Основные свойства света: Основные свойства света и его роль в создании фотографий

Содержание

Основные свойства света и его роль в создании фотографий

Всем привет! Сегодня мы рассмотрим основные свойства света, что такое спектральный диапазон, и какую роль играет выбор освещения для хорошей фотографии.

Большинство фотографов знают или подозревают, что в фотографии нет ничего другого, чем запись световых лучей чувствительной средой. Поэтому, свойства света являются ключевым фактором фотографии – он создаёт изображение и определяет его стиль, тени, блеск, контуры предметов и т.д. Поэтому, важно понимать использование основных свойств света в тандеме с камерой, для получения хорошего фото.

Возможно, понимание основ природы свойств света является лишним, однако, чем больше Вы будете знать о свете, тем более инициативной будет работа, и тем легче Вы достигнете желаемых результатов. И поэтому давайте начнём с нуля…

 

Свойства света и их значение для фотографов

Даже если цифровая фотография во многом отличается от классической (химический процесс), то это, по сути, не важно, независимо от метода фотографирования, важен лишь процесс захвата световых лучей. Если оба метода будут достаточно высокого качества, результат должен быть тот же — те же лучи света должны создать аналогичное изображение в химическом процессе и цифровом носителе. На практике, конечно, оба метода отличаются — в классической химической фотографии важны процедуры и лимиты химической обработки, в то время как в цифровой фотографии важны знания лимитов цифровых датчиков, пределы и проблемы цифрового представления свойств света и цвета, форматов изображений, варианты различных редакторов и т.п. Но, несмотря на химический или цифровой метод записи, несомненно, можно сказать, что они содержит фотографические сцена, а хороший свет даёт больше шансов для получения качественного результата. Поэтому фотографы так много уделяют внимания хорошему свету.

Радуга является обычным природным примером того, как проявляются оптические свойства света. Капли воды в воздухе работают как маленькие призмы, разделяя свет на его цветные компоненты — спектр.

Очень важно научиться практически понимать свойства света для фотографов. Также важно иметь возможность представить на сцене то, как будет выглядеть показанный на носителе образ и, возможно, какие другие изменения, в частности, в цифровом фото, будет необходимо сделать. Также очень важно и полезно понимать, как отображаемая сцена меняется в зависимости от осветления и других условий. Например, какое влияние будет иметь погода, время суток или изменение свойств угла света к тени, контуры объекта, захват структур и т.п. Как не парадоксально, но природа тоже является в некотором смысле большой фото-студией, свойства которой сложно было бы воссоздать в реальной студии.

свойства различных длин волн и видимый свет

 

Физические основы свойств света

Хотя, подробные знания физики, касающиеся свойств света, не являются ключом к созданию хорошо фото, однако, поверхностные знания могут очень пригодиться в практических ситуациях. Физические основы свойств видимого света и их знание является полезным, в частности, в цифровой фотографии, где способ записи света цифровым датчиком и представление света и цвета в компьютере, напрямую связаны с физическими законами.

Спектр света. По определению, спектр — это свет в видимой части электромагнитного излучения. Человек, однако, способен регистрировать только очень небольшую часть существующего на Земле излучения и еще меньшую часть излучения, существующего во вселенной. Вполне логично, однако, человек развился так, что его способность воспринимать излучение, как и свет и его свойства, определяется цветами нашей природы и света Солнца. Если быть более точными, на развитие зрения влияют свойства видимого света Солнца и пропускная способность земной атмосферы.

Основными свойствами света являются:

Длина волны (скорость или частота колебаний).

Интенсивность (и, следовательно, сила и амплитуда волны).
Поляризация (то есть направление колебаний).

Скорость колебаний световой волны человек воспринимает, как цвет. Медленнее волны (с более длинной длиной волны) человек воспринимает как красный, в то время как быстрые колебания мы воспринимаем диапазоном от синего до фиолетового. Высота волны (амплитуда) соответствует свойствам интенсивности света, в принципе, следовательно, его яркости.

Различные длины волны света, люди, назвали, как цвет света. Каждая одна конкретная длина света будет глазом восприниматься как один конкретный цвет. Цвета, которые таким образом можно создать называются спектральными цветами. Спектральные цвета создают диапазон от красного, это цвет света, который идёт в направлении от коротких периодов, таким образом, длинных волн, через жёлтый и от зелёного до фиолетового, где спектр выделяется из видимого диапазона.

Важно отметить, что популярные цветовые модели RGB, CMYK, Lab и HSB основаны на человеческом восприятии, на не на основных оптических свойствах видимого света.

Человек воспринимает лишь очень небольшую часть общего электромагнитного спектра — примерно от 400 до 700 нм. Но даже внутри этого, с физической точки зрения, узкого спектра, мы различаем удивительно количество цветов, но лишь некоторые из них имеют названия.

Основные свойства света. Свет и освещение

Основные свойства света

Сила света или яркость освещенной поверхности являются наиболее понятными характеристиками освещенности, оцениваемыми глазом Многие опытные фотографы могут делать это с большой точностью и теряются лишь в условиях искусственногоо свещения или при работе в незнакомых географических широтах.

Абсолютная темнота, т. е. полное отсутствие видимого света, существует, и ее нетрудно получить. Абсолютного света не существует, если не считать таковым блеск самой яркой звезды. На Земле теоретически максимальный уровень.

В реальных условиях влажность, загрязнение, облачность, отражение от слоев воздуха с различной температурой и многие другие факторы снижают этот уровень. Диапазон существующей на Земле освещенности простирается от яркого солнечного света на экваторе до безлунной ночи. Фотографические и видеосистемы проектируются в расчете на надежное функционирование при наиболее сильной освещенности, а их способность работать в условиях слабой освещенности определяется совершенством аппаратуры.

Почти все факторы, влияющие на уровень освещенности, могут быть выявлены, определены и даже предсказаны. Хотя погодные условия меняются, можно рассчитать уровень освещенности, если известны широта местности, время года, время суток и состояние неба (ясно, облачно, тяжелые тучи и т. д.). Вышедшие из употребления калькуляторы экспозиции, основанные на этом принципе, обеспечивали достаточно высокую точность.

Белый, или дневной, свет — это совокупность электромагнитных излучений с различными длинами волн, которую глаз воспринимает как белый цвет. Распределение по длинам волн не всегда равномерно, но глаз способен компенсировать эти отличия. Все указанные «типы» света могут восприниматься глазом как«белый».

Труднее оценить спектральный состав света, т.е. совокупность электромагнитных излучений с различными длинами волн, составляющих видимый свет. Белый цвет — это смесь излучений со всеми длинами волн видимого спектра, от фиолетового до красного, в равных пропорциях; при фотографировании и видеозаписи полная гамма цветов воспроизводится с использованием сравнительно ограниченной чувствительности к полосам частот, соответствующих синему, зеленому и красному цветам. Аналогично действует человеческий глаз, который не обладает одинаковой чувствительностью ко всем длинам волн, а имеет пики и провалы чувствительности. Разные люди отличаются друг от друга чувствительностью к цветам или восприятием цветовых сигналов головным мозгом, подтверждением чему является, например, существование дальтонизма.

