое расстояние
00: 11: 28.04 будет означать разную задержку фазы,
00:11 : 29.25 Вот почему полосы такие красочные.
00: 11: 31.24 Итак, это одно из не очень распространенных явлений
00: 11: 35.08 простой дифракции.
00: 11: 37.11 Это один из очень немногих случаев
00:11:39.10 при чистом вмешательстве.
00: 11: 41.07 В большинстве случаев интерференция
00: 11: 44.03 всегда сопровождается дифракцией.
00: 11: 46.02 Например, даже простое распространение
00: 11: 48.25 плоской волны …
00: 11: 51.01 на этом фронте волны,
00: 11: 53.21 каждая точка здесь будет генерировать
00: 11: 56.28 маленькие, крошечные сферические волны,
00: 11: 58.24, так что это дифракция.
00: 12: 02.04 И все эти сферические волны будут распространяться,
00:12:04.00 не мешают друг другу,
00: 12: 05.21, а затем накладываются друг на друга.
00: 12: 07.19 И здесь вы можете видеть эти элементы
00: 12: 10.08 из фронта новой волны,
00: 12: 12.02 это плоская волна.
00: 12: 13.14 Итак, это вмешательство.
00: 12: 15.00 И в основном распространение света
00: 12: 16.23 — это дифракция плюс интерференция.
00: 12: 19.15 Мы можем описать это точнее
00: 12: 24.09 — подумайте о точке после этого отверстия
00:12:27.23 и у вас есть все виды световых волн
00: 12: 30.18, идущих от апертуры к этой точке,
00: 12: 33.13 и каждая …
00: 12: 35.05 когда подойдете к этой точке,
00: 12: 37.20 он будет иметь амплитуду A
00: 12: 39.13 и расстояние перемещения l.
00: 12: 41.29 Итак, общие амплитуды, которые вы получаете в этой точке, A,
00: 12: 48.06, представляют собой сумму всех этих световых лучей
00: 12: 50.27 плюс эту разность фаз.
00: 12: 53.00 И интенсивность в этот момент
00:12:55.05 — это в основном квадрат амплитуды.
00: 12: 57.29 И мы можем обсудить один очень простой,
00: 13: 02.04, очень классический эксперимент,
00: 13: 03.18, двухщелевую интерференцию.
00: 13: 05.11 Итак, в этом случае
00: 13: 07.07 мы по сути вырезаем объект
00: 13: 08.25 так, чтобы у него были одна и две разные точки
00: 13: 11.03, через которые может проходить свет через,
00: 13: 12.29, а разделение равно расстоянию d.
00: 13: 16.14 Теперь две сферические волны
00: 13: 18.27 собираются выйти из этих точек
00:13:21.26, и тогда они могут мешать друг другу.
00: 13: 25.16 Чтобы упростить математику,
00: 13: 27.12 мы можем рассмотреть этот крайний случай.
00: 13: 29.25 В этом случае
00: 13: 31.21 две щели расположены очень близко друг к другу
00: 13: 34.18 с разделением d
00: 13: 36.07, и световые лучи могут уходить под некоторым углом θ
00: 13: 38.18 от оптической оси,
00: 13: 41.14, и у нас есть экран
00: 13: 44.02, который находится очень далеко, на расстоянии z,
00: 13: 47.20 от этой щели.
00: 13: 49.08 И затем световой луч попадет в позицию
00: 13: 52.26, которая находится на x от центра.
00: 13: 54.12 Итак, какая там интенсивность?
00: 13: 56.13 Что действительно важно
00: 13: 58.25 — это разница в длине пути
00: 14: 01.04 этих двух световых лучей,
00: 14: 03.06 и это расстояние, которое мы можем вычислить
00:14: 05.04 как d, умноженное на синус этого угла θ,
00: 14: 10.05 и когда θ достаточно мало,
00: 14: 13.15 мы можем аппроксимировать его как x / z.
00: 14: 17.15 Для конструктивной интерференции,
00: 14: 19.26 мы знаем, что эта разница расстояний
00: 14: 22.13 должна быть целым числом, умноженным на длину волны, λ,
00: 14: 26.14, и это даст нам яркие полосы
00: 14: 28.24 в плоскости изображения.
00: 14: 30.15 И учитывая, что
00: 14: 32.01, мы можем выяснить разницу между …
00: 14: 34.05 расстояние между этими полосами
