90 процентов информации мы получаем через глаза. Страшно представить, что есть люди, которым этот вид познания недоступен. А почему мы можем видеть всё это? Оказывается лучи света, отражаясь от предметов, попадают в наши глаза и вызывают в головном мозге образы этих предметов.
Мы знаем, что свет в вакууме имеет предельно возможное значение скорости в природе 299 792 458 м / с. Это огромная скорость и стоит включить свет, как мы тут же начинаем видеть всё вокруг. Впервые факт, что свет распространяется с определённой конечной скоростью, обнаружил астроном Олаф Рёмер в 17 веке, наблюдая за спутником Юпитера.
А теперь наше воображение потрясает то, что астрономы наблюдают за объектами, расположенными на расстоянии от нас в 13 миллиардов световых лет и то, что мы, наблюдая за Космосом, заглядываем в глубокое прошлое. То есть свет от далёких квазаров к нам идёт 13 миллиардов лет со своей огромной скоростью. За то время, пока он шёл, создавалась наша галактика «Млечный Путь», в ней родилось и умерло два поколения звёзд.
Родилось наше Солнце, принадлежащее уже к третьему поколению звёзд, появились все объекты солнечной системы, в том числе наша Земля со всеми её обитателями, и только теперь излучение квазаров дошло до наших телескопов.
Интересно, влияет ли на скорость света среда, через которую он проходит, например, воздух или вода? А какова же скорость света в воздухе?
Зависимость скорости света от оптической плотности среды?
При переходе в оптически более плотную прозрачную среду скорость света немного уменьшается, из-за этого луч света как бы прижимается к воображаемому перпендикуляру, проходящему в точке падения к границе раздела сред, искривляясь, то есть преломляясь. Поэтому, наблюдая закат, мы ещё некоторое время видим свет солнца, спрятавшегося за горизонт.
Скорость света в воде тоже изменяется. При переходе из воздуха в воду свет немного тормозится и изменяет своё направление – преломляется. Из-за преломления света, есть области берега, которые даже при небольшом погружении в воду, становятся просто невидимыми. Это области полного отражения света.
Ещё одно явление объясняется изменением скорости света в воде. Человеку кажется, что дно водоёма близко, он ныряет и вдруг обнаруживает, что очень ошибся, оценивая глубину «на глаз». Свет состоит из потока излучений разного цвета. Пока свет двигается вдоль прямой, мы этого не замечаем и свет кажется белым. Но стоит его немного повернуть, например, как это сделал Ньютон с помощью стеклянной призмы, то сразу на стене появляется весь спектр этих излучений – все цвета радуги.
То есть в оптически более плотной среде свет не просто замедляется, а все его составляющие компоненты излучения замедляются неодинаково, то есть приобретают разные скорости. Самым быстрым является красное излучение, а самым медленным – фиолетовое. Поэтому мы можем наблюдать радугу в капельках воды. Физики называют это явление дисперсией.
Шутки света
Поскольку скорость в воздухе зависит от его температуры (более прогретые участки воздуха дают искривление направления движения лучей, преломляют их), постольку и случается людям наблюдать такие «забавные» явления природы, как миражи, призраки и летучие голландцы. Один такой мираж часто наблюдают все люди: в жару, в потоке прогретого асфальтом воздуха, дорога кажется более яркой, мокрой. Преломление света в капельках воды и кристалликах льда даёт другие эффектные оптические явления: радуга, гало, паргелий, глория и др.
Заключение
Свет не только радует нас, когда мы любуемся животными, цветами или творениями талантливых мастеров, но иногда и пугает. Немало страхов вызывали встречи с горными призраками, летучими голландцами, красной Луны и т. п. до тех пор, пока люди не научились объяснять эти явления и понимать, что во всём виновато изменение скорости света в воздушных потоках разной температуры или в капельках воды.