Некоторые источники света, которые воспринимаются глазом как «белые», на самом деле не являются таковыми. Головной мозг не различает бледные оттенки голубого, желтого, розового или другие слабо окрашенные цвета, если в какой-либо из этих цветов окрашено излучение единственного имеющегося в данный момент светильника, и воспринимает их как белые. Другие источники света выглядят как истинно белые даже в сравнении с дневным светом, однако это не так — в их цветовом спектре имеются «провалы», которые глаз не замечает, а фотопленка и аппаратура видеозаписи улавливают. Наиболее распространенными источниками света с таким дискретным спектром являются люминесцентные лампы. Существуют приборы для анализа цветового состава излучения, с помощью которых можно осуществить необходимую корректировку, а современные фотоэмульсии передающие телевизионные трубки специально делаются с определенным диапазоном работоспособности, что позволяет выполнить окончательную визуальную настройку изображения, исходя из очевидного согласования цветов. Даже ограниченные знания по рассматриваемому вопросу могут быть весьма полезны для получения оптимальных по качеству изображений.

Остальные свойства света легче поддаются пониманию, но и они бесконечно разнообразны. В зависимости от размера или площади источника света по отношению к предмету можно получить самые различные изображения последнего. Двумя предельными вариантами освещения можно считать: освещение, создаваемое, с одной стороны, совершенно белым светлым облачным небом над заснеженным пространством и, с другой стороны, — единственным прожектором с узким направленным пучком света ночью. Между этими предельными вариантами освещения существует множество других.

Характер освещения зависит от размера источника света и расстояния до него. Источник света площадью 1м2, расположенный над небольшим предметом на высоте 10см, создает освещение, эквивалентное освещению под открытым небом, а тот же источник, расположенный на расстоянии 10м, по характеру создаваемого освещения подобен маленькому узкому окну. Важное значение имеет угол падения света на предмет (который непосредственно связан сточкой наблюдения). Максимальное количество света, отраженного от обычного предмета, воспринимается в том случае, когда источник света расположен в непосредственной близости к точке наблюдения. Если свет падает на предмет с одной стороны, то половина предмета находится в тени; если к наблюдателю обращена теневая сторона, можно убедиться, что освещены лишь незначительная часть поверхности контуры предмета. Но источников света может быть несколько, и они создадут целый узор света и тени на наблюдаемом сюжете. Некоторые источники света могут показаться простыми, но на самом деле это не так. Одним из таких источников является солнце на ясном голубом небе — точечный источник белого света и гигантский источник рассеянного бледно-голубого света.

В том, что мы видим как «свет», могут быть скрыты разрывы непрерывности — моменты темноты. Люминесцентная лампа мерцает с частотой электросети (50-60 Гц). Высокочастотная стробоскопическая лампа также кажется источником непрерывного света, но на самом деле она производит сотни отдельных вспышек в секунду Световой импульс от лампы-вспышки кажется мгновенным, однако он продолжается в течение сравнительно длительного времени, около 50 мс; световой импульс от автоматической электронной импульсной лампы, производящей примерно такой же визуальный эффект, длится 1/50 мс.

свойства, источники света, распространение света

 

Когда-то в древности люди считали, что наша способность видеть обусловлена некими лучами, исходящими из глаз и как-бы «ощупывающими» поверхность предметов. Каким бы смешным сегодня не казалось подобное представление, задумайтесь – а вы знаете, что такое свет? Откуда он берется? Как мы воспринимаем его, и почему разные предметы имеют разный цвет?

Включите лампочку и поднесите к ней руку. Вы ощутите исходящее от лампочки тепло. Соответственно, свет – это излучение. Всякое излучение переносит энергию, однако далеко не всякое излучение мы можем воспринимать зрительно. Сделаем вывод, что свет – это видимое излучение.

Свойства света

Опытным путем установлено, что свет имеет электромагнитную природу, поэтому можно дополнить наше определение следующим образом: свет – это видимое электромагнитное излучение.

Свет может проходить сквозь прозрачные тела и вещества. Поэтому свет солнца проникает к нам через атмосферу, хотя при этом свет преломляется. А встречаясь с непрозрачными предметами, свет отражается от них, и мы можем воспринимать этот отраженный свет глазом, и таким образом видим.

Часть света при этом впитывается предметами, и они нагреваются. Темные предметы нагреваются сильнее светлых, соответственно, большая часть света впитывается ими, а отражается меньшая. Поэтому эти предметы выглядят для нас темными.

Больше всего света впитывают предметы черного цвета. Именно поэтому летом в жару не стоит одевать черные вещи, потому что можно получить тепловой удар. По этой же причине летом мамы обязательно надевают детям светлые головные уборы, которые нагреваются значительно меньше, чем волосы, имеющие более темный цвет.

Источники света

Тела, от которых свет исходит, называются источниками света. Различают естественные и искусственные источники света. Самый известный абсолютно всем жителям нашей планеты естественный источник света – это Солнце.

Солнце – это не только источник видимого света, но и тепла, вследствие которого и возможна жизнь на Земле. Другие естественные источники света – это звезды, атмосферные явления типа молнии, живые существа, такие как светлячки, и так далее.

Благодаря человеку существуют также и искусственные источники. Раньше для людей основным источником света в темное время был огонь: свечи, факелы, газовые горелки и так далее. В наше время наиболее распространенными являются электрические источники света. Причем они подразделяются в свою очередь на тепловые (лампы накаливания) и люминесцентные (лампы дневного света, газосветовые лампы).

Распространение света

Еще одно свойство света – это прямолинейное распространение. Свет не может огибать препятствия, поэтому за непрозрачным предметом образуется тень. Тень часто является не совсем черной, потому что туда попадают различные отраженные и рассеянные лучи света от других предметов.

Однако, если на пути распространения света возникает непрозрачная преграда, то лучи света не смогут пробиться сквозь нее. Именно поэтому возникают солнечные затмения, когда луна в своем движении оказывается между солнцем и Землей.

Нужна помощь в учебе?



Предыдущая тема: Электромагнитная индукция: применение индукции
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspОтражение света: законы отражения

Свет и изображения. Основные свойства света



256

(12 голоса, среднее 3.75 из 5)

Рубрика: О фотосъемке

Видимый свет дает нам наиболее полное отображение или воспроизведение действительности. Зрение снабжает мозг человека значительно большим объемом информации, чем любой другой орган чувств, а наша способность обрабатывать зрительную информацию развита наиболее сильно. Преодолевая один на главных недостатков головного мозга — неспособность сохранять в визуальной памяти все подробности видимою изображения. — человек прошел долгий путь от наскальных рисунков до фотохимического (фотографического) воспроизведения и электронной (видео) записи изображений. Сегодня наша жизнь почти столь же неразрывно связана с фотохимическими и электронными изображениями, как и с биологическими, т. е. с тем мимолетным «кинофильмом», который мы смотрим сквозь хрусталики наших глаз. Все эти три типа изображений обязаны своим происхождением одному и тому же источнику энергии — части спектра электромагнитного излучения, котирую мы называем видимым светом, с интервалом длин волн от 0,44 до 0,70 мкм.