00: 14: 36.10 в точности равно z / d x λ.
00: 14: 39.26 Итак, если z / d огромное число,
00:14:43.02 мы можем фактически увеличить длину волны λ,
00: 14: 46.14, которая меньше 1 микрометра,
00: 14: 49.06 до некоторого расстояния, которое мы можем наблюдать,
00: 14: 52.02, как это изображение света
00: 14: 55.28 проходит через две щели,
00: 14: 57.10, и мы можем ясно видеть
00: 14: 59.03 эти яркие и темные полосы,
00: 15: 00.16 и это классическая интерференция с двумя щелями.
00: 15: 04.21 Итак, здесь,
00: 15: 06.24, мы знаем, как мы можем описать свет как волны.
00:15:09.10 Точнее, свет — это электромагнитная волна
00: 15: 14.03, управляемая системой уравнений Максвелла.
00: 15: 16.16 Выглядит сложно и пугающе,
00: 15: 18.13, но на самом деле довольно элегантно
00: 15: 20.10 и просто для понимания.
00: 15: 22.06 Первое уравнение — это, по сути, закон Кулона
00: 15: 24.25, который говорит, что заряды
00: 15: 27.05 могут генерировать статические электрические поля.
00: 15: 29.09 И второе уравнение говорит, что
00: 15: 31.13 магнитные силовые линии образуют замкнутые круги,
00:15:34.18 или практически нет эквивалентов заряда для магнитных полей.
00: 15: 37.00 Третье уравнение говорит
00: 15: 40.00, что изменяющиеся магнитные поля
00: 15: 41.22 могут генерировать электрическое поле,
00: 15: 43.03, а четвертое уравнение говорит, что
00:15: 45.13 электрический ток и изменяющиеся электрические поля
00: 15: 46.25 могут генерировать магнитные поля.
00: 15: 48.08 Теперь, сложив третье и четвертое уравнения вместе,
00: 15: 50.21 у нас есть изменяющееся магнитное поле
00:15:52.19, генерирующее электрическое поле,
00: 15: 54.13, и это электрическое поле может дополнительно генерировать магнитные поля …
00: 15: 57.02, поэтому мы в конечном итоге получаем
00: 15: 59.12 волну, распространяющуюся в пространстве.
00: 16: 01.27 Такова природа света
00: 16: 03.29 и всех других электромагнитных волн.
00: 16: 06.26 Фактически, здесь коэффициент
00: 16: 10.01, который показывает, насколько сильное электрическое поле
00: 16: 12.17 и магнитное поле связаны вместе,
00: 16: 14.05 определяет скорость света.
00: 16: 16.09 Итак, теперь мы знаем, что свет
00: 16: 18.19 — это электромагнитная волна,
00: 16: 20.07, и теперь у нас есть еще одно свойство для света
00: 16: 23.05 — поляризация.
00: 16: 24.27 И в этой плоскости
00: 16: 27.00 колеблется электрическое поле света.
00: 16: 30.25 И наши глаза не могут видеть поляризацию
00: 16: 32.21, но мы можем иметь поляризатор,
00: 16: 35.10, который представляет собой оптический элемент
00: 16: 37.15, который позволяет проходить только одному направлению колебаний.
00: 16: 42.03 А естественный свет более-менее неполяризован.
00: 16: 45.07 — колебания идут в любом случайном направлении.
00: 16: 47.23 Если у нас есть поляризатор,
00: 16: 49.25 мы поляризовали свет,
00: 16: 51.21 колебания происходят только в одном направлении.
00: 16: 53.12 Если у нас есть другой поляризатор в перпендикулярном направлении,
00: 16: 55.09, мы не сможем пройти через свет,
00: 16: 57.07, и этот эффект используется очень часто.
00: 16: 59.17 Например, в фотографии
00:17:02.07 свет голубого неба более или менее поляризован,
00: 17: 07.08, поэтому мы можем использовать поляризатор, чтобы заблокировать часть этого света
00: 17: 09.02, чтобы получить четкие изображения,
00: 17: 10.07 и это также Тот же эффект
00: 17: 11.24, что поляризованные солнцезащитные очки
00: 17: 13.09 могут уменьшить блики во время вождения.
00: 17: 16.17 Итак, красивые уравнения …
