Чи має кінець промінь світла?
Кінцевий чи промінь світла?
Якщо направити промінь світла від ліхтарика на який-небудь об’єкт, ми побачимо його слід у вигляді круглого перетину. Але, що буде, якщо направити світло в далечінь, наприклад, на небо? Він при цьому буде тривати нескінченно або все-таки у променя є кінцева точка?
З чого складається світловий промінь?
Світловий промінь в оптиці – це лінія, уздовж якої переміщається енергія світла. Простіше кажучи, це пучок світла, який має невелику товщину. У свою чергу, світло являє собою електромагнітне випромінювання (або хвилі), яке людина сприймає очима.
Око людини здатний розрізняти лише певний діапазон випромінювання
Крім видимої частини, електромагнітне випромінювання також буває і невидимим для наших очей. Сюди відносяться мікрохвилі, інфрачервоне, ультрафіолетове випромінювання, рентгенівські промені та ін.
Світловий промінь складається з фотонів – елементарних найдрібніших частинок. Фотони вважаються одночасно і хвилями, і частинками. У них нульова маса і електричний заряд, немає певного розміру і структури. При цьому фотони переносять електромагнітну взаємодію і рухаються зі швидкістю світла.
Цікавий факт: фотон є найпоширенішою часткою у Всесвіті.
Фотони можуть відображатися і поглинатися матерією. У них є певна енергія і саме від неї залежить колір, який суб’єктивно сприймають наші очі. Відомий діапазон досить невеликий, а решта види електромагнітного випромінювання уловлюються і фіксуються спеціальними приладами.
Чи є у променя світла початок і кінець?
Уявімо світловий промінь у вигляді прямої лінії. У неї обов’язково є початок. Креслити лінію, здавалося б, можна нескінченно. Однак якщо припинити це робити, лінія обірветься на кінцевій точці.
Цікаво: Що таке північне сяйво?
Так як промінь світла складається з фотонів, він являє собою щось більш складне, ніж просто лінію. Оскільки у даних частинок немає маси, то і ніякі сили на них не діють. Пересуваючись зі швидкістю світла, фотони «живуть» в своєму ритмі, не надто зрозумілою для нас.
Світло прямолінійний лише в однорідному середовищі, а в неоднорідній він утворює кілька пучків
Для фотона період його життя займає буквально мить від зародження і до того моменту, як його поглине будь-якої об’єкт. Початком променя є джерело світла. У вакуумі (космічному просторі) фотони рухатимуться нескінченно. Вони просто не стикаються з будь-якими перешкодами на своєму шляху.
Для фотона є тільки 2 варіанти розвитку подій, якщо він зустрічається з об’єктом: відбиття або поглинання. Що саме станеться, залежить від самого об’єкта. Наприклад, якщо включити світло в кімнаті, вона наповниться величезним кількістю фотонів.
Вони почнуть рухатися в межах приміщення, раз у раз стикаючись з навколишніми предметами. При цьому одні частинки відбиваються від предмета, а інші – поглинаються їм і передають свою енергію. Потім предмет випромінює нові фотони, але вже з меншою енергією.
Поки світло в кімнаті включений, всі ці процеси протікають без зупинки, адже кожну секунду виробляються нові частинки. Якщо вимкнути світло, вже вироблені фотони рухаються до певного моменту, поки не загубиться вся енергія. Для наших очей світло, природно, зникає практично миттєво – можна помітити, що ми ще пару секунд продовжуємо бачити предмети в темряві.
Цікаво: Як визначають, які кольори бачать тварини?
Чим далі від джерела світло, тим ширше стає його промінь
У просторі без будь-яких обмежень світловий промінь буде тривати нескінченно. Однак чим далі від джерела, тим більше стає поперечний переріз променя. Таким чином, фотони розсіюються все сильніше і сильніше за певній галузі, але не зникають зовсім.
Чим далі від джерела світла знаходиться спостерігач, тим менша кількість фотонів вловлює очей. Тому світловий промінь стає слабкішим. Але фотон не може розпадатися, так як це стабільна частка.
Цікавий факт: існує поняття реліктового випромінювання. Відповідно до теорії Великого вибуху, це фотони, які утворилися в момент виникнення Всесвіту і продовжують існувати досі.
У променя світла є початок (джерело), але немає кінця. Він складається з безлічі фотонів, які рухаються прямолінійно. Фотон – це неподільна елементарна частинка (і хвиля), яка не може зникнути просто так. Якщо на шляху світлового променя немає перешкод, то він триває нескінченно, хоч і розсіюється поступово через збільшення поперечного перерізу.