Зі світловими явищами ви зустрічаєтеся щодня, адже вони є частиною природних умов, у яких ми існуємо.

Деякі зі світлових явищ здаються нам справжнім дивом, наприклад міражі в пустелі, полярні сяйва. Проте погодьтеся, що й більш «звичні» світлові явища: виблиск краплинки роси в сонячному промені, місячна доріжка на плесі, семибарвний міст веселки після літнього дощу, блискавка в грозових хмарах, мерехтіння зір у нічному небі — теж є дивами, бо вони роблять світ навколо нас чудовим, сповненим чарівної краси та гармонії.

Джерела світла — це фізичні тіла, частинки (атоми, молекули, йони) яких випромінюють світло. 

За характером випромінювання розрізняють теплові і люмінесцентні (лат. lumen - «світло, холодне свічення») джерела світла. У теплових джерелах світла свічення досягається за рахунок нагрівання тіл до високих температур. Наприклад, тіла за температури 800 °С починають випромінювати світло.

Тепловими джерелами світла є Сонце, зірки, лампи розжарювання, дугова лампа, гасова лампа, вулканічна лава і т. д.

Але світло можуть випромінювати і тіла, що мають температуру навколишнього середовища. Такі тіла називають люмінесцентними джерелами світла. Люмінесценція виникає в речовинах під час різних хімічних реакцій. Тихої літньої ночі на лісовій поляні можна побачити гнилий пеньок, що світиться. Це світяться бактерії, які викликають процес гниття. Світяться також гриби, що ростуть навколо пенька.

Цікаво спостерігати світлячків - маленьких жучків, у верхній частині черевця яких є особлива речовина, що світиться.

У морях і океанах світиться вода, причина цього - численні дрібні організми, що світяться. Світяться медузи, глибоководні риби.

Залежно від походження розрізняють природні й штучні (створені людиною) джерела світла.

До природних джерел світла належать, наприклад, Сонце й зорі, розпечена лава та полярні сяйва, деякі світні об’єкти з-поміж тварин і рослин (глибоководна каракатиця, світні бактерії, світлячки).

Природні джерела не можуть задовольнити потребу людини у світлі, тому ще в давнину почали створювати штучні джерела світла. Спочатку це були вогнище й каганець, пізніше — свічки, оливні та гасові лампи; наприкінці XIX ст. було винайдено електричну лампу. Зараз різні види електричних ламп використовують усюди.

Для світіння люмінесцентних джерел світла не потрібна висока температура: світлове випромінювання може бути доволі інтенсивним, а джерело при цьому залишається відносно холодним. Прикладами люмінесцентних джерел світла є полярне сяйво та морський планктон, екран телефону і світловий індикатор, світлодіодна лампа та лампа денного світла, дорожній знак і дороговказ, вкриті люмінесцентною фарбою, тощо. 

Джерело світла, яке випромінює світло однаково в усіх напрямках і розмірами якого, зважаючи на відстань до місця спостереження, можна знехтувати, називають точковим джерелом світла.

Найкращим прикладом точкових джерел світла є зорі, адже ми спостерігаємо їх із Землі, тобто з відстані, що в мільйони разів перевищує розміри самих зір.

Джерела світла, що не є точковими, називають протяжними джерелами світла.

У більшості випадків ми маємо справу саме з протяжними джерелами світла. Це і лампа денного світла, і екран мобільного телефону, і полум’я свічки, і вогонь багаття.

Залежно від умов те саме джерело світла може вважатися як протяжним, так і точковим.

Приймачами світла називають пристрої, призначені для виявлення або ж вимірювання світлового (оптичного) випромінювання. 

Приймачі світла бувають штучними і природними. У будь-якому приймачі світла енергія світлового випромінювання перетворюється на інші види енергії — теплову, яка виявляється в нагріванні тіл, що поглинають світло, електричну, хімічну та навіть механічну. Унаслідок таких перетворень приймачі певним чином реагують на світло або на його зміну.

Наприклад, деякі системи охорони працюють на фотоелектричних приймачах світла — фотоелементах. Тонкі пучки світла, що буквально пронизують простір навколо охоронюваного об’єкта, спрямовані на фотоелементи. Якщо перекрити один із таких променів, фотоелемент не одержить світлову енергію та негайно «повідомить» про це.

Тривалий час для отримання фотографій застосовували лише фотохімічні приймачі світла (фотоплівка, фотопапір), в яких у результаті дії світла відбуваються певні хімічні реакції.

У сучасних цифрових фотоапаратах замість фотоплівки використовують матрицю, яка складається з великої кількості фотоелементів. Кожен із цих елементів приймає «свою» частину світлового потоку, перетворює її на електричний сигнал і передає його в певне місце екрана.

Природними приймачами світла є очі живих істот. Під дією світла в сітківці ока відбуваються певні хімічні реакції, виникають нервові імпульси, внаслідок чого мозок формує уявлення про довкілля.

Але ж існують галактики, віддалені від нас на мільйони світлових років (тобто світло йде до них мільйони років). Уявіть собі, що в такій галактиці існує високотехнологічна цивілізація. Тоді виходить, що вони «бачать» нашу планету ще за часів динозаврів!

Світло поширюється в просторі зі скінченною швидкістю. Швидкість поширення світла у вакуумі приблизно становить: с = 3 • 108 м/с . 

Контрольні запитання

1. Яку роль відіграє світло в житті людини? 

2. Дайте означення джерела світла. Наведіть приклади. 

3. Чи є Місяць джерелом світла? Поясніть свою відповідь. 

4. Наведіть приклади природних і штучних джерел світла. 

5. Що спільного мають теплові й люмінесцентні джерела світла? Чим вони відрізняються? 

6. За яких умов джерело світла вважають точковим? 

7. Які пристрої називають приймачами світла? Наведіть приклади природних і штучних приймачів світла. 

8. Якою є швидкість поширення світла у вакуумі?

Задачі

1. За який приблизно час світло проходить відстань від Сонця до Землі — 150 млн км? 

2. Однією з одиниць довжини, яку застосовують в астрономії, є світловий рік. Скільки метрів становить світловий рік, якщо він дорівнює відстані, яку долає за один рік світло у вакуумі?

3. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та дізнайтеся, хто першим виміряв швидкість поширення світла. Що саме стало поштовхом для вченого?