00: 17: 18.21 Задача решена.
00: 17: 20.11 Фактически, именно столько людей
00: 17: 23.00 в конце 19 века
00:17:25.05 мысли о физике примерно в то время.
00: 17: 28.02 Что ж, есть еще два нерешенных вопроса:
00: 17: 31.10 относительно света.
00: 17: 32.29 Именно эти две проблемы
00: 17: 35.18 привели к фундаментальному изменению
00: 17: 37.10 нашего понимания физики
00: 17: 39.05 в начале 20 века.
00: 17: 41.18 Одна из проблем связана со скоростью света
00: 17: 44.22, и это привело к рождению теории относительности.
00: 17: 46.29 Другая проблема касается
00:17:48.23 энергия света
00: 17: 50.06, и это привело нас
00: 17: 52.04 назад к давнему вопросу
00: 17: 53.24 о том, является ли свет волной или частицей.
00: 17: 57.17 А затем рождение квантовой механики.
00: 18: 01.10 Классический случай для этой проблемы — эмиссия черного тела.
00: 18: 04.17 Это когда вы нагреваете какой-то объект до высокой температуры
00: 18: 07.29, и он начинает излучать свет,
00: 18: 09.14, точно так же, как нити в лампочках.
00: 18: 12.03 При все более высокой температуре
00:18:14.06 этот объект сначала начнет светиться красным,
00: 18: 16.13 затем желтым,
00: 18: 18.08 затем сине-белым.
00: 18: 20.10 Все классические теории, пытающиеся объяснить эту взаимосвязь
00: 18: 23.11 между цветом и температурой
00: 18: 25.18, являются полной катастрофой.
00: 18: 28.05 У Макса Планка в то время
00: 18: 31.00 была дикая, дикая, дикая идея.
00: 18: 34.05 Что делать, если энергия света не непрерывна.
00: 18: 36.09 Что, если энергия света поступает в
00:18:38.20 дискретных квантов с энергией
00: 18: 41.02 каждого кванта пропорциональной частоте света.
00: 18: 44.13 Планк, в то время,
00: 18: 46.15 не имеет абсолютно никаких физических доказательств
00: 18: 48.21, почему энергия света не должна быть непрерывным потоком,
00: 18: 50.24 это просто простой математический трюк,
00: 18: 53.10, но этот трюк
00: 18: 55.20 полностью решил проблему эмиссии черного тела.
00: 18: 58.14 Альберт Эйнштейн расширил эту концепцию
00:19:01.08, чтобы объяснить другой эксперимент,
00: 19: 02.18, фотоэлектрический эффект.
00: 19: 04.02 Фотоэлектрический эффект
00: 19: 06.00 — это когда вы светите светом на некоторые металлы.
00: 19: 08.01 Энергия света выбрасывает фотоэлектроны.
00: 19: 10.26
00: 19: 12.19 очень сильно связано с тем, как работают солнечные панели и цифровые камеры.
00: 19: 15.27 Опять же, классическая теория
00: 19: 18.11 не смогла объяснить этот эффект,
00: 19: 20.22, потому что когда вы пытаетесь сбросить больше энергии
00:19:24.01 в металл
00: 19: 25.25, используя более сильный или более интенсивный источник света,
00: 19: 28.28 вы не получите электроны с более высокой энергией
00: 19: 30.29 — вы просто получите больше электронов.
00: 19: 33.16 Эйнштейн обнаружил, что
00: 19: 36.05, если световая энергия дискретна,
00: 19: 38.22 и если каждый квант световой энергии,
00: 19: 40.18 или каждый фотон,
00 : 19: 42.08 может выбить один фотоэлектрон,
00: 19: 44.04, тогда проблема может быть решена,
00: 19: 45.26, потому что энергия фотоэлектрона
00:19:48.04 более или менее связано с энергией фотона
00: 19: 51.15, которая связана с цветом света.
00: 19: 54.03 И интенсивность света
00: 19: 56.08 очень сильно связана
00: 19: 58.13 с количеством фотонов,
00: 20: 00.04 и поэтому связана
00: 20: 02.04 к количеству фотоэлектронов.
00: 20: 03.16 Хотя Эйнштейн был наиболее известен
00: 20: 06.29 за его вклад в теорию относительности,
00: 20: 09.06 объяснение фотоэлектрического эффекта