Свет по своей природе значительно более сложен и изменчив, чем может предположить обычный человек, время зрительного восприятия которого ограничено продолжительностью его жизни. Наши глаза и мозг сообща стремятся приспособить, скорректировать, отвергнуть или проигнорировать многие особенности освещения. Напротив, фотографические и видеосистемы регистрируют все точно. Полученные с их помощью изображения целиком определяются качеством существующего освещения. Без глубокого понимания природы света и освещения нельзя достичь профессионального мастерства при работе с системами записи изображений.

Основные свойства света

Сила света или яркость освещенной поверхности являются наиболее понятными характеристиками освещенности, оцениваемыми глазом. Многие опытные фотографы могут делать это с большой точностью и теряются лишь в условиях искусственного освещения или при работе в незнакомых географических широтах. Абсолютная темнота, т. е. полное отсутствие видимого света, существует, и ее нетрудно получить. Абсолютного света не существует, если не считать таковым блеск самой яркой звезды. На Земле теоретически максимальный уровень.

В реальных условиях влажность, загрязнение, облачность, отражение от слоев воздуха с различной температурой и многие другие факторы снижают этот уровень. Диапазон существующей на Земле освещенности простирается от яркого солнечного света на экваторе до безлунной ночи. Фотографические и видеосистемы проектируются в расчете на надежное функционирование при наиболее сильной освещенности, а их способность работать в условиях слабой освещенности определяется совершенством аппаратуры. Почти все факторы, влияющие на уровень освещенности, могут быть выявлены, определены и даже предсказаны. Хотя погодные условия меняются, можно рассчитать уровень освещенности, если известны широта местности, время года, время суток и состояние неба (ясно, облачно, тяжелые тучи и т. д.). Вышедшие из употребления калькуляторы экспозиции, основанные на этом принципе, обеспечивали достаточно высокую точность.

Труднее оценить спектральный состав света, т. е. совокупность электромагнитных излучений с различными длинами волн, составляющих видимый свет. Белый цвет — это смесь излучений со всеми длинами волн видимого спектра, от фиолетового до красного, в равных пропорциях; при фотографировании и видеозаписи полная гамма цветов воспроизводится с использованием сравнительно ограниченной чувствительности к полосам частот, соответствующих синему, зеленому и красному цветам. Аналогично действует человеческий глаз, который не обладает одинаковой чувствительностью ко всем длинам волн, а имеет пики и провалы чувствительности. Разные люди отличаются друг от друга чувствительностью к цветам или восприятием цветовых сигналов головным мозгом, подтверждением чему является, например, существование дальтонизма.

Некоторые источники света, которые воспринимаются глазом как «белые», на самом деле не являются таковыми. Головной мозг не различает бледные оттенки голубого, желтого, розового или Другие слабо окрашенные цвета, если в какой-либо из этих цветов окрашено излучение единственного имеющегося в данный момент светильника, и воспринимает их как белые. Другие источники света выглядят как истинно белые даже в сравнении с дневным светом, однако это не так — в их цветовом спектре имеются «провалы», которые глаз не замечает, а фотопленка и аппаратура видеозаписи улавливают. Наиболее распространенными источниками света с таким дискретным спектром являются люминесцентные лампы.

Существуют приборы для анализа цветового состава излучения, с помощью которых можно осуществить необходимую корректировку, а современные фотоэмульсии и передающие телевизионные трубки специально делаются с определенным диапазоном работоспособности, что позволяет выполнить окончательную визуальную настройку изображения, исходя из очевидного согласования цветов. Даже ограниченные знания по рассматриваемому вопросу могут быть весьма полезны для получения оптимальных по качеству изображений.

Остальные свойства света легче поддаются пониманию, но и они бесконечно разнообразны. В зависимости от размера или площади источника света по отношению к предмету можно получить самые различные изображения последнего. Двумя предельными вариантами освещения можно считать: освещение, создаваемое, с одной стороны, совершенно белым светлым облачным небом над заснеженным пространством и. с другой стороны. — единственным прожектором с узким направленным пучком света ночью. Между этими предельными вариантами освещения существует множество других.

Характер освещения зависит от размера источника света и расстояния до него. Источник света площадью 1 м2, расположенный над небольшим предметом на высоте 10 см, создает освещение, эквивалентное освещению под открытым небом, а тот же источник, расположенный на расстоянии 10 м, по характеру создаваемого освещения подобен маленькому узкому окну. Важное значение имеет угол падения света на предмет (который непосредственно связан с точкой наблюдения). Максимальное количество света, отраженного от обычного предмета, воспринимается в том случае, когда источник света расположен в непосредственной близости к точке наблюдения. Если свет падает на предмет с одной стороны, то половина предмета находится в тени: если к наблюдателю обращена теневая сторона, можно убедиться, что освещены лишь незначительная часть поверхности и контуры предмета. Но источников света может быть несколько, и они создадут целый узор света и тени на наблюдаемом сюжете. Некоторые источники света могут показаться простыми, но на самом деле это не так. Одним из таких источников является солнце на ясном голубом небе — точечный источник белого света и гигантский источник рассеянного бледно-голубого света.

В том, что мы видим как «свет», могут быть скрыты разрывы непрерывности — моменты темноты. Люминесцентная лампа мерцает с частотой электросети (50—60 Гц). Высокочастотная стробоскопическая лампа также кажется источником непрерьгвного света, но на самом деле она производит сотни отдельных вспышек в секунду Световой импульс от лампы-вспышки кажется мгновенным, однако он продолжается в течение сравнительно длительного времени — около 50 мс: световой импульс от автоматической электронной импульсной лампы, производящей примертно такой же визуальный эффект, длится 1/50 мс.

Источник: Д. Килпатрик. Свет и освещение

 

Сделать заказ

Основные свойства света

Фотографирование при искусственном освещении не ограничивается только жанром портрета. Очень интересным как по изобразительной форме, так и по образности отражения окружающего нас мира могут быть снимки различных предметных композиций — натюрмортов.

Натюрморт как самостоятельный жанр фотоискусства имеет свои задачи, свой круг тем и сюжетов, присущую ему выразительность и образность художественного языка. При съемке натюрморта широко используют все изобразительные средства фотографии — световое и колористическое решение, тональность и самые разнообразные композиционные приемы. Методика и пути решения изобразительных задач приобретают в этом случае особую конкретность, поскольку на снимках изображаются часто не только предметы как таковые, но и воспроизводится обстановка, окружающая данные предметы среда, создается определенное настроение. Поэтому зритель получает впечатление как от находящихся в кадре конкретных предметов, так и от предполагаемого за пределами кадра пространства.

Однако было бы неправильно считать натюрморт простейшим жанром фотоискусства. Здесь, как и в рекламной фотографии, часто представляющей собой узконаправленное развитие натюрморта, очень важно добиться законченного, совершенного композиционного и светового решения кадра, выразительной передачи на снимке объемных форм и фактуры поверхности предметов и их пространственного расположения.

