Свет, цвет, настроение, здоровье

  Свет – источник жизни на Земле.

Свет — электромагнитное излучение, испускаемое телами или находящимися в возбужденном состоянии атомами вещества, воспринимаемое человеческим глазом. В роли такого вещества может выступить солнце, лампа накаливания, светодиодный фонарик, пламя костра, различного рода химические реакции (т.е. могут являться как естественными, так и искусственными источниками излучения).

Свет, как и все в природе подчиняется особым физическим законам:

  1.прямолинейное распространение света

  2.закон отражения света

  3.закон преломления

  4.дифракция света

  5.интерференция света

  6.дисперсия света

1. Закон прямолинейного распространения света.

Свет в однородной среде распространяется прямолинейно.

    Луч – часть прямой, указывающей направление распространения света. Понятие луча ввел Евклид (геометрическая или лучевая оптика – раздел оптики, изучающий законы распространения света, основанные на понятии луча, без учета природы света). 
         Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени и полутени. 
         При малых размерах источника (источник, находится на расстоянии, по сравнению с которым размерами источника можно пренебречь) получается только тень (область пространства, в которую свет не попадает). При больших размерах источника света (или, если источник находится близко к предмету) создаются нерезкие тени (тень и полутень). В астрономии – объяснение затмений.

            Световые пучки распространяются независимо друг от друга. Например, проходя один через другой, они не влияют на взаимное распространение.
            Световые пучки обратимы, т.е., если поменять местами источник света и изображение, полученное с помощью оптической системы, то ход лучей от этого не изменится. 

2.  Закон отражения света.

            Отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью, восстановленной в точке падения; угол отражения равен углу падения.
           Если луч света падает на плоскую отражающую поверхность, то нормаль – это перпендикуляр к отражающей поверхности.

3.  Закон преломления света.

           Этот закон выполняется в тех случаях, когда свет проходит из одной прозрачной среды в другую, и состоит в следующем: преломленный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью, восстановленной в точке падения. Отношение синуса угла падения к синусу угла п реломления есть величина постоянная для данных веществ.




           Величина n_{2 1} называется относительным показателем преломления второй среды по отношению к первой.

4. Дифракция света.

               Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий.

              Она представляет собой универсальное волновое явление и характеризуется одними и теми же законами при наблюдении волновых полей разной природы.

             Дифракция неразрывно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как случай интерференции ограниченных в пространстве волн (интерференция вторичных волн). Общим свойством всех эффектов дифракции является зависимость степени её проявления от соотношения между длиной волны  и размером ширины волнового фронта, либо непрозрачного экрана на пути его распространения, либо неоднородностей структуры самой волны.

5. Интерференция света.

            Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной.

        Впервые явление интерференции было независимо обнаружено  Робертом Бойлем и Робертом Гуком. Они наблюдали возникновение разноцветной окраски тонких плёнок (интерференционных полос), подобных масляным или бензиновым пятнам на поверхности воды. В 1801 году Томас Юнг, введя «Принцип суперпозиции», первым объяснил явление интерференции света, ввел термин «интерференция» (1803) и объяснил «цветастость» тонких пленок.

6. Дисперсия света.

         Дисперсия света (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты). Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.

II. Почему наш мир цветной?

  Окружающий нас мир всегда полон разнообразнейших красок. Как же возникает это цветовое богатство? Почему каждое вещество окрашено в свой цвет? Изумрудная зелень лугов, золотистые цветы одуванчиков, яркое оперение птиц, крылья бабочек, рисунки и иллюстрации – все это создается особенностями взаимодействия света с веществом и цветовым зрением человека. Окружающие нас предметы, будучи освещенными одним и тем же белым солнечным светом, представляются нашему взору различно окрашенными.

     Падая на освещаемый предмет, волна обычно разделяется на три части: одна часть отражается от поверхности предмета и рассеивается в пространстве, другая часть поглощается веществом, и третья проходит сквозь него.

         Если отраженная и прошедшая компоненты отсутствуют, то есть вещество поглощает упавшее на него излучение, то глаз наблюдателя ничего не воспримет, и рассматриваемое вещество будет выглядеть черным. При отсутствии прошедшей компоненты оно будет непрозрачным. Ясно, что в этом случае окраска вещества определяется балансом между поглощением и отражением падающих на него лучей. Скажем, синий василек поглощает красные и желтые лучи, а синие отражает – этим и обусловлен его цвет. Цветы подсолнуха желтые, это значит, что из всего диапазона волн они отражают в основном волны желтой части спектра, а остальные поглощают.

