Światło jest formą energii zbudowaną z fotonów. Fotony są najmniejszą jednostką światła widzialnego. Czy wiesz, że światło jest najszybszą rzeczą we wszechświecie? Ponieważ światło składa się z bezmasowych cząstek zwanych fotonami, co pozwala mu być najszybszą rzeczą we wszechświecie. Światło porusza się w próżni z prędkością 300 000 km na sekundę. Światło jest wyjątkowe, ponieważ istnieje jednocześnie w dwóch bardzo różnych formach. Jedną z form są małe cząstki zwane fotonami. Inną formą są fale. Najprościej wyobrazić sobie światło jako fale.
Światło będzie podróżować po całkowicie prostej linii, dopóki nie uderzy w obiekt, który go zakrzywi lub odbije. Ta właściwość światła poruszającego się po linii prostej nazywana jest prostoliniowym rozchodzeniem się światła.
Czy zauważyłeś kiedyś promień światła, który wpada do twojej ciemni przez mały otwór? Tak, zobaczysz wiązkę światła poruszającą się po linii prostej.
Przeprowadźmy kilka podstawowych eksperymentów, aby udowodnić, że światło porusza się po linii prostej.
Eksperyment 1:
Potrzebne przedmioty: świeca, zapałka i mała wydrążona prosta fajka oraz mała pusta wygięta fajka.
Zapal świecę i spójrz na płomień świecy przez prostą rurkę. Tutaj widać światło świec.
Teraz spróbujmy spojrzeć na płomień przez wygiętą rurkę. Płomień nie będzie teraz dla nas widoczny.
Obserwacja: Płomień nie jest widoczny przez zakrzywioną rurę. Ten eksperyment dowodzi, że światło porusza się po linii prostej i zostaje zablokowane, jeśli napotka na swojej drodze jakąkolwiek przeszkodę.
Eksperyment 2:
Potrzebne przedmioty: Trzy identyczne ekrany i świeca.
Przebij otwory pośrodku tych trzech ekranów i zamontuj je na stole jeden za drugim, jak pokazano na poniższym schemacie. Trzymaj świecę po jednej stronie tych ekranów i patrz przez drugą stronę trzech ekranów.
1. Spróbuj spojrzeć na płomień świecy. Dostosuj otwory sit i świecę tak, aby można było zobaczyć płomień przechodzący przez te ekrany.
2. Teraz przesuń dowolny ekran na bok i spróbuj zobaczyć płomień świecy. Nie będzie to widoczne.
Obserwacja: Kiedy wszystkie trzy otwory i płomień są w tej samej linii, wtedy płomień jest dla nas widoczny. Gdy tylko jeden z ekranów zerwie wyrównanie, płomień nie jest widoczny. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy światło porusza się po prostej, a nie zygzakiem.
1. Powstawanie cienia: Kiedy światło jest blokowane przez nieprzezroczystą substancję, powstaje cień. Ma taki sam kształt jak przedmiot, chociaż może mieć inny rozmiar.
2. Powstanie zaćmienia: Inną konsekwencją poruszania się światła po prostej drodze jest zaćmienie Słońca i Księżyca. Czy rozumiesz, dlaczego Ziemia, Księżyc i Słońce muszą znajdować się w linii prostej, aby spowodować zaćmienie Słońca? Światło słoneczne nie może zaginać się wokół Księżyca. Jeśli światło słoneczne nie może dotrzeć do twoich oczu, nie możesz zobaczyć Słońca.
3. Powstanie dnia i nocy: Jeśli promienie słoneczne nie poruszają się po prostoliniowej ścieżce, światło zakrzywiłoby się wokół ziemi i w nocy byłoby światło słoneczne.
4. Kamera otworkowa: Kamera otworkowa działa na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się światła. Zobaczmy, jak to działa. Kamera otworkowa to proste urządzenie, które składa się z małego pudełka pomalowanego od wewnątrz na czarno i ma na jednym końcu mały otwór wielkości szpilki. Na drugim końcu znajduje się ekran z kalki kreślarskiej lub matowego szkła do oglądania. Jeśli odwrócisz stronę z otworem w kierunku odległego drzewa lub świecy, a następnie spojrzysz na ekran po przeciwnej stronie, zauważysz obraz. Obraz może być rozmazany w zależności od tego, jak daleko lub blisko znajduje się obiekt. Ale interesującą rzeczą w obrazie jest to, że jest on odwrócony lub, jak mówimy w fizyce, obraz jest odwrócony. Ta inwersja jest dowodem na to, że światło porusza się po liniach prostych.
Światło biegnie od wierzchołka drzewa (punkt A) i pada na punkt X na ekranie. Promienie z dołu drzewa (punkt B) padają na Y. Zatem XY jest pomniejszonym odwróconym obrazem drzewa na ekranie. Jeśli ekran zostanie zastąpiony kliszą fotograficzną, można zrobić zdjęcie drzewa.
Jak można zmienić ścieżkę światła?
Poniżej znajdują się powody, dla których światło zbacza z prostej ścieżki:
(i) Uderza w powierzchnię i odbija się od niej. To się nazywa refleksja.
(ii) Przechodzi z jednego przezroczystego ośrodka do drugiego i zmienia swój kierunek, na przykład, gdy światło przechodzi z powietrza do wody, zmienia prędkość, co powoduje zakrzywienie światła. Nazywa się to refrakcją.
(iii) Światło wpada do obiektu, ale nie przechodzi przez nie. Czarne powierzchnie pochłaniają prawie całe światło. Nazywa się to wchłanianiem.