00:20:11.Фактически 02 — это то, за что он получил свою Нобелевскую премию,
00: 20: 13.15, и именно так он получил свое имя
00: 20: 16.12 в одной из единиц
00: 20: 17.28 — 1 Эйнштейн света равняется 1 моль фотонов.
00: 20: 21.12 Классический пример: если у нас есть некоторая система,
00: 20: 24.20 как молекула,
00: 20: 26.11, которая может иметь некоторое состояние покоя, с низкой энергией,
00: 20: 30.11, что мы назовем основное состояние,
00: 20: 32.24 и … для квантовых …
00: 20: 34.16 квантовая физика мы знаем, что
00:20:36.21 вы можете иметь несколько возбужденных состояний
00: 20: 38.08, и энергетический спектр не будет непрерывным.
00: 20: 40.20 Итак, когда у вас входит фотон,
00: 20: 43.29, только когда энергия этого фотона
00: 20: 47.00 — Постоянная Планка умноженная на частоту —
00: 20: 50.15 соответствует разнице энергий,
00: 20: 52.05 система поглотит этот фотон
00: 20: 53.23, и он перейдет из основного состояния в возбужденное состояние.
00: 20: 56.15 То же самое происходит с эмиссией,
00:20:59.00, хотя для излучения это намного сложнее,
00: 21: 01.01, поэтому я не буду вдаваться в подробности,
00: 21: 04.02, но это говорит нам, что
00: 21: 07.20 фотон — это Энергетическая единица
00: 21: 11.08 для взаимодействия света с материей.
00: 21: 13.12 И, ну …
00: 21: 16.01 мы описывали свет как волны,
00: 21: 19.22 Теперь мы возвращаемся к рассмотрению света как частиц,
00:21 : 22.28 и это был философский спор
00:21:27.11 для физики в начале 19 века …
00: 21: 29.16 для физиков в начале 19 века
00: 21: 31.11 на довольно долгое время.
00: 21: 34.16 И в конце концов люди успокоились с …
00: 21: 37.23 хорошо, свет — это одновременно волна и частица
00: 21: 41.26 …
00:21 : 43.18 это очень и очень сложно представить,
00: 21: 47.01 но у нас есть один эксперимент
00: 21: 48.24, чтобы показать, как это может происходить.
00: 21: 51.17 Ну, это все еще возвращается к
00 : 21: 54.03 эксперимент по дифракции с двумя щелями …
00: 21: 55.28 эксперимент по интерференции с двумя щелями.
00: 21: 59.03 Для лучшего обнаружения,
00: 22: 00.25 мы не используем фотоны,
00: 22: 02.15 мы используем электроны.
00: 22: 04.07 Другое дело, что
00: 22: 06.00 имеет волновые и частичные свойства одновременно.
00: 22: 08.13 Итак, у нас есть экран
00: 22: 11.15 за двумя щелями
00: 22: 13.26, и у нас есть всего несколько электронов
00: 22: 15.27, стреляющих через щель,
00:22 : 17.24 и здесь с 11 электронами
00: 22: 20.03 мы распыляем частицы — электроны —
00: 22: 22.27 везде, случайно разбросанные.
00: 22: 24.22 Мы не видим много деталей.
00: 22: 27.05 Но затем у нас появляется все больше и больше электронов
00: 22: 32.12 когда мы собираем …
00: 22: 34.05 и на этом вы можете ясно видеть
00: 22: 36.14 интерференционную картину. становится все более и более понятным.
00: 22: 39.08 Итак, в этом случае
00: 22: 41.28 электроны по-прежнему являются частицами,
00:22:44.08, но волна появляется в
00: 22: 46.16 при описании вероятности
00: 22: 49.15 пространственного распределения электронов,
00: 22: 52.13 и это вроде
00: 22: 54.29, как вы можете просто понять
00: 22: 57.07 почему что-то может иметь одновременно и волну
00: 22: 58.28, и природу частицы.
00: 23: 01.26 Итак, это конец разговора
00: 23: 04.02 и я надеюсь, что с этим,
00: 23: 05.28 вы сможете понять немного больше
00: 23: 08.19 из какого света на самом деле это
00:23:10.06 и, кроме того,
00: 23: 12.07, как мы можем использовать свет для всех наших микроскопических экспериментов
00: 23: 15.04.

