Լույս

Լույսը շատ կարևոր դեր է կատարում մարդու կյանքում: Լույսի շնորհիվ մենք կարողանում ենք ճանաչել մեզ շրջապատող աշխարհը: Լույսն է, որ Արեգակից Երկիր հասնելով մեր մոլորակի վրա կյանքի գոյության համար անհրաժեշտ պայմանններ է ստեղծում: 

Իսկ ի՞նչ է լույսը: Լույսի բնույթի վերաբերյալ առաջին գիտական տեսությունը ստեղծել է Իսահակ Նյուտոնը 17 – րդ դարում: 

Ըստ Նյուտոնի.Լույսը կազմված է փոքրիկ մասնիկներից ՝ կորպուսկուլներից, որոնք լուսատու մարմինը առաքում է բոլոր ուղղություններով ՝ ճառագայթների երկայնքով:

Գրեթե միաժամանակ, հոլանդացի գիտնական Քրիստիան Հյուգենսը առաջարկել է լույսի ալիքային տեսությունը: 

 Ըստ Հյուգենսի.Լույսը առաձգական ալիք է՝ լույսի աղբյուրից հեռացող համակենտրոն գնդոլորտների տեսքով:

Վակումում լույսի տարածումը հերքեց լույսի ՝ առաձգական ալիք լինելը: Սակայն 19-րդ դարի երկրորդ կեսին, էլեկտրամագնիսական ալիքների փորձնական ստացումը, լույսի և էլետրամագնիսական ալիքների արագության համընկնելը, թույլ տվեց Մաքսվելին և Հերցին իրենց աշխատություններում հաստատել լույսի ալիքային բնույթը և լույսը նույնացնել էլետրամագնիսական ալիքի հետ: Լույս կամ տեսանելի ճառագայթում են անվանում 400 − 800ՏՀց (1ՏՀց = 1012 Հց) հաճախության էլեկտրամագնիսական ալիքները, որոնք մարդու մոտ կարող են առաջացնել տեսողական զգայություններ: Տարբեր հաճախությունների ճառագայթումները մարդու մոտ տարբեր գույների զգայություններ են առաջացնում՝ սկսած կարմիրից՝ 400−480ՏՀց, մինչև մանուշակագույն՝ 670 − 800ՏՀց:

Հետագայում Ալբերտ Այնշտայնը՝ ֆոտոէֆեկտի երևույթը բացատրելիս, նորից անդրադարձավ լույսի մասնիկային բնույթին և ցույց տվեց, որճառագայթելիս և կլանվելիս, լույսը իրենից ներկայացնում է լուսային մասնիկների ՝ ֆոտոնների հոսք: Այսպիսով լույսն ունի հատկությունների երկակիություն: Սակայն անկախ այն բանից, թե ինչ բնույթ ունի լույսը ՝ մասնիկների հոսք է, թե էլեկտրամագնիսական ալիք, այն ներկայացվում է որպես ճառագայթներ, որոնք սկսվում են լուսատու մարմնից և տարածվում բոլոր ուղղություններով ՝ ցույց տալով լուսային էներգիայի տարածման ուղղությունը: Տեսանելի տիրույթում ճառագայթող մարմնին անվանում են լույսի աղբյուր: Եթե լույսի աղբյուրի չափերը շատ փոքր են մինչև լուսավորվող մարմին ընկած հեռավորության համեմատ, ապա այն անվանում են լույսի կետային աղբյուր: Լույսի աղբյուրները բաժանվում են նաև բնական և արհեստական աղբյուրների: Լույսի  բնական աղբյուրներն են ՝ Արեգակը, աստղերը, կայծակը, լուսատիտիկը և այլն:  

 Լույսի արհեստական աղբյուրներն են՝ ջերմային աղբյուրները (շիկացման լամպ, գազայրիչի բոց, մոմի լույս և այլն) և ոչ ջերմային աղբյուրները (ցերեկային լույսի լամպ, լուսադիոդ, լազեր, հեռուստացույցի կամ համակարգչի էկրան):  