Соответственно этому особенно тщательной и точной должна быть работа фотографа со светом, ибо только с помощью света можно передать на снимках ощущение шершавости или гладкости поверхности предметов и их пространственного расположения. В большинстве случаев натюрморт представляет собой крупноплановое изображение предметов. На снимках они должны выглядеть такими, какими мы их привыкли видеть в реальной жизни. А это возможно только при условии, что фактура поверхности предметов будет передана благодаря соответствующей установке осветительных приборов. Именно поэтому натюрморт можно рассматривать не только как самостоятельный жанр фотоискусства, но и как своеобразный учебный процесс по овладению техникой освещения, как путь повышения фотографического мастерства.

Остановимся прежде всего на предметах натюрмортов. Внимание фотографа всегда будут привлекать такие традиционные предметы, как овощи, фрукты, стеклянная и фарфоровая посуда, орудия труда человека и предметы быта. Тематика таких натюрмортов бесконечно разнообразна и неисчерпаема. Вместе с тем часто главным в изображении натюрморта оказывается не тема, которой посвящен данный снимок, а его изобразительная форма, мастерство фотографа как осветителя.

При съемке натюрморта достаточно бывает использовать лишь один источник света, с тем чтобы получить интересный по тональности и светотеневому решению снимок. При фотографировании изделий из фарфора может быть использован не только белый, но и черный фон. В данном случае основой тонального построения изображения будет контраст между светлой посудой и неконкретным темным фоном. Для четкой обрисовки контуров сервиза можно использовать задне-боковой (почти контровой) верхний свет, а спереди предметы осветить источниками рассеянного света.

Блестящая поверхность фарфоровых и стеклянных изделий очень часто при их освещении передне-боковым светом сильно бликует. Такие блики, хотя и оживляют изображение„во многих случаях нежелательны, поскольку мешают целостному восприятию формы предметов. Если же фотографировать изделия из прозрачного или окрашенного в массе стекла на просвет, расположив позади стеклянных предметов белый, ярко освещенный фон, все блики на поверхности исчезают.

Более сложными по построению и технологии фотографирования являются динамичные натюрморты, где присутствует движение. Конечно, наиболее просто снимать такие сюжеты с использованием ламп-вспышек, но и при свете обычных софитов возможна съемка перемещающихся предметов или льющейся жидкости.

Особое внимание при фотографировании натюрмортов следует уделять фону. В большинстве случаев поверхность, на которой размещены предметы, и фон разделены горизонтальной линией,что мешает целостному восприятию снимка, так как она делит изображение на две части.

Для того чтобы избежать этой линии на снимке, следует выбирать либо высокую точку съемки, либо в качестве фона использовать достаточно большой по размеру лист бумаги или кусок ткани. При этом бумага или ткань должны, плавно изгибаясь, переходить из горизонтальной плоскости в вертикальную. Снимать натюрморты можно объективами с различными фокусными расстояниями — все зависит от замысла фотографа.

Обеспечение достаточной глубины резкости и высокой разрешающей способности достигается диафрагмированием объектива до значения 1:8 или 1:11. Для получения высокой резкости в целях передачи на снимках фактурности предметов следует использовать фотопленку минимальной чувствительности, а это в свою очередь требует установки фотоаппарата на штатив. Фиксированное положение аппарата при съемке натюрморта желательно также и потому, что в этом случае удобнее всего осуществлять компоновку кадра, наблюдая за предметами через видоискатель и находя наиболее удачное расположение каждого из них.

По материалам книги «Азбука фотографии» Д.О. Стародуб

Урок 16. волновые свойства света. приборы, использующие волновые свойства света — Естествознание — 11 класс

Естествознание, 11 класс

Урок 16. Волновые свойства света. Приборы, использующие волновые свойства света

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

  • какова роль знаний о волновых свойствах света для объяснения принципа действия световых приборов
  • где применяется интерференция и поляризация
  • какие устройства делают свет поляризованным

Глоссарий по теме:

Интерференция света – перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких световых волн.

Дифракция света – огибание электромагнитной волной препятствий соизмеримых с длиной волны.

Дифракционная решётка – оптический прибор, применяющийся для разложения светового излучения в спектр.

Поляризация света – выделение из пучка естественного света лучей с определенной ориентацией вектора напряженности электрического поля.

Полное внутреннее отражение – явление возврата светового луча в исходную среду после попадания на границу раздела двух сред при падении его из более оптически плотной среды в менее плотную.

Поляризатор – прибор, превращающий естественный свет в линейно-поляризованный.

Оптоволокно (оптические световоды) – нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Спектральный анализ – совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения.

Естественный свет – оптическое излучение с быстро и беспорядочно изменяющимися направлениями напряженности электромагнитного поля.

Линейнополяризованный свет – это электромагнитная волна, поляризованная таким образом, что направление вектора напряженности электрического поля остается неизменным

Основная и дополнительная литература по теме урока:

  • Естествознание. 11 класс: Учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2017 – §28, С. 90-93.
  • Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. учреждений: базовый уровень; профильный уровень/А.В. Грачев, В.А. Погожев, А.М. Салецкий и др.- М.: Вентана-Граф, 2018. – 464 с.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Какова роль знаний о световых явлениях и волновых свойствах света для объяснения принципов функционирования и применения световых приборов?

Начнём с интерференции света.

Интерференция света принципиально не отличается от интерференции других волн. Однако наблюдение и исследование интерференции световых волн затруднено, так как свет не является строго монохроматическим. Впервые эту проблему решил английский физик Томас Юнг.

Опыт Юнга заключался в следующем: свет падает на экран, в котором имеется узкая щель. проходя через щель, волна попадает на второй экран с двумя щелями. Каждая из этих щелей создает свою волну с одинаковыми свойствами. Эти волны могут интерферировать. Результатом интерференции является появление светлых и темных полос на третьем экране. Светлая полоса свидетельствует о том, что волны на экран пришли в одной фазе и усиливают друг друга, а темная полоса является результатом ослабления двух волн. Для усиления волн необходима одинаковая фаза. Следовательно, разность расстояний (разность хода) должна быть кратной четному числу длин полуволн.

Для ослабления волн они должны приходить в точку в противофазе. То есть для этого разность расстояний должна быть кратной нечетному числу длин полуволн.

Если интерференционной картине сопоставить график интенсивности света I, то он будет иметь вид синусоиды.

Положение максимумов и минимумов синусоиды будет зависеть от длины волны света, падающего на щель.

Как мы уже говорили ранее, белый свет полихроматический, т.е. включает спектр цветов от красного до фиолетового. Поэтому при интерференции мы наблюдаем максимумы не белого цвета, а всего спектра. Положение цветной полоски зависит от длины волны каждого света, входящего в белый.

Таким образом, не только с помощью призмы, но и с помощью интерференции можно разложить свет на спектр.

Наиболее эффективно для разложения света использовать не одну, а несколько щелей. Устройство, состоящее из многих равноотстоящих щелей, стали называть дифракционной решёткой. И чем больше щелей и чем они плотнее, тем больше эффективность дифракционной решетки как спектрального прибора. С помощью дифракционной решётки можно определить длину световой волны.

k·λ=d·sinφ,

k – номер рассматриваемого максимума

λ – длина световой волны

d – период дифракционной решётки

Следующее волновое свойство света, которое мы рассмотрим – это поляризация

Свет представляет собой электромагнитную волну, свойства которой таковы, что вектор напряженности электрического поля всегда перпендикулярен вектору индукции магнитного поля и оба этих вектора перпендикулярны скорости распространения волны.

