Лучи от света – Вижу лучи от источников света

Вижу лучи от источников света

Доброго времени суток, меня уже долгое время беспокоит так сказать » лучи » от источников света. Началось все с вертикального двоения в глазах на эллектроных часах, сходил к офтольмологу сказала что зрение хорошее но » странное глазное дно » направив меня к неврологу который поставил диагноз » ВЧД с правой стороны «. После этого прошло пару месяцев и на данный момент, когда я смотрю на источник света (фары машин, светофоры, всевозможные лампы и т. д) я вижу ОДИН луч исходящий вниз от этого источника, а так же когда я пытаюсь прочитать что-то в дали у меня появляется легкая боль в виске (правом) и текст становиться размытым. Прошу помочь, спасибо.

Своими мушками я никого тут не удивлю, потому как они у всех присутствующих. Поэтому кратко скажу что появились они где-то в марте, перед этим пару недель болели глаза (я разбил свои очки и приходилось сидеть за компьютером без очков, хотя зрение у меня практически стопроцентное, очень легкий астигматизм). Плюс параллельно попробовал методику Жданова.

Сначала появились точки. Потом появились прозрачные «гусеницы» из этих точек. Потом куча «волос». Потом пара размытых «облаков». Естественно, как у всех, депрессия, как дальше жить и т.п. Но потом я заметил проблему которая отодвинула все мушки на второй план.

Проблема такая: когда я смотрю на любой источник света, я вижу вокруг него огромный ореол (такой эффект можно наблюдать если смотреть через прозрачную пленку или даже лучше пример, как в тумане). Ночью водить машину нереально, ореолы от света фар такие огромные что закрывают всю видимость практически. Днем если я нахожусь в помещении напротив окна, то ореол от света закрывает все предметы передо мной. Плюс, по-моему вся эта хрень еще и прогрессирует.

У кого-нибудь есть такие же проблемы?

Я хожу по врачам, но они внятно ничего не говорят. Сейчас прохожу лечение каким-то там ультразвуком с охеренно дорогим лекарством и курс иглоукалывания. Толку мало, хотя я замечал что сразу после ультразвука мушек меньше, на некоторое время. По поводу этой размытости врачи ничего не говорят, кроме того что возможно проблемы с печенью.

Расскажите, может кто-то сталкивался с подобным, что говорили врачи, чем лечили, удалось ли остановить прогрессирование?

Если что, мне 25 лет.

lechi-glaz.ru

почему солнечные лучи выглядят, как солнечные лучи? / Habr

Если посмотреть на Солнце, когда оно частично закрыто облаками и прячется за этими комками атмосферной воды, вы можете увидеть знакомое зрелище: лучи света, пробивающиеся сквозь облака, и падающие на землю. Иногда они кажутся параллельными, иногда кажется, что они расходятся. Иногда может видеть форму Солнца через облака. Почему так происходит? Наш читатель на этой неделе спрашивает:

Можете ли вы объяснить мне, почему в облачный день можно видеть лучи солнца, пробивающиеся сквозь облака? Мне кажется, что поскольку Солнце гораздо больше Земли, и поскольку его фотоны доходят до нас по примерно параллельным путям, мы должны видеть всё небо равномерно освещённым, а не наблюдать небольшой шар света.

Большинство людей даже не задумываются над удивительным фактом существования солнечных лучей.

В типичный солнечный день всё небо освещено. Лучи Солнца падают на Землю почти параллельно, поскольку Солнце очень далеко и оно очень велико по сравнению с Землёй. Атмосфера достаточно прозрачна для того, чтобы весь солнечный свет доходил до поверхности Земли или рассеивался во всех направлениях. Последний эффект и отвечает за то, что в пасмурный день на улице что-то можно рассмотреть – атмосфера отлично рассеивает солнечный свет и заполняет им окружающее пространство.

Именно поэтому в яркий солнечный день ваша тень будет темнее остальной поверхности, на которую она падает, но всё-таки останется подсвеченной. В вашей тени можно рассмотреть землю точно так же, как если бы Солнце скрылось за облаками, и тогда всё остальное становится таким же неярким, как ваша тень, но всё-таки освещается рассеянным светом.

Памятуя об этом, вернёмся к феномену солнечных лучей. Почему, когда Солнце прячется за облаками, иногда можно видеть лучи света? И почему иногда они выглядят, как параллельные колонны, а иногда – как расходящиеся?

Первое, что нужно понять, это то, что рассеивание солнечного света, когда он сталкивается с частицами атмосферы и перенаправляется во все стороны, работает всегда – прячется Солнце за облаками или нет. Поэтому днём всегда присутствует базовый уровень освещения. Поэтому это и есть «день», и поэтому, чтобы найти днём темноту, вам нужно поглубже забраться в пещеру.

А что же такое лучи? Они происходят от промежутков или тонких участков облаков (или деревьев или других непрозрачных объектов), не блокирующих солнечный свет. Этот идущий напрямую свет кажется более ярким, чем его окружение, но его заметно, только если он контрастирует с тёмным, теневым фоном! Если это свет будет повсюду, в нём не будет ничего примечательного, наши глаза приспособятся к нему. Но если яркий луч света оказывается светлее своего окружения, ваши глаза отмечают это и сообщают вам о разнице.

А что насчёт формы лучей? Вы можете подумать, что облака работают, как линзы или призмы, отклоняя или преломляя лучи и заставляя их расходиться. Но это не так; облака поглощают и переиспускают свет одинаково во всех направлениях, поэтому они и непрозрачны. Эффект с лучами возникает только там, где облака не поглощают большую часть света. При проведении измерений оказывается, эти лучи на самом деле параллельны, что соответствует большому расстоянию до Солнца. Если вы понаблюдаете за лучами, направленными не к вам и не от вас, а перпендикулярно линии вашего зрения, вы именно это и обнаружите.