Լույսի աղբյուր կարող են լինել ոչ միայն լուսատու մարմինները, այլև այն մարմինները, որոնք անրադարձնում են իրենց վրա ընկած լույսը բոլոր ուղղություններով, դարռնալով տեսանելի: Այդպիսի աղբյուրներ են՝ Լուսինը, մոլորակները և մեր շուրջը գտնվող բոլոր տեսանելի առարկաները: Լույսի տարածումը համասեռ միջավայրում:Ֆիզիկայի այն բաժինը, որն ուսումնասիրում է լույսի հետ կապված երևույթները, կոչվում է օպտիկա:Օպտիկայի այն բաժինը, որն ուսումնասիրում է լուսային ճառագայթների տարածման օրինաչափությունները՝ հաշվի չառնելոով նրանց ալիքային հատկությունները, կոչվում է երկրաչափական օպտիկա: Երկրաչափական օպտիկայի օրենքներից մի քանիսը հայտնագործվել է լույսի բնույթը պարզելուց շատ առաջ: Այդպիսի օրենքներից է՝ լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը, որը ձևակերպել է հույն գիտնական Էվկլիդեսը՝ մ. թ. ա. երրորդ դարում: 

Համասեռ, թափանցիկ միջավայրում լույսն ուղղագիծ է տարածվում:Դրանում կարելի է համոզվել փորձերի օգնությամբ, որոնք հարմար է կատարել լազերային ցուցափայտի արձակած ճառագայթով: Այս կերպ կարող ենք տեսնել, որ ապակե անոթի մեջ լցված ջրում ՝ համասեռ, թափանցիկ միջավայրում, լազերային ճառագայթը տարածվում է ուղիղ գծով: 

Լույսի ուղղագիծ տարածման հետևանք են հստակ ստվերները, որոնք ընկնում են անթափանց մարմիններից, երբ դրանք լուսավորվում են լույսի կետային աղբյուրից: 

Օրինակ՝ եթե կետային լույսի աղբյուրի և էկրանի միջև անթափանց գունդ տեղադրենք, ապա էկրանի վրա մուգ շրջանի տեսքով ստվեր կհայտնվի: Ստվերն այն տեղն է, որտեղ չի ընկնում լույսի աղբյուրի լույսը:

Եթե լույսի կետային աղբյուրի փոխարեն օգտագործվի ավելի մեծ չափեր ունեցող աղբյուր՝ լամպ, ապա հստակ ստվերի փոխարեն լուսավորված ֆոնին կստանանք ստվեր և կիսաստվեր: Դա ոչ միայն չի հակասում, այլ, ևս մեկ անգամ հաստատում է լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը: 

Այն մասում, որտեղ լույս չի ընկնում լամպի և ոչ մի կետից, լիակատար ստվեր է, իսկ այն տիրույթում, որտեղ լույսը միայն որոշ կետերից է ընկնում՝ առաջանում է կիսաստվեր: Հսկայական չափերի ստվեր և կիսաստվեր գոյանում են Արևի և Լուսնի խավարումների ժամանակ: Արևի խավարումն առաջանում այն դեպքում, երբ Լուսինը՝ Երկրի շուրջը իր պտույտի ժամանակ, ամբողջովին կամ մասնակիորեն ծածկում է Արեգակը: 

Իսկ, երբ Լուսինն է հայտնվում Երկրագնդի առաջացրած ստվերի կոնի մեջ, ապա տեղի ունենում Լուսնի խավարում: 

Լուսնի խավարումների ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տվել Արիստոտելին ՝ մ. թ. ա. չորրորդ դարում, եզրակացնել, որ Երկիրը գնդաձև է, ինչի վկայությունը Լուսնի վրա Երկրագնդի ստվերի շրջանաձև լինելն է: 

1. Արևոտ օրը 5 մ բարձրություն ունեցող տանձենին գցում է 1 մ երկարությամբ ստվեր, իսկ բարդին ՝ 4 մ երկարությամբ ստվեր: Ինչի՞ է հավասար բարդու բարձրությունը: Պատասխանը գրել մետրերով ՝ տասնորդական թվի ճշտությամբ:

5 մ բարձրություն – 1 մ երկարությամբ ստվեր

x – 4 մ երկարությամբ ստվեր

x = 4 * 5 / 1 = 20

Պատ ՝ 20 մ

2. Ուղղաձիգ դրված կես մետրանոց քանոնի ստվերի երկարությունը 0.6 մ է: Դրա օգնությամբ որոշեք տան բարձրությունը, եթե վերջինիս ստվերի երկարությունը 7.2 մ է:  

0,5 մ – 0,6 մ երկարությամբ ստվեր

x – 7,2 մ երկարությամբ ստվեր

x = 0,5 * 7,2 / 0,6 = 6

Պատ ՝ 6 մ