В то же время в разных точках пространства и в разные моменты времени векторы E и B, оставаясь перпендикулярными друг другу и вектору скорости, могут изменять направления. Такой свет называется естественным.

При помощи специальных приборов, называемых поляризаторами, из такого естественно поляризованного света можно выделить волну, в которой направления векторов E и В будут оставаться неизменными. Такая волна называется линейно поляризованной.

Обычно поляризаторы представляют собой пластины, сделанные из прозрачного материала, например, из турмалина, герапатита, исландского шпата.

Через поляризатор проходят только те волны, вектор напряженности которых параллелен оси кристалла. В результате прохождения через поляризатор свет из естественного превращается в линейно-поляризованный.

Если же на пластину направить линейно-поляризованный свет, то интенсивность света на выходе будет зависеть от положения оси кристалла относительно направления вектора напряженности. В частности, если ось кристалла перпендикулярна вектору напряженности, то свет не пройдет через эту пластину.

Линейно-поляризованный свет можно получить также при помощи лазерных источников

Давайте вспомним из курса физики еще одно свойство света, которое широко используется человеком. Это явление полного внутреннего отражения.

Явление полного внутреннего отражения наблюдается, когда свет переходит из более плотной оптической среды в менее плотную.

Явление полного внутреннего отражения нашло применение в современных устройствах.

Допустим, нам нужно передать луч света на некоторое расстояние вдоль некоторого извилистого пути (подобно тому, как по проводу передается ток). Создают двойную стеклянную трубку из материалов с различной оптической плотностью.

Сердцевину делают из оптически более плотного вещества, а внешнюю трубку из вещества с меньшим показателем преломления. Подобная трубка называется оптическим световодом. Ее также называют оптическим волокном.

Оптические световоды применяются в настоящее время для передачи информации с очень высокой плотностью.

Компьютеры, к которым подключена оптоволоконная связь, работают гораздо эффективнее, чем, например, компьютеры, подключенные к сети при помощи телефонной линии.

Сегодня на уроке мы изучили волновые свойства света и рассмотрели приборы, использующие их свойства. Это дифракционная решётка, поляризатор, оптический световод.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

Текст задания 1:

Используя конспект урока, найдите и выделите цветом по вертикали и горизонтали понятия.

  1. Огибание волнами препятствий
  2. С помощью этого оптического прибора можно естественный свет превратить в плоско-поляризованный
  3. Волновое свойство света, применяемое в дифракционных решётках
  4. В этом приспособлении для передачи информации используется явление полного внутреннего отражения

Правильный вариант: дифракция, поляризатор, интерференция, оптоволокно.

Текст задания 2:

Вставьте пропущенные слова.

Если налить в стакан воду и поднять её выше уровня глаз, то поверхность воды при рассмотрении её снизу кажется посеребрённой вследствие __________ __________ ___________.

Правильный вариант: полного внутреннего отражения.

свойства и природа излучения, как называется поток частиц или фотонов

В XXI веке науке известно почти все об окружающих нас явлениях. По крайней мере, она может достаточно точно ответить на вопрос, что такое свет, какие у него свойства и каким законам он подчиняется.

Что такое свет с точки зрения физики

Первую научную теорию о природе света предложил в XVIII веке Христиан Гюйгенс, утверждавший, что световое излучение распространяется в пространстве волнами. Исаак Ньютон выдвинул свою концепцию о природе этого явления, согласно которой свет — это поток мельчайших частиц. 

В середине XIX-го века наука сформировала новые представления о физической природе света. Прорывом стал закон электромагнитного поля Джеймса Максвелла, который смог гармонично соединить идеи Гюйгенса и Ньютона. Ученый доказал, что световое излучение одновременно является и частицей, и волной. 

Эти же представления о явлении света актуальны и для современного научного сообщества. Единицей измерения светового потока принято считать фотон — квант электромагнитного излучения.  

Световое излучение — это поперечная волна. Однако в падающем от источника пучке световых волн присутствуют колебания всех возможных направлений, в том числе, и продольных.

Природа явления, какие законы его описывают

За 200 лет активных изучений световых явлений, ученые накопили достаточно информации и сформулировали основные законы распространения светового потока в пространстве.

К ним относятся:

  1. Прямолинейное распространение светового луча в однородной среде.
  2. Отражение светового луча от непрозрачной поверхности.
  3. Преломление светового луча на границе двух разных сред.

Закон прямолинейного распространения утверждает, что видимый свет в однородной среде (воздух, вода) распространяется строго по прямой линии. Если на этой линии разместить предмет, то от него образуется тень. 

В неоднородной же среде направление светового луча меняется. Одну часть фотонов поглощает среда, другая — меняет свой вектор движения.

Закон отражения одним из первых сформулирован учеными древности. Из этого закона следуют следующие свойства света:

  1. Падающий световой поток и отраженный луч находятся в одной плоскости. 
  2. Угол падения светового луча всегда равен углу отражения. 

Как действует закон преломления, каждый из нас мог наблюдать в жизни неоднократно. Мы видели как преломляется чайная ложка в прозрачном стакане воды, но не знали, что это объясняется изменением длины световых волн. Попадая в более плотную среду, скорость распространения светового потока уменьшается, и, наоборот, она увеличивается, переходя из воды в воздух. Другим примером, иллюстрирующим закон преломления света в атмосфере является радуга. 

Источник: ppt-online.org

Общие определения

В физике существует специальный раздел, который занимается изучением света, его распространения в пространстве и взаимодействия с другим веществом. Этот раздел называется оптикой.

Другие важные определения, которые необходимо знать при изучении оптических явлений, это:

  1. Световой поток. Это величина, равная количеству энергии, излучаемой источником света за единицу времени.
  2. Сила света. Так называют плотность светового потока, распространяемого в данном направлении пространства.
  3. Яркость. Это характеристика, которая показывает отношение силы света, который излучает поверхность, к площади ее проекции на перпендикулярную оси наблюдения плоскость.
  4. Освещенность. Этим термином называют количество света, который падает на единицу поверхности. 

Характеристики и основные свойства света

Основной характеристикой света является корпускулярно-волновой дуализм, то есть его двойственная природа, присущие ему свойства и волны, и частицы.

К основным волновым свойствам данного явления относятся:

  1. Интерференция — пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или более световых волн.
  2. Дифракция. Этим термином называется свойство световой волны огибать препятствия на своем пути. 
  3. Поляризация — свойство световых лучей распространяться в определенном направлении (лазеры).

Квантовыми свойствами света считаются:

  1. Фотоэффект — выделение веществом электронов под воздействием электромагнитного излучения.
  2. Излучение черного тела. Абсолютно черным телом в физике называют тело, поглощающее все то излучение, которое на него падает.
  3. Эффект Комптона. Комптон исследовал упругое рассеяние коротковолнового рентгеновского излучения на свободных электронах вещества. Открытый им эффект увеличения длины волны рассеянного излучения получил название эффект Комптона.
Источник: multiurok.ru

Спектральный состав света

Еще Ньютон в своих экспериментах доказал, что обычный белый свет является набором многих цветов или волн, имеющих различную длину, которые при взаимодействии складываются в белый. Видимый свет находится в диапазоне от 380 до 780 нанометров. 

