Оптические законы и явления

Оптика является одним из основных разделов физики, который изучает механизмы испу­скания света, закономерности распространения в различных средах и взаимодействия с ве­ществом. Свет может излучаться естественными (солнце, звезды) и искусственными (лам­пы накаливания) источниками.

Рассеянный свет характеризуется равномерным освещением всех деталей объекта и достигается при естественном освещении, когда прямые солнечные лучи закрыты облака­ми. Искусственное освещение обес­печивает подобный эффект, если применя­ются фотолампы, электролампы с колбами из молочно-матового стекла, а также при специальной постановке источников света.

Направленное освещение касается той части объекта, которая повернута к источни­ку света и достигается прямым солнечным светом (без облаков), электрической лампой накаливания с зеркальным отражателем или без него.

Комбинированное освещение — это сочетание рассеянного и направленного ос­вещения. Оно способствует созданию плав­ных переходов от света к теням, полутеням.

Комнатная освещенность представляет собой сумму излучений прямого и отражен­ного света от стен, потолка, предметов, све­та из окон.

Прямой свет определяет освещенность поверхности, которая измеряется в люксах (лк) и равна световому потоку, распределен­ному равномерно по площади.

По закону отражения угол падения равен углу отражения света. При этом падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром к поверхности предмета.

Благодаря способности лучей к отраже­нию на поверхности образуются блики — на­иболее освещенные прямым светом участки и светотени — закономерные градации тем­ного и светлого.

Светотени зависят от угла падения лучей света и влияют на оттенки цвета сложных по конфигурации предметов.

Отраженный свет — результат отраже­ния света предметом или объектом — опре­деляет окраску теней и полутонов. Отражен­ный свет, падающий на теневую часть пред­мета, создает рефлекс — свой цветовой от­тенок. Наибольшую отражательную способ­ность имеют объекты с чисто белой окрас­кой, поэтому на них больше всего сказыва­ется цвет отраженного света .

Способность мелких частиц и неровное- тей рельефа поверхности отражать лучи в различном направлении (рассеивать свет) также создает определенные оптические эф­фекты, в частности, может привести к появ­лению окраски . Светорассеивающая способность мелких частиц, составляющих облака и туман, а также самих молекул воз­духа, обусловливает голубой цвет неба. Опалесценция также связана с внутренним рассеиванием света.

Рассеивание света поверхностью пред­мета снижает ее блеск и повышает белизну .

По закону преломления света падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости, перпендикулярной границе раздела сред, а размеры углов связаны соотношением синусов собственных величин. Показа­тель преломления в данной среде зависит от длины волны, т.е. цвета падающего луча.

Свойство материала пропускать свет, позволяя видеть находящиеся за ним пред­меты, называется прозрачностью: свет в та­ких случаях практически не отражается от поверхности материала. Примером является стекло.

Свойство материала частично пропус­кать, а частично отражать свет носит назва­ние светопроницаемости. Просвечивающие­ся материалы создают свои эффекты: к вос­приятию цвета примешивается видимость объема (они как бы светятся изнутри). Если цветному участку придать размытые грани­:. то он будет казаться полупрозрачным.