Оптическое общество: изучение науки о свете

Все отражается

Что такого в объектах, что позволяет нам их видеть? Почему мы видим дорогу, или ручку, или лучшего друга? Если объект не излучает собственный свет (что составляет большинство объектов в мире), он должен отражать света, чтобы его можно было увидеть. Стены в комнате, в которой вы находитесь, не излучают собственного света; они отражают свет от потолочных «огней» над головой.Полированные металлические поверхности отражают свет так же, как слой серебра на задней стороне стеклянных зеркал. Луч света, падающий на металлическую поверхность, отражается.

Отражение включает два луча: входящий или падающий и исходящий или отраженный луч. На рисунке 1 мы используем одну линию, чтобы проиллюстрировать световой луч, отраженный от поверхности. Закон отражения требует, чтобы два луча находились под одинаковыми углами, но по разные стороны от нормали, которая представляет собой воображаемую линию (пунктирная линия на рис.1) под прямым углом к ​​зеркалу, расположенному в точке встречи лучей. На рис. 1 показано, что углы падения i и отражения i ‘равны, если соединить два угла со знаком равенства.

Рисунок. 1 Свет, отраженный от металлической поверхности с углом падения –, равным углу отражения –. Пунктирная линия (нормаль) перпендикулярна поверхности.

Весь отраженный свет подчиняется соотношению, согласно которому угол падения равен углу отражения.Подобно тому, как изображения отражаются от поверхности зеркала, свет, отраженный от гладкой водной поверхности, также дает четкое изображение. Мы называем отражение от гладкой зеркальной поверхности зеркальным (как показано на рисунке 2а). Когда поверхность воды обдувается ветром и имеет неровную форму, лучи света отражаются во многих направлениях. Закон отражения по-прежнему соблюдается, но падающие лучи (рис. 2b) падают на разные области, которые наклонены под разными углами друг к другу. Следовательно, исходящие лучи отражаются под разными углами, и изображение искажается.Отражение от такой шероховатой поверхности называется диффузным и кажется матовым.

Рисунок. 2 Отражение света от а) гладкой поверхности (зеркальное отражение) и б) шероховатой поверхности (диффузное отражение). В обоих случаях угол падения равен углу отражения в точке, где луч света падает на поверхность.

Свет также отражается, когда он падает на поверхность или границу раздела двух разных материалов, например, поверхность между воздухом и водой или стекло и вода.Каждый раз, когда луч света попадает на границу между двумя материалами — воздухом / стеклом или стеклом / водой — часть света отражается. На всех интерфейсах соблюдаются законы отражения. Количество отраженного света на границе раздела зависит от различий в преломлении двух соседних материалов.

No related posts.