Если излучение обладает волнами, короче 380 нм, то оно относится к ультрафиолетовому свету, если излучение имеет длину волн более 780 нм — оно называется инфракрасным. 

За пределами ультрафиолетового и инфракрасного излучения находятся и другие, известные науке виды:

  • гамма-лучи;
  • рентгеновские волны;
  • микроволновой диапазон и др.
Источник: autogear.ru

Как свет воспринимается глазом

Свет воспринимается глазами человека в диапазоне 370-790 нм. Ультрафиолетовое излучение наше зрение зафиксировать не может, зато его воздействие испытывает на себе наша кожа, на которую оно оседает в виде загара. Инфракрасное же излучение ощущается человеком как тепло. Разработки последних лет подтвердили преимущество инфракрасных обогревателей перед другими видами.

Сетчатка глаз обладает уникальной способностью улавливать фотоны и передавать эту информацию в мозг для последующей обработки. Это подтвержденный факт, который свидетельствует о том, что человек является гармоничной частью природы.

Как видите, физика и ее отдельные аспекты кажутся простыми только на первый взгляд. Для того, чтобы разобраться в сути некоторых явлений, придется потратить не один час. Если физика — это не для вас и не про вас, обязательно обращайтесь за помощью к экспертам Феникс.Хелп.

Полезные свойства света

Полезные свойства света Авторское право © Майкл Ричмонд. Эта работа находится под лицензией Creative Commons License.
Электромагнитный спектр

Во Вселенной есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд. Буквально.

Наши глаза чувствительны к видимым световым волнам… но они всего лишь один маленький кусочек целого электромагнитный спектр . Световые волны с энергиями как выше, так и ниже чем оптический свет существует, и может многое рассказать нам об объектах во Вселенной. гораздо больше, чем мы можем узнать, используя только оптический свет.

Астрономы приступили к исследованию участков электромагнитного спектра за пределами оптический в 1930-х годах. Достижения в области радиолокации и ракетной техники во время Вторая мировая война дала этому новому исследованию большой толчок. и с тех пор продолжает расти.

                Длина волны (м) Частота (Гц) Энергия (Дж)
-------------------------------------------------- -----------------------------
                             -1 9 -24
Радио > 1 х 10 3 х 10 > 2 х 10
-------------------------------------------------- -----------------------------
 

В музыкальном плане оптическая область соответствует одной тональности. на клавиатуре света:

Именно благодаря информации, переданной нам через Вселенной электромагнитными волнами, что мы можем написать такие вещи, как:

   Некоторые области космоса заполнены газом и пылью.Отдельные атомы объединяются в молекулы, такие как
                  вода (h3O), метан (Ch5), аммиак (Nh4),

   Большинство облаков в пространстве между звездами довольно теплые:
                  их температуры, возможно, от 50 до 100 Кельвинов.

   Звезды в шаровом скоплении движутся со скоростью
                  около 7000 метров в секунду.

 

Но как? Как свет предоставляет всю эту информацию?


Цвет дает температуру

Вы, наверное, уже знаете, что горячие предметы светятся цвет, который зависит от их температуры.Относительно холодная лава — всего 1000 Кельвинов — кажется тускло-красной:


Изображение предоставлено Геологическая служба США

в то время как бутановая паяльная лампа при 3200 Кельвинах излучает голубовато-белый свет:


Авторское право на изображение Rnbc, предоставлено Викимедиа

То же самое и со звездами: прохладные светятся тусклым красным светом, а горячие белые или голубовато-белые. Может быть трудно увидеть эти довольно тонкие различия невооруженным глазом…


Изображение предоставлено Денисом Саква

… но вы можете усилить цвета, если распределите свет, чтобы покрыть более широкую область; расфокусировав камеру, Например.


Изображение из Астрономическая картинка дня, 8 июля 2004 г., авторское право Стефан Сейп.

Эта связь между цветом и температурой сохраняется когда твердые, жидкие или плотные газообразные объекты излучают свет в широком диапазоне длин волн. Мы называем это излучением черного тела . Если представить интенсивность излучения как функцию длины волны, вы увидите кривую с резким падение с одной стороны (короткие волны), и постепенный спад на другом (длинные волны).

На самом деле существует числовая зависимость между длина волны, на которой объект излучает большую часть своей энергии, и температура объекта:

Но, чтобы использовать эту технику, нам нужно разбить свет в спектр для измерения интенсивности на разных длинах волн.

  В: Как можно разбить свет на спектр?











 

Есть два основных способа рассеивания света. Вы можете пропустить его через призму

или вы можете отскочить от него (или пройти через него) дифракционная решетка

Ты сможешь почитайте про физику дифракционных решеток если вы хотите точно понять, как и почему они работают.

Теперь, чтобы представить спектр, мы можем либо сделать снимок — показывающий радужное распространение цветов — или мы можем нарисовать график.График показывает

  • длина волны света по горизонтальной оси
  • интенсивность света по вертикальной оси


Изображение Мориса Гэвина с веб-сайта любительской спектроскопии ВПО.


Основные виды спектра

Когда мы разбиваем свет на спектр, мы обычно видим один из три основных типа спектра, в зависимости от характера источника. немецкий астроном Густав Кирхгоф, работал в 1850-х гг., выяснили причину этих различий виды спектров.Он объяснил три основных типа спектров исходя из трех разных ситуаций:

  1. Твердые тела, жидкости и плотные газы излучают свет всех длин волн, без пропусков. Мы называем это непрерывным спектром .


  2. Разреженные газы излучают свет только нескольких длин волн. Мы называем это излучением или спектром ярких линий .


  3. Если за ним есть источник света, тонкий газ поглощает свет той же длины волны, что и испускаемый.Мы называем это поглощением или спектром темных линий .


Спектральные линии дают химический состав

Очень, очень, ОЧЕНЬ полезным способом, каждый элемент генерирует свой собственный уникальный набор длин волн излучения или поглощения.

Мы можем использовать эти шаблоны как отпечатки пальцев. определить материал, излучающий или поглощающий свет.

Итак, если мы сможем послать свет от звезды или планеты, или облако газа, через спектрометр, и определить характер линий поглощения или излучения, мы можем определить химический состав объекта.


Спектральные линии показывают движение

Но это еще не все, что мы можем узнать из спектров! Если мы измерим длины волн поглощения или излучения линии очень, очень тщательно, мы можем заметить небольшие различия между длины волн, которые мы наблюдаем в небесном объекте, и длины волн, которые мы наблюдаем у одного и того же элемента в лаборатории на Земле.