Причина, по которой нам кажется, что лучи «сходятся» к Солнцу та же самая, по которой нам кажется, что рельсы или полотно дороги сходится в одной точке. Это параллельные линии, одна часть которых оказывается ближе к вам, чем другая. Солнце находится очень далеко, и точка, из которой исходит луч, находится дальше от вас, чем точка его соприкосновения с Землёй! Это не всегда очевидно, но именно поэтому лучи принимают форму лучей, что хорошо заметно, когда становится видно, насколько близко вы находитесь к концу луча.

Поэтому наличием луча мы обязаны перспективе окружающих его теней и возможности наших глаз различать яркость прямого света и окружающей его относительной темноты. А причина, по которой лучи кажутся сходящимися, лежит в перспективе, и в том, что точка приземления этих на самом деле параллельных лучей света находится ближе к нам, чем их начальная точка в нижней части облаков. Вот такая наука у солнечных лучей, и вот почему они выглядят именно так!

habr.com

Физики научились изгибать лучи света под любым углом

Учёные из Израиля и Франции заставили луч света изгибаться под любым углом без внешнего воздействия. Уникальное открытие найдёт применение в самых различных областях: от промышленного производства до биофизических исследований.

Всем известно, что свет может распространяться прямолинейно и преломляться. С последним явлением мы сталкиваемся, к примеру, когда кладём соломинку в бокал с коктейлем. Соломинка кажется нам разорванной на границе воды и воздуха. Этот оптический обман имеет место из-за того, что индекс преломления света в воде и воздухе не одинаков.

В космическом пространстве свет также может отклоняться от прямолинейного распространения под воздействием сильных гравитационных полей, создаваемых такими объектами, как звёзды или чёрные дыры.

Впрочем, некоторые формы волн могут изгибаться самостоятельно. Например, луч Эйри (Airy beam). Способность к самостоятельному искривлению светового луча была открыта ещё в конце 1970-х годов.

Но увидеть эффект самостоятельного изгиба в лабораторных условиях удалось лишь в 2007 году. Команда физиков из университета центральной Флориды (University of Central Florida), получив луч Эйри, экспериментально добилась небольшого (до 8˚) изгиба.

В последние годы теоретические и экспериментальные работы по изучению явления самостоятельного изгибания светового луча достигли небывалого уровня, пишет Science.

Недавно группа специалистов из израильского института Технион (Technion) нашла такие решения уравнения Максвелла, которые позволили преодолеть существовавшие прежде ограничения функции Эйри. Учёные обосновали возможность изгиба луча света под любым углом, хоть по кругу.

В то же время специалисты из университета Франш-Конте (Université de Franche-Comté) нашли начальные значения фазы, которые соответствуют решению израильских коллег, не будучи осведомлёнными об их достижениях. Французы с помощью устройства, называемого пространственным модулятором света, получили луч, который изгибается под углом в 60˚.

В чём же заключается принцип самостоятельного изгибания луча? Свет – это «пучок» световых волн, каждая из которых условно имеет пик и впадину. Эти части волн могут «взаимодействовать» друг с другом. Например, если пик совпадает с впадиной, они нивелируют друг друга. Если же пики совпадают, возникает яркое пятно света.

Контролируя начальное положение фазы волны, можно заставить свет менять направление (вплоть до обратного, так получается отрицательная скорость света), устраняя «ненужные» волны и усиливая необходимые.

Открытие израильтян и французов может пригодиться в самых разных областях: в промышленности, где модификация луча обычного лазера позволит создавать не прямые, а изогнутые под нужным углом отверстия. Сложно недооценить использование способности лучей «самостоятельно изгибаться» и для так называемого оптического пинцета. Этот инструмент получил широкое применение в биофизике, так как позволяет манипулировать белками без прямого физического контакта. 

nauka.vesti.ru

Свет и цвет: основы основ / Habr

Мы часто говорим о таком понятии как свет, источниках освещения, цвете изображений и объектов, но не совсем хорошо себе представляем, что такое свет и что такое цвет. Пора разобраться с этими вопросами и перейти от представления к понимаю.

Мы окружены

Осознаем мы этого или нет, но мы находимся в постоянном взаимодействии с окружающим миром и принимаем на себя воздействие различных факторов этого мира. Мы видим окружающее нас пространство, постоянно слышим звуки от различных источников, ощущаем тепло и холод, не замечаем, что пребываем под воздействием естественного радиационного фона, а также постоянно находимся в зоне излучения, которое исходит от огромного количества источников сигналов телеметрии, радио и электросвязи. Почти всё вокруг нас испускает электромагнитное излучение. Электромагнитное излучение — это электромагнитные волны, созданные различными излучающими объектами – заряженными частицами, атомами, молекулами. Волны характеризуются частотой следования, длинной, интенсивностью, а также рядом других характеристик. Вот вам просто ознакомительный пример. Тепло, исходящее от горящего костра – это электромагнитная волна, а точнее инфракрасное излучение, причем очень высокой интенсивности, мы его не видим, но можем почувствовать. Врачи сделали рентгеновский снимок – облучили электромагнитными волнами, обладающими высокой проникающей способностью, но мы этих волн не ощутили и не увидели. То, что электрический ток и все приборы, которые работают под его действием, являются источниками электромагнитного излучения, вы все, конечно же, знаете. Но в этой статье я не стану рассказать вам теорию электромагнитного излучения и его физическую природу, я постараюсь более мене простым языком объяснить, что же такое видимый свет и как образуется цвет объектов, которые мы с вами видим. Я начал говорить про электромагнитные волны, чтобы сказать вам самое главное: Свет – это электромагнитная волна, которая испускается нагретым или находящимся в возбужденном состоянии веществом. В роли такого вещества может выступить солнце, лампа накаливания, светодиодный фонарик, пламя костра, различного рода химические реакции. Примеров может быть достаточно много, вы и сами можете привести их в гораздо большем количестве, чем я написал. Необходимо уточнить, что под понятием свет мы будем подразумевать видимый свет. Всё выше сказанное можно представить в виде вот такой картинки (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Место видимого излучения среди других видов электромагнитного излучения.

На Рисунке 1 видимое излучение представлено в виде шкалы, которая состоит из «смеси» различных цветов. Как вы уже догадались – это спектр. Через весь спектр (слева направо) проходит волнообразная линия (синусоидальная кривая) – это электромагнитная волна, которая отображает сущность света как электромагнитного излучения. Грубо говоря, любое излучение – есть волна. Рентгеновское, ионизирующее, радиоизлучение (радиоприемники, телевизионная связь) – не важно, все они являются электромагнитными волнами, только каждый вид излучения имеет разную длину этих волн. Синусоидальная кривая является всего лишь графическим представлением излучаемой энергии, которая изменяется во времени. Это математическое описание излучаемой энергии. На рисунке 1 вы также можете заметить, что изображенная волна как бы немного сжата в левом углу и расширена в правом. Это говорит о том, что она имеет разную длину на различных участках. Длина волны – это расстояние между двумя её соседними вершинами. Видимое излучение (видимый свет) имеет длину волны, которая изменяется в пределах от 380 до 780nm (нанометров). Видимый свет — всего лишь звено одной очень длинной электромагнитной волны.

От света к цвету и обратно

Ещё со школы вы знаете, что если на пути луча солнечного света поставить стеклянную призму, то большая часть света пройдет через стекло, и вы сможете увидеть разноцветные полосы на другой стороне призмы. То есть изначально был солнечный свет — луч белого цвета, а после прохождения через призму разделился на 7 новых цветов. Это говорит о том, что белый свет состоит из этих семи цветов. Помните, я только что говорил, что видимый свет (видимое излучение) — это электромагнитная волна, так вот, те разноцветные полосы, которые получились после прохождения солнечного луча через призму – есть отдельные электромагнитные волны. То есть получаются 7 новых электромагнитных волн. Смотрим на рисунок 2.

Рисунок 2 – Прохождение луча солнечного света через призму.

Каждая из волн имеет свою длину. Видите, вершины соседних волн не совпадают друг с другом: потому что красный цвет (красная волна) имеет длину примерно 625-740nm, оранжевый цвет (оранжевая волна) – примерно 590-625nm, синий цвет (синяя волна) – 435-500nm., не буду приводить цифры для остальных 4-х волн, суть, я думаю, вы поняли. Каждая волна – это излучаемая световая энергия, то есть красная волна излучает красный свет, оранжевая – оранжевый, зеленая – зеленый и т.д. Когда все семь волн излучаются одновременно, мы видим спектр цветов. Если математически сложить графики этих волн вместе, то мы получим исходный график электромагнитной волны видимого света – получим белый свет. Таким образом, можно сказать, что спектр электромагнитной волны видимого света – это сумма волн различной длины, которые при наложении друг на друга дают исходную электромагнитную волну. Спектр «показывает из чего состоит волна». Ну, если совсем просто сказать, то спектр видимого света – это смесь цветов, из которых состоит белый свет (цвет). Надо сказать, что и у других видов электромагнитного излучения (ионизирующего, рентгеновского, инфракрасного, ультрафиолетового и т.д.) тоже есть свои спектры.

Любое излучение можно представить в виде спектра, правда таких цветных линий в его составе не будет, потому, как человек не способен видеть другие типы излучений. Видимое излучение – это единственный вид излучений, который человек может видеть, потому-то это излучение и назвали – видимое. Однако сама по себе энергия определенной длины волны не имеет никакого цвета. Восприятие человеком электромагнитного излучения видимого диапазона спектра происходит благодаря тому, что в сетчатке глаза человека располагаются рецепторы, способные реагировать на это излучение.

Но только ли путем сложения семи основных цветов мы можем получить белый цвет? Отнюдь. В результате научных исследований и практических экспериментов было установлено, что все цвета, которые способен воспринимать человеческий глаз, можно получить смешиванием всего лишь трех основных цветов. Три основных цвета: красный, зеленый, синий. Если с помощью смешивания этих трех цветов можно получить практически любой цвет, значит можно получить и белый цвет! Посмотрите на спектр, который был приведен на рисунке 2, на спектре четко просматриваются три цвета: красный, зеленый и синий. Именно эти цвета лежат в основе цветовой модели RGB (Red Green Blue).

Проверим как это работает на практике. Возьмем 3 источника света (прожектора) — красный, зеленый и синий. Каждый из этих прожекторов излучает только одну электромагнитную волну определенной длины. Красный – соответствует излучению электромагнитной волны длиной примерно 625-740nm (спектр луча состоит только из красного цвета), синий излучает волну длиной 435-500nm (спектр луча состоит только из синего цвета), зеленый – 500-565nm (в спектре луча только зеленый цвет). Три разных волны и больше ничего, нет никакого разноцветного спектра и дополнительных цветов. Теперь направим прожектора так, чтобы их лучи частично перекрывали друг друга, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3 — Результат наложения красного, зеленого и синего цветов.

Посмотрите, в местах пересечения световых лучей друг с другом образовались новые световые лучи – новые цвета. Зеленый и красный образовали желтый, зеленый и синий – голубой, синий и красный — пурпурный. Таким образом, изменяя яркость световых лучей и комбинируя цвета можно получить большое многообразие цветовых тонов и оттенков цвета. Обратите внимание на центр пересечения зеленого, красного и синего цветов: в центре вы увидите белый цвет. Тот самый, о котором мы недавно говорили. Белый цвет – это сумма всех цветов. Он является «самым сильным цветом» из всех видимых нами цветов. Противоположный белому – черный цвет. Черный цвет – это полное отсутствие света вообще. То есть там, где нет света — там мрак, там всё становится черным. Пример тому — иллюстрация 4.

Рисунок 4 – Отсутствие светового излучения

Я как-то незаметно перехожу от понятия свет к понятию цвет и вам ничего не говорю. Пора внести ясность. Мы с вами выяснили, что свет – это излучение, которое испускается нагретым телом или находящимся в возбужденном состоянии веществом. Основными параметрами источника света являются длина волны и сила света. Цвет – это качественная характеристика этого излучения, которая определяется на основании возникающего зрительного ощущения. Конечно же, восприятие цвета зависит от человека, его физического и психологического состояния. Но будем считать, что вы достаточно хорошо себя чувствуете, читаете эту статью и можете отличить 7 цветов радуги друг от друга. Отмечу, что на данный момент, речь идет именно о цвете светового излучения, а не о цвете предметов. На рисунке 5 показаны зависимые друг от друга параметры цвета и света.

Рисунки 5 и 6– Зависимость параметров цвета от источника излучения

Существуют основные характеристики цвета: цветовой тон (hue), яркость (Brightness), светлость (Lightness), насыщенность (Saturation).

Цветовой тон (hue)

– Это основная характеристика цвета, которая определяет его положение в спектре. Вспомните наши 7 цветов радуги – это, иначе говоря, 7 цветовых тонов. Красный цветовой тон, оранжевый цветовой тон, зелёный цветовой тон, синий и т.д. Цветовых тонов может быть довольно много, 7 цветов радуги я привел просто в качестве примера. Следует отметить, что такие цвета как серый, белый, черный, а также оттенки этих цветов не относятся к понятию цветовой тон, так как являются результатом смешивания различных цветовых тонов.

Яркость (Brightness)

– Характеристика, которая показывает, насколько сильно излучается световая энергия того или иного цветового тона (красного, желтого, фиолетового и т.п.). А если она вообще не излучается? Если не излучается – значит, её нет, а нет энергии — нет света, а там где нет света, там черный цвет. Любой цвет при максимальном снижении яркости становится черным цветом. Например, цепочка снижения яркости красного цвета: красный — алый — бордовый — бурый — черный. Максимальное увеличение яркости, к примеру, того же красного цвета даст «максимально красный цвет».

Светлость (Lightness)

– Степень близости цвета (цветового тона) к белому. Любой цвет при максимальном увеличении светлости становится белым. Например: красный — малиновый — розовый — бледно-розовый — белый.

Насыщенность (Saturation)

– Степень близости цвета к серому цвету. Серый цвет является промежуточным цветом между белым и черным. Серый цвет образуется путем смешивания в равных количествах красного, зеленого, синего цвета с понижением яркости источников излучения на 50%. Насыщенность изменяется непропорционально, то есть понижение насыщенности до минимума не означает, что яркость источника будет снижена до 50%. Если цвет уже темнее серого, при понижении насыщенности он станет ещё более темным, а при дальнейшем понижении и вовсе станет черным цветом.

Такие характеристики цвета как цветовой тон (hue), яркость (Brightness), и насыщенность (Saturation) лежат в основе цветовой модели HSB (иначе называемая HCV).

Для того чтобы разобраться в этих характеристиках цвета, рассмотрим на рисунке 7 палитру цветов графического редактора Adobe Photoshop.

Рисунок 7 – Палитра цветов Adobe Photoshop

Если вы внимательно посмотрите на рисунок, то обнаружите маленький кружочек, который расположен в самом верхнем правом углу палитры. Этот кружочек показывает, какой цвет выбран на цветовой палитре, в нашем случае это красный. Начнем разбираться. Сначала посмотрим на числа и буквы, которые расположены в правой половине рисунка. Это параметры цветовой модели HSB. Самая верхняя буква – H (hue, цветовой тон). Он определяет положение цвета в спектре. Значение 0 градусов означает, что это самая верхняя (или нижняя) точка цветового круга – то есть это красный цвет. Круг разделен на 360 градусов, т.е. получается, в нем 360 цветовых тонов. Следующая буква – S (saturation, насыщенность). У нас указано значение 100% — это значит, что цвет будет «прижат» к правому краю цветовой палитры и имеет максимально возможную насыщенность. Затем идет буква B (brightness, яркость) – она показывает, насколько высоко расположена точка на палитре цветов и характеризует интенсивность цвета. Значение 100% говорит о том, что интенсивность цвета максимальна и точка «прижата» к верхнему краю палитры. Буквы R(red), G(green), B(blue) — это три цветовых канала (красный, зеленый, синий) модели RGB. В каждом в каждом из них указывается число, которое обозначает количество цвета в канале. Вспомните пример с прожекторами на рисунке 3, тогда мы выяснили, что любой цвет может быть получен путем смешивания трех световых лучей. Записывая числовые данные в каждый из каналов, мы однозначно определяем цвет. В нашем случае 8-битный канал и числа лежат в диапазоне от 0 до 255. Числа в каналах R, G, B показывают интенсивность света (яркость цвета). У нас в канале R указано значение 255, а это значит, что это чистый красный цвет и у него максимальная яркость. В каналах G и B стоят нули, что означает полное отсутствие зеленого и синего цветов. В самой нижней графе вы можете увидеть кодовую комбинацию #ff0000 — это код цвета. У любого цвета в палитре есть свой шестнадцатиричный код, который определяет цвет. Есть замечательная статья Теория цвета в цифрах, в которой автор рассказывает как определять цвет по шестнадцатеричному коду.
На рисунке вы также можете заметить перечеркнутые поля числовых значений с буквами «lab» и «CMYK». Это 2 цветовых пространства, по которым тоже можно характеризовать цвета, о них вообще отдельный разговор и на данном этапе незачем вникать в них пока не разберетесь с RGB.
Можете открыть цветовую палитру Adobe Photoshop и поэксперовать со значением цветов в полях RGB и HSB. Вы заметите, что изменение числовых значений в каналах R, G, и B приводит к изменению числовых значений в каналах H, S, B.

Цвет объектов

Пора поговорить о том, как так получается, что окружающие нас предметы принимают свой цвет, и почему он меняется при различном освещении этих предметов.

Объект можно увидеть, только если он отражает или пропускает свет. Если же объект почти полностью поглощает падающий свет, то объект принимает черный цвет. А когда объект отражает почти весь падающий свет, он принимает белый цвет. Таким образом, можно сразу сделать вывод о том, что цвет объекта будет определяться количеством поглощенного и отраженного света, которым этот объект освещается. Способность отражать и поглощать свет определятся молекулярной структурой вещества, иначе говоря — физическими свойствами объекта. Цвет предмета «не заложен в нем от природы»! От природы в нем заложены физические свойства: отражать и поглощать.

Цвет объекта и цвет источника излучения неразрывно связаны между собой, и эта взаимосвязь описывается тремя условиями.

— Первое условие: Цвет объект может принимать только при наличии источника освещения. Если нет света, не будет и цвета! Красная краска в банке будет выглядит черной. В темной комнате мы не видим и не различаем цветов, потому что их нет. Будет черный цвет всего окружающего пространства и находящихся в нем предметов.

— Второе условие: Цвет объекта зависит от цвета источника освещения. Если источник освещения красный светодиод, то все освещаемые этим светом объекты будут иметь только красные, черные и серые цвета.

— И наконец, Третье условие: Цвет объекта зависит от молекулярной структуры вещества, из которого состоит объект.

Зеленая трава выглядит для нас зеленой, потому что при освещении белым светом она поглощает красную и синюю волну спектра и отражает зеленую волну (Рисунок 8).

Рисунок 8 – Отражение зеленой волны спектра

Бананы на рисунке 9 выглядят желтыми, потому что они отражают волны, лежащие в желтой области спектра (желтую волну спектра) и поглощает все остальные волны спектра.

Рисунок 9 – Отражение желтой волны спектра

Собачка, та что изображена на рисунке 10 – белая. Белый цвет – результат отражения всех волн спектра.

Рисунок 10 – Отражение всех волн спектра

Цвет предмета – это цвет отраженной волны спектра. Вот так предметы приобретают видимый нами цвет.

В следующей статье речь пойдет о новой характеристике цвета — цветовой температуре.

habr.com

Вред синего света для глаз от смартфонов и телевизоров

Чтобы понять, есть ли вред синего света для глаз, в чем он заключается и как с этим бороться, следует разобраться с некоторыми теоретическими основами этих вопросов. Свет, если рассматривать основы физики, это одна из разновидностей электромагнитного излучения, которое испускают светящиеся тела. И какое появляется как результат некоторых химических взаимодействий.

Читайте также: Какое покрытие сковородки выбрать

Вред синего света для глаз

Для электромагнитного излучения характерна волновая природа. То есть распространение в форме волн (колебаний с периодичностью) с некоторыми значениями амплитуды и частоты. Человек способен к восприятию небольшого разброса длин волн электромагнитного излучения — 380-760 нм. И данный разброс следует считать видимым светом. Максимальная величина чувствительности находится в средней части диапазона и составляет 555 нм.

Разброс излучений, какой примыкает к видимому спектру с меньшей стороны (менее 380 нм), является ультрафиолетовым. Многие знают о его отрицательном влиянии на зрительный анализатор. Диапазон, какой примыкает к видимому свету с большей стороны (более 760 нм), называется инфракрасным.

Важно! Синий свет — наиболее коротковолновой в видимом излучении. Для него характерен разброс длин волн от 380 до 500 нм. Понятие “синий свет” можно считать несколько упрощенным, по причине того, что в синий спектр излучения входят волны света от фиолетового диапазона (380-420 нм) до непосредственно синего (420-500 нм).

Поскольку волны света в синем диапазоне обладают самой маленькой длиной, они (по закономерностям рэлеевского рассеяния) рассеиваются с наибольшей интенсивностью. По этой причине существенный процент блеска излучения от солнца обусловливается синим светом. Излучение синего света, какое рассеивается на частицах, имеющих размер, не превышающий длину волны, дает оттенок водным пространствам и небу.

Данное светорассеяние способно влиять на контрастность, на качество зрительного восприятия вдаль, поскольку затрудняет распознавание объектов. Кроме того, синий свет подвергается рассеянию в структурах зрительного анализатора. Тем самым он уменьшает качество зрения и становится причиной появления симптоматики утомления глаз.

Синее излучение: основные источники

Синее излучение — это часть спектра света солнца. Учитывая это, нет возможности полностью устранить его действие. Но врачей тревожит не только естественный свет. А излучение, которое испускают искусственные источники света:

• компактные лампы с люминесценцией,
• мониторы,
• смартфоны,
• ноутбуки,
• мобильные игровые приставки,
• телевизоры,
• 3-d шлемы и очки,
• цифровые камеры и фотоаппараты.

Сейчас по мере развития искусственных источников освещения отмечается тот факт, что люди переходят от эксплуатации обыкновенных лампочек к применению люминесцентных. А их спектр излучения отличается более высоким максимальным значением в разбросе синего излучения.

Посмотрите видео Вред синего света для глаз (39 минут)

 

Купить вебинар в записи от кмн Ирины Скорогудаевой

Научный комитет по развивающимся и недавно определенным рискам для здоровья (SCENIHR) опубликовал на официальном интернет-ресурсе Европейского Союза результаты анализа работы 180 энергосберегающих лампочек от разных производителей. Было выявлено, что большую часть ламп можно внести в группу отсутствия риска. Но есть и образцы, какие следует включить в категорию низкого риска. Помимо этого, было определено, что отрицательное влияние данных источников света повышается в случае снижения расстояния до освещенного объекта.

Важно! Синее излучение от экрана смартфонов, планшетов, ТВ и компьютеров исходит до 40% больше, если сравнивать с естественным светом солнца. По этой причине картинка на них приобретает большую яркость и является более четкой. Вопрос отрицательных эффектов синего излучения усугубляется из-за увеличения продолжительности каждодневной эксплуатации этих устройств.

Взрослые и дети зачастую держат электронные устройства довольно близко к глазам. А это усиливает интенсивность влияния синего света на зрительный анализатор. По мнению ученых, средняя величина рабочего расстояния, достаточного для восприятия информация с экрана смартфона, планшета или электронной книги, составляет 40 см. И не рекомендуется это расстояние сокращать.

Излучение синего света — как оно воздействует

Исследователи много лет пристально изучали эффекты синего света на человека и выявили, что он оказывает следующее влияние:

• на состояние здоровья зрительного анализатора,
• на биоритмы,
• может становиться провокатором некоторых серьезных патологий.

Вреден ли синий свет для глаз? Безусловно. Во множестве научных работ было выявлено, что действие синего излучения ведет к фотохимическим деформациям структур сетчатки. А особенно — ее фоторецепторов и пигментной эпителиальной ткани. Величина риска повреждения растет в экспоненциальной зависимости с повышением энергии фотонов. Выявлено, что синий свет в 15 раз небезопаснее для структур сетчатки, чем суммарно остальной диапазон видимого света.

Помимо этого, было зафиксировано, что трансформация тканей как следствие долгого действия синего света является аналогичной той, какая связана с симптоматикой возрастных дегенеративных изменений макулы. В исследовании, которое было реализовано в США (его результаты опубликовали в 2004 г.), принимали участие 6 тысяч человек. Наблюдения продолжались 5-10 лет. Было выявлено, что кумулятивное влияние излучения солнца можно связать с риском дегенеративных изменений макулы. Также ученые установили связь между этой патологией и влиянием на зрительный анализатор синего света.

Важно! Синий свет провоцирует фотохимические процессы, в результате каких интенсифицируется выработка свободных радикалов. Именно они повреждают фоторецепторные структуры — палочки и колбочки. Как результат фотохимических процессов образуются метаболиты, от которых эпителиальные ткани сетчатки не могут избавиться самостоятельно. Происходит их накопление, запускаются дегенеративные реакции.

Международная организация по стандартизации (ISO) назвала разброс длин волн синего спектра диапазоном функционального риска для сетчатки. Непосредственно эта часть спектрального ряда является провокатором дегенеративных изменений макулы и фоторетинопатии.

Влияние синего света на организм детей и взрослых

До среднего возраста синее излучение не поглощают физиологические фильтрующие системы: стекловидное тело, хрусталик, роговица и слезная пленка.

Максимум проницаемости для видимого синего излучения выявляется в молодости. И небольшими темпами смещается в длинноволновые значения в процессе возрастания срока жизни.Иными словами, глаза детей способны к поглощению гораздо большего количества синего света, чем глаза пожилых людей.

В группу риска следует включить:

• детей;
• людей с высокой чувствительностью к свету, которые работают при ярком освещении энергосберегающими лампочками;
• людей с интраокулярными линзами.

Взрослые люди лучше защищены, поскольку их хрусталик имеет меньшую прозрачность и поглощает некую часть излучения. Поэтому вред синего света для глаз в этом случае менее выражен. Но если человеку имплантированы интраокулярные линзы, то риск повреждений повышается. Эти линзы защищают от УФ-спектра, однако, не способны предотвратить отрицательные эффекты синего.

Важно! Максимальный риск ухудшения состояния сетчатки из-за долгого действия синего света имеют дети. Синее излучение от компьютера и гаджетов, какими они пользуются довольно долго по времени, плохо воздействует на состояние здоровья зрительной системы. Поскольку хрусталик детей еще не способен в должной степени защищать анализатор.

Эволюционно человек приспособился к каждодневной смене времени суток. Свет является самым действенным внешним сигналом, какой поддерживает цикл жизнедеятельности. Рецепторный аппарат зрительного анализатора дает сигнал в эпифиз, где вырабатывается мелатонин. Он и вызывает засыпание. После того, как стемнеет, возрастает синтез мелатонина, у человека появляется желание спать. А яркое освещение от ламп или от экранов устройств оказывает тормозящее влияние на выработку этого вещества. И сильнее всего синтез мелатонина подавляется непосредственно синим излучением. Следствием этого является дисбаланс циркадных ритмов.

Важно! Времяпрепровождение за компьютером особенно негативно воздействует на сон, поскольку в этом случае человек находится близко от яркого экрана. Два часа чтения с планшета — именно такого количества времени хватит, чтобы нарушить приемлемую интенсивность образования мелатонина.

Как уменьшить опасное влияние синего излучения

Для широкой публики отрицательные эффекты действия синего света на здоровье почти не известны. Люди знают, что нужно ограничивать УФ-излучение, оптимизировать нагрузку на глаза. Но лишь этого для сохранения здоровья глаз недостаточно.

Чтобы минимизировать отрицательные эффекты синего излучения, необходимо придерживаться таких рекомендаций:

1. Не использовать смартфоны, планшеты и иные устройства с ЖК-дисплеями ночью. Если этого избежать нельзя, то требуется носить очки со стеклами, какие не пропускают синий свет.
2. Прекращать эксплуатацию гаджетов за 2-3 часа до ночного отдыха.
3. Не использовать лампочки с избытком излучения в синей части спектра в тех комнатах, где человек пребывает ночью.
4. Детям необходимо пребывать на открытом воздухе днем не меньше 2-3 часов. Поскольку влияние естественного излучения солнца восстанавливает корректный режим сна и бодрствования. Во время времяпрепровождения на открытом воздухе задействована зрительная деятельность на расстоянии, какое превышает длину руки — а значит, обеспечивается расслабление системы аккомодации.
5. Людям с интраокулярными линзами целесообразно прибегать к использованию очков со стеклами, какие делают минимальным попадание синего света к зрительному анализатору.

Спасибо, что делитесь с друзьями!

green-club.su

Явления, связанные с отражением света

Явления, связанные с отражением света

Подробности

Категория: Оптические явления в природе

 

 

ПРЕДМЕТ И ЕГО ОТРАЖЕНИЕ

Некоторые считают, что отраженный в стоячей воде пейзаж не отличается, от реального, а только повернут «вверх ногами». Это далеко не так.

Посмотрите поздним вечером, как отражаются в воде уличные светильники. Обратите внимание на отражение берега, спускающегося к воде. Оно кажется нам укороченным и совсем «исчезает», если мы находимся высоко над поверхностью воды. Вы никогда не сможете увидеть отражение верхушки камня, часть которого погружена в воду.

И это не удивительно. Мы видим пейзаж таким, как если бы смотрели на него из точки, находящейся на столько глубже поверхности воды, на сколько наш глаз находится выше ее поверхности. Разница между пейзажем и его изображением уменьшается по мере приближения глаза к поверхности воды, а также по мере удаления объекта.

Убедиться в этом можно с помощью чертежа.

Часто нам кажется, что отражение в пруду кустов и деревьев отличается большей яркостью красок и насыщенностью тонов. Наблюдая отражение предметов в зеркале, мы также замечаем эту его особенность. В чем же здесь дело? Видимо, здесь большую роль играет психология восприятия, чем физическая сторона явления. Рама зеркала, берега пруда ограничивают небольшой участок пейзажа, ограждая наше боковое зрение от избыточного рассеянного света, поступающего со всего небосвода и ослепляющего нас. Мы смотрим на небольшой участок пейзажа как бы через темную узкую трубу. Кроме этого, уменьшение яркости отраженного света по сравнению с прямым облегчает нам наблюдение неба, облаков и ярко освещенных предметов, которые при прямом наблюдении оказываются слишком яркими для глаза.

 

«ЗАЙЧИК»

Кто из нас не играл «зайчиком» отраженного от зеркала солнечного света. Расстояние, с которого видно это маленькое пятно света, удивительно велико. Утверждают, что зеркало размером 5×5 см можно видеть за 15—30 км. Такое зеркало 1 может быть использовано для геодезических целей и сигнализации. Закрывая и открывая источник света или отраженный луч, можно передать сигналы азбукой Морзе.

Но луч, отраженный от объектива бинокля, в военных условиях может сыграть предательскую роль, открыв противнику место расположения наблюдателя. Поэтому запрещают вести наблюдения незащищенным оптическим прибором. В качестве защиты используют черные картонные или металлические трубки длиной 15—20 см, надеваемые на объектив прибора.

 

ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ОТ УГЛА ПАДЕНИЯ СВЕТА

На границе двух прозрачных сред свет частично отражается, частично проходит в другую среду и преломляется, частично поглощается средой. Отношение отраженной энергии к падающей называют коэффициентом отра-

жения. Отношение энергии света, прошедшего через вещество, к энергии падающего света называют коэффициентом пропускания.

Коэффициенты отражения и пропускания зависят от оптических свойств граничащих между собой сред и от угла падения света. Так, если свет падает на стеклянную пластинку перпендикулярно (угол падения a = 0), то Отражается всего лишь 5% световой энергии, а 95% проходит через границу раздела. При увеличении угла падения доля отраженной энергии возрастает. При угле падения а = 90° она равна единице.

 Приведена таблица зависимости коэффициентов отражения и пропускания от угла падения света для границ воздух—стекло и воздух—вода, а на рисунке 7 показаны кривые этой зависимости: сплошной линией для границы воздух — стекло, штриховой для границы воздух — вода, причем нижний отрезок ординаты до пересечения с кривой изображает R, а верхний — D,

Зависимость интенсивности отраженного и проходящего через стеклянную пластинку света можно проследить, располагая пластинку под различными углами к световым лучам и оценивая интенсивность на глаз.

Интересно также оценить на глаз интенсивность света, отраженного от поверхности водоема, в зависимости от угла его падения, пронаблюдать отражение солнечных лучей от окон дома при различных углах падения днем, при закате, восходе светила. Тогда легко можно ответить на вопрос: «Почему мы видим свет, отраженный от окон дома, только при низком положении Солнца?»

 

СВЕТОВЫЕ ДОРОЖКИ НА ВОДЕ

Выйдите вечером на берег широкой реки, озера или моря. Вдали светят электрические фонари. Луна стоит не очень высоко над горизонтом и заливает окрестность серебристым светом. Посмотрите на поверхность воды, слегка взволнованную легким ветерком, дующим к берегу. Вода темная, а от источников света, расположенных вдали, в том числе от Луны, к вашим ногам простираются световые дорожки (рис. 8),

слегка дрожащие на волнах. Свежий воздух, тишина, темный вечер и эта прекрасная игра света и тени располагают к мечтам и поэзии. Много поэтических произведений и картин посвящено таким вечерам. Посмотрите картину Куинджи «Украинская ночь» или произведения Левитана.

Нетрудно догадаться, что световые дорожки являются следствием отражения света от поверхности воды, взволнованной ветром. Но почему свет виден в одном направлении, именно вдоль линии пересечения поверхности воды с вертикальной плоскостью, проходящей через наш глаз и источник света, в то время как вся поверхность воды покрыта волнами, отражающие поверхности которых ориентированы беспорядочно, и, казалось бы, вся поверхность воды должна отражать свет и светиться?

Для изучения этого вопроса проведем опыт.

Положим на стол между лампой и нашими глазами небольшое зеркальце, которое должно имитировать отражающую поверхность волны (рис. 9).

Когда зеркальце расположено горизонтально, отраженный от него луч света попадает в глаз наблюдателя. Придадим зеркальцу небольшой наклон, что соответствует наклону поверхности воды на волне. Отраженный свет теперь уже в глаз не попадет. Для того чтобы его направить в глаз, необходимо переместить зеркальце по поверхности в точку, зависящую от направления наклона. Будем изменять наклон зеркальца к поверхности стола (что соответствует разнообразному наклону волн) и искать то место на столе, из которого зеркальце при данном наклоне посылает отраженный луч в глаз. После многократных опытов мы обнаружим на столе область, находясь в которой, зеркальце может послать отраженный свет в глаз при каком-либо наклоне. Эта область представляет собой эллипс, большая ось которого находится в плоскости, соединяющей глаз и источник света, и перпендикулярна поверхности стола. Чем меньше угол наклона зеркальца к поверхности стола, тем меньше эллипс, с которого отраженный луч попадает в глаз при какой-либо ориентировке зеркальца. Если угол наклона равен нулю, то эллипс превращается в точку. Этот опыт показывает, что в естественных условиях мы видим только те лучи, которые отражаются от волн, расположенных в узком эллипсе. При сильном ветре ширина его возрастает, а очертания становятся менее определенными.

Наблюдая явление, можно заметить, что ширина и длина эллипса зависят также от высоты источника света и глаза наблюдателя (или объектива фотоаппарата) над горизонтом, а также от направления ветра.

Расчеты и наблюдения подтверждают опыты с зеркальцем. Они показывают, что разнообразно ориентированные отражающие поверхности направляют в приемник света (глаз или объектив фотоаппарата) отраженные лучи только из тех точек, которые лежат в узкой полосе вокруг линии пересечения отражающей поверхности и вертикальной плоскости, проходящей через точку наблюдения и источник света. Форма этой полосы зависит от взаимного расположения наблюдателя и источника.

Световые дорожки можно наблюдать не только на поверхности воды, они видны на поверхности свежевыпавшего снега, особенно если он выпал в тихую погоду при легком морозе, когда сохраняются целыми снежинки. В этом случае свет отражается от поверхности разнообразно ориентированных снежинок, и в солнечный день или лунную ночь дорожка ярко выделяется на поверхности снежной равнины.

forkettle.ru

Отражение света. Видеоурок. Физика 8 Класс

На этом уроке вы узнаете о том, что происходит на границе раздела двух прозрачных сред. Познакомитесь со вторым законом отражения света, узнаете о диффузном и зеркальном отражении, а также о том, что такое зеркало

На сегодняшнем уроке мы рассмотрим второй закон геометрической оптики, который связан с отражением света.  

Чтобы говорить о том, что такое отражение, в первую очередь надо рассмотреть то, что происходит на границе раздела двух сред.

Что происходит на границе раздела (рис. 1)?

Рис. 1. Поведение луча на границе двух сред

От точечного источника света на границу раздела падает световой луч. Часть этого луча пройдет внутрь следующей прозрачной среды, а часть отразится. В данном случае отражением мы можем назвать такое явление, при котором часть падающего светового луча отражается, т. е. возвращается в ту же среду, из которой свет упал на границу раздела. Часть луча, которая прошла внутрь второй среды, будет называться лучом преломленным.

О преломлении у нас разговор будет впереди.

Рассматривая явления отражения, мы должны сказать о законах отражения света. 

Законы отражения

Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости.

Угол падения луча равен углу отражения луча. 

Обратимся к рисунку, который иллюстрирует этот закон.

Рис. 2. Иллюстрация закона отражения

На  рисунке 2 представлена граница раздела двух сред. От точечного источника луч света падает на границу раздела. Восставим перпендикуляр в точку падения луча. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости. В данном случае это плоскость нашего рисунка. 

Угол  – это угол падения.

Угол  – это угол отражения. Между собой углы равны.

Важное значение имеет граница раздела, от которой отражается свет. Если это прозрачная среда, то отражение света наблюдаться не будет.

Поверхность, от которой мы наблюдаем отражение, называется зеркалом.

Отражение бывает двух видов. Есть отражение диффузное, есть отражение зеркальное.

Что такое диффузное отражение?

Диффузное отражение – это отражение от достаточно шероховатых поверхностей. Ярким примером диффузного отражения можно назвать отражение от белой бумаги (рис. 3). 

Рис. 3. Диффузное отражение

Для каждого луча в отдельности закон отражения выполняется. А группа лучей в итоге отражается в разных направлениях. 

Зеркальное отражение – это отражение, когда все лучи, упавшие на данную поверхность параллельно друг другу, также отразились (рис. 4).

Рис. 4. Зеркальное отражение

На рисунке ниже показано диффузное отражение (рис. 5).

Рис. 5. Диффузное отражение

На поверхность

interneturok.ru