     Верхняя часть яблок  имеет красный цвет. Это означает, что она отражает волны, соответствующие длине волны красной части спектра. Нижняя часть яблока не освещена, и потому поверхность его кажется черной. А вот яблоко на освещенное светом с тем же спектральным составом, отражает зеленую часть спектра, поэтому мы видим его зеленым.

    Таким образом, наблюдаемый нами цвет того или иного вещества определяется длинами волн, которые попадают к нам в глаз после взаимодействия света с веществом. Если это преимущественно синие лучи, то и вещество будет казаться нам синим, если же желтые – то желтым, то есть ощущение цвета создается при условии преобладания в отраженном свете волн определённой длины. Но если в отраженном свете присутствуют все длины волн видимого диапазона, и интенсивность всех волн одинаковая, то цвет воспринимается как белый.

     Таким образом, если мы говорим, что объект имеет какой-то цвет, это значит, что поверхность этого объекта имеет свойство отражать волны определённой длины, и отражённый свет воспринимается как цвет объекта. Если объект полностью поглощает падающий свет, он будет казаться нам чёрным, а если отражает все падающие лучи – белым. Правда, последнее утверждение будет верным только в том случае, если падающий свет будет белым. Если же падающий свет приобретает какой-то оттенок, то и отражающая поверхность будет иметь такой же оттенок. Это можно наблюдать на закатном солнце, которое делает всё вокруг багровым или в сумеречный зимний вечер, когда снег кажется синим.

      А как изменится цвет вещества, если заменить солнечное излучение, например, на излучение обычной электрической лампочки?

     В спектре лампы накаливания по сравнению с солнечным спектром заметно больше доля желтых и красных лучей. Поэтому и в отраженном свете возрастет их доля по сравнению с тем, что получается при солнечном свете. Значит, освещаемые лампочкой предметы будут выглядеть «желтее», чем при солнечном освещении. Лист растения станет уже желто-зеленым, а синий василек – сине-зеленым или даже совсем зеленым.

    Таким образом, понятие «цвет вещества» не является абсолютным, цвет зависит от освещения. Поэтому лишены смысла сообщения о способностях некоторых людей узнавать цвет предмета, помещенного в светонепроницаемую кассету. Понятие цвета в темноте лишено всякого смысла.

    Механизм формирования цвета подчиняется вполне конкретным законам, которые открыли сравнительно недавно – около 150 лет назад. Дисперсия света приводит к тому, что, когда белый свет проходит через призму, он разлагается на семь основных спектральных цветов – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий. И наоборот, если смешать цвета спектра, получится луч белого света. Семь основных спектральных цветов и составляют тот довольно узкий диапазон электромагнитных волн (примерно от 400 до 700 нанометров), которые способен улавливать наш глаз, но и этих трехсот нанометров оказывается достаточно для того, чтобы породить цветовое многообразие окружающего нас мира.

III. Психологическое, физическое и оптическое воздействие цвета на        человека.

              Красный повышает внутреннюю энергию, способствует активизации кроветворения, нормализации кровообращения и обмена веществ.

             Оранжевый помогает победить усталость, хандру, депрессию, неуверенность, тревогу и страх.

             Желтый повышает концентрацию внимания, улучшает настроение и память. Его влияние очень благотворно при нарушениях работы печени.

            Зеленый способствует ритмичной работе сердца, отдыху глаз, оказывает умеренное противовоспалительное и противоаллергическое действие, полезен при сниженной функции почек, головокружении, нервозности.

            Голубой успокаивает, повышает иммунитет, снимает воспаление и ощущение жжения, например при солнечных ожогах, благоприятно влияет на работу щитовидной железы.

           Синий помогает при бессоннице, вызывает ощущение комфорта и покоя, снимает напряжение, снижает артериальное давление, успокаивает дыхание.

          Фиолетовый усиливает интуицию, нормализует состояние лимфатической системы.

      IV.    Исследовательская работа:

      В ходе работы над проектом:

Проведено:

1.  Исследование солнечного спектра.

Вывод 1:

 Солнечный свет состоит из семи цветов.

 Радуга – спектр солнечного света.

2. Исследование действия света разного цвета на организм человека.

Вывод 2:

Свет разного цвета по разному влияет на состояние, настроение, здоровье человека.

3. Разработаны рекомендации по использованию освещенности  и цвета в интерьере классов лицея.

Вывод 3:

 Ученики и учителя страдают плохим зрением. Проблему с освещением нужно устранять немедленно. Улучшить условия труда. К кабинетах также не должно быть слишком много цветов, наглядных пособий. В кабинетах обязательно должны быть шторы или жалюзи пастельных тонов.