Например, мы можем наблюдать линии, испускаемые ионизированные атомы кислорода:

  • в наших лабораториях на Земле, эти атомы излучают свет с частотой λ 0 = 500.70 нм
  • в спектре одной области туманности Ориона, мы наблюдаем свет на λ = 500,75 нм

Разница между наблюдаемой и лабораторной длинами волн, связано со скоростью объекта v и скорость света c :

Если разница положительна (наблюдаемая длина волны длиннее лабораторной длина волны), то объект удаляется от нас. Если разница отрицательна (наблюдаемая длина волны короче), то объект движется к нам.

В этом примере

что означает, что скорость газа 0,0001 * (скорость света) = 30 км/сек, удаляясь от нас.

Попробуем использовать доплеровский сдвиг, чтобы найти движение настоящая звезда по отношению к Солнцу. Звезда Арктур ​​ярко сияет на весеннем небе… вы можете найти его, следуя за ручкой Большой Медведицы.

Если мы пропустим свет Арктура через спектрограф и записать его спектр, затем сравните это со спектром Солнца, мы видим что-то вроде этого:



  Вопрос: Какова лучевая скорость Арктура?
      Он приближается к нам или уходит от нас?

 






 

Мой ответ


Резюме
  • оптический свет, который мы видим, является лишь крошечной частью электромагнитного спектр
  • температура светящегося объекта связана с цвет света, который он излучает
  • , распространяя свет в спектр, позволяет нам делать точные измерения температуры
  • линий поглощения и излучения в спектре дают подсказки по своему химическому составу
  • если мы наблюдаем объект, движущийся к нам или от нас, положение линий в его спектре будет сдвинуто на
    • более длинные волны, если он удаляется от нас
    • более коротких волн, если он движется к нам

Чтобы получить больше информации:

Авторское право © Майкл Ричмонд.Эта работа находится под лицензией Creative Commons License.

Свойства световых лучей

Помещения Ray Tracing

1) Световые лучи распространяются прямолинейно.

2) Световые лучи не мешают каждому другой, если они пересекаются.

3) Световые лучи исходят от источников света на глаз, но физика постоянна при изменении пути. » Принцип взаимности.»

Пересечение световых объектов

1) Отражение против передачи:   Отражение — это когда свет достигает поверхности и отражается от нее. Например, если человек берет лазерную пушку и стреляет лазерным лучом в сторону зеркала под углом, луч лазера сначала попадет в зеркало, а затем отразится и пройдет прочь. Световые лучи ведут себя так же, когда сталкиваются с отражающими поверхности. Когда световые лучи сталкиваются с прозрачными или полупрозрачными поверхностями, однако передача происходит.Передача – это когда свет проходит через поверхность предмета. Известным примером этого является стрельба световые лучи на призме. Когда луч света достигает поверхности призмы, он проходит и выходит на другом конце.

2) Зеркальное и диффузное:   Идеальное отражение или передача представляет собой зеркальное распространение. В этом случае полная интенсивность светового луча отражается или передается в одном направлении. Попробуйте представить, как баскетбольный мяч отскакивает от гладкого пола; Зеркальный отражение — та же идея.Диффузия, с другой стороны, это когда световой луч покидает поверхность с одинаковой интенсивностью во всех направлениях. На этот раз попытайтесь представить себе, как вы сто раз подбрасываете баскетбольный мяч. то же место на неровном полу. После того, как баскетбольный мяч коснется пола, его путь обратно каждый раз непредсказуем. А теперь представьте все одно сто мячей отскакивают одновременно. Эффект ста. шары, возвращающиеся во всех направлениях, напоминают диффузное распространение.

3) Распространение от источника света по сравнению сРаспространение из Отражение других поверхностей:   В трехмерной среде свет, на конкретную поверхность может исходить либо непосредственно от источника света, либо от света, отражающегося от других поверхностей. Представьте себе комнату с только деревянный стол и лампочка, установленная прямо над столом. Поверхность стола непосредственно освещается лампочкой. Однако пространство под столом все еще освещено светом. отражение от стен комнаты; вот почему пространство затенено, не кромешная тьма.

Примечание:   Поскольку существует два возможных пути распространения света. в каждой категории существует восемь возможностей. Однако, это упрощенная версия, т.к. отражение и пропускание, и зеркальность и диффузия не являются абсолютными; они существуют в градусах. Следовательно, можно представить себе масштаб вычислительной сложности трассировки лучей алгоритм.


Содержание

Характеристики света

Уравнения Максвелла объединили изучение электромагнетизма и оптики.Свет — это относительно узкая полоса частот электромагнитных волн, к которым чувствительны наши глаза. На рисунке показан спектр видимого света . Длина волны обычно измеряется в единицах нанометров (1 нм = 10 -9 м) или в единицах ангстрема (1Å = 10 -10 м). Цвета видимого спектра простираются от фиолетового с наименьшей длиной волны до красного с наибольшей длиной волны.

Рисунок 1

Спектр электромагнитного излучения, включающий видимый свет.


Скорость света

Свет распространяется с такой высокой скоростью, 3 × 10 8 м/с, что исторически ее было трудно измерить. В конце 1600-х годов Клаус Ремер наблюдал различия в периоде лун Юпитера, которые менялись в зависимости от положения Земли. Он правильно предположил конечную скорость света. Он пришел к выводу, что годовые колебания были вызваны изменением расстояния между Юпитером и Землей; таким образом, более длительный период указывал на то, что свет должен пройти большее расстояние.Его оценка 2,1 × 10 8 м/с, основанная на его значении радиуса земной орбиты, была неточной, но его теории были верны. Арман Физо первым измерил скорость света на поверхности Земли. В 1849 году он использовал вращающееся зубчатое колесо, чтобы приблизиться к скорости света, 3,15 × 10 8 м/с. Как показано на рисунке, луч света прошел через колесо, отразился зеркалом на расстоянии ( d ) и снова прошел через отверстие между зубьями.


Рисунок 2

Прибор Физо для измерения скорости света.

Предположим, что скорость колеса регулируется так, что свет, проходящий через отверстие a , затем проходит через отверстие b после отражения.Если зубчатое колесо вращается с угловой скоростью ω и угол между двумя отверстиями равен θ, то время прохождения света 2 d равно

   

, поэтому скорость света можно вычислить из

.

 

, где c обозначает скорость света. Более современные методы с использованием лазеров позволяют проводить измерения с точностью не менее девяти знаков после запятой.

Свет и другое электромагнитное излучение могут быть поляризованы, потому что волны поперечны.Отличительной чертой поперечных волн является колебательное движение, перпендикулярное направлению движения волны. Продольные волны, такие как звук, не могут быть поляризованы. Поляризованный свет имеет вибрации, ограниченные одной плоскостью, перпендикулярной направлению движения. Луч света может быть представлен системой световых векторов. На рисунке 3 неполяризованный свет исходит от лампочки. Луч, идущий к верхней части страницы, просматривается вдоль направления движения (как конец).Векторы луча, идущего в сторону страницы, видны перпендикулярно направлению движения (вид сбоку).

3 основных свойства света в фотографии

Точно так же, как оливковое масло имеет решающее значение для итальянского повара, а палитра красок имеет решающее значение для художника, свет имеет решающее значение для фотографа.

Хотя сама камера может творить чудеса, управляя светом, вы (как фотограф) также играете жизненно важную роль.

Базовое понимание основных свойств света — количества, качества и направления — может помочь вам развить и отточить свое творческое самовыражение.

1. Количество 

Количество света также можно назвать интенсивностью света, и идея проста: когда вы входите в место, где собираетесь сделать снимок, сколько света присутствует?

Подумайте об этом, используя аналогию с вашими глазами. Когда вы входите в ярко освещенную сцену, вы закрываете глаза или тянетесь к ближайшей паре солнцезащитных очков.Вы можете щуриться или чувствовать себя ошеломленным тем, насколько переэкспонированы настройки.

Точно так же, когда вы входите в полумрак — все недоэкспонировано. Опять же, вы можете щуриться, чтобы увидеть свое окружение, или достать телефон, чтобы сделать все ярче.

Камера работает аналогичным образом. Но, в отличие от человеческого глаза, который должен естественным образом приспосабливаться к своему окружению, у нас есть контроль над изменением интенсивности света в нашей камере с помощью ISO, диафрагмы и скорости затвора.

Если вы снимаете сцену при ярком солнечном свете на открытом воздухе в озере, когда ваша семья купается, ваше значение ISO будет ниже, чем если вы снимаете ту же сцену ночью, когда ваша семья собирается у костра. Точно так же при ярком дневном солнечном свете вам понадобится высокая скорость затвора или малая диафрагма в сочетании с низким значением ISO, что гарантирует, что количество света не даст вам размытого изображения.

2. Качество 

Качество света нельзя воспринимать так же конкретно, как количество света.Вместо этого он измеряется нашим визуальным восприятием света.

Тяжело? Или он мягкий?

Жесткое освещение является резким, направленным и может отбрасывать сильные тени. Это может затруднить съемку таких ситуаций, как портреты на открытом воздухе. Тем не менее, жесткий свет не всегда является негативным явлением — его также можно использовать художественно, чтобы добавить эффектности вашим снимкам.

Мягкое освещение, с другой стороны, является ненаправленным и, как правило, исходит от рассеянного источника.Это может помочь создать гладкость и устранить те сильные тени, которые часто видны при резком освещении.

Мягкое освещение естественно в день, когда облака загромождают небо или через окно, куда проникает солнечный свет.

3. Направление 

конечный результат фотографии.

В условиях студии у вас есть возможность переместить источник света в нужное положение, что еще больше поможет вам получить нужный снимок.Как выглядит свет, когда он отражается в голубых глазах вашего объекта? Что свет делает с их чертами лица, такими как прямой нос, высокие скулы или четкая линия челюсти?

Эксперименты с направлением света в условиях студии помогают точно настроить внешний вид вашего объекта и воплотить в жизнь ваше уникальное видение.

Если вы снимаете на улице, все немного сложнее. Когда солнце является вашим основным источником света, вы не можете точно подобрать его и переместить, как при искусственном освещении в помещении.Однако вы можете перемещать объект, пока не получите желаемый вид.

Обладая базовыми знаниями о свете и его свойствах, вы, как фотограф, можете управлять сценой и получать точные изображения, которые вам нужны.

В Skylum мы здесь, чтобы поощрять ваше творчество и помогать вам расти.

Итак, закинь камеру на плечо, вылезай и гонись за солнцем.

Свойства света | ПВЕобразование

Электромагнитный спектр.

 

Свет, который мы видим каждый день, составляет лишь часть всей энергии, излучаемой солнцем, падающим на Землю. Солнечный свет — это форма «электромагнитного излучения», а видимый свет, который мы видим, представляет собой небольшое подмножество электромагнитного спектра, показанного справа.

Электромагнитный спектр описывает свет как волну с определенной длиной волны. Описание света как волны впервые получило признание в начале 1800-х годов, когда эксперименты Томаса Янга, Франсуа Араго и Огюстена Жана Френеля показали интерференционные эффекты в световых лучах, указывая на то, что свет состоит из волн.К концу 1860-х свет рассматривался как часть электромагнитного спектра. Однако в конце 1800-х проблема с волновым представлением света стала очевидной, когда эксперименты по измерению спектра длин волн от нагретых объектов нельзя было объяснить с помощью волновых уравнений света. Это несоответствие было разрешено работами в 1900 г., а в 1905 г. Планк предположил, что полная энергия света складывается из неразличимых энергетических элементов, или квантов энергии. Эйнштейн, исследуя фотоэлектрический эффект (высвобождение электронов из некоторых металлов и полупроводников при попадании света), правильно различал значения этих элементов квантовой энергии.За свою работу в этой области Планк и Эйнштейн получили Нобелевскую премию по физике в 1918 и 1921 годах соответственно, и на основании этой работы свет можно рассматривать как состоящий из «пакетов» или частиц энергии, называемых фотонами.

Сегодня квантовая механика объясняет наблюдения как волновой, так и корпускулярной природы света. В квантовой механике фотон, как и все другие квантово-механические частицы, такие как электроны, протоны и т. д., наиболее точно изображается как «волновой пакет».Волновой пакет определяется как набор волн, которые могут взаимодействовать таким образом, что волновой пакет может либо казаться локализованным в пространстве (аналогично прямоугольной волне, которая возникает в результате добавления бесконечного числа синусоидальных волн), или может попеременно появляться просто как волна. В тех случаях, когда волновой пакет пространственно локализован, он действует как частица. Поэтому, в зависимости от ситуации, фотон может проявляться либо как волна, либо как частица, и это понятие называется «дуальность волна-частица».

Полное физическое описание свойств света требует квантово-механического анализа света, поскольку свет представляет собой тип квантово-механической частицы, называемой фотоном. Для фотогальванических приложений такой уровень детализации требуется редко, поэтому здесь дано лишь несколько предложений о квантовой природе света. Однако в некоторых ситуациях (к счастью, редко встречающихся в фотоэлектрических системах) свет может вести себя таким образом, который кажется противоречащим здравому смыслу, исходя из приведенных здесь простых объяснений.Термин «здравый смысл» относится к нашим собственным наблюдениям, и на него нельзя полагаться при наблюдении квантово-механических эффектов, поскольку они происходят в условиях, недоступных для человеческого наблюдения. Для получения дополнительной информации о современной интерпретации света см. Волновой пакет, или фотон, показан ниже в PVCDROM.

Фотон высокой энергии для синего света.

Фотон с меньшей энергией для красного света.

Фотон низкой энергии для инфракрасного света. (должно быть невидимым)

Существует несколько ключевых характеристик падающей солнечной энергии, которые имеют решающее значение для определения того, как падающий солнечный свет взаимодействует с фотогальваническим преобразователем или любым другим объектом.Важными характеристиками падающей солнечной энергии являются:

  • спектральный состав падающего света;
  • плотность мощности солнечного излучения;
  • угол, под которым падающее солнечное излучение падает на фотоэлектрический модуль; и
  • лучистая энергия солнца в течение года или дня для определенной поверхности.

К концу этой главы вы должны быть знакомы с четырьмя вышеуказанными понятиями.

Волновые свойства света

Дополнительная литература на сайте www.astronomynotes.com


Чтобы начать изучение света, мы собираемся сначала обсудить волны в целом. Например, что происходит, когда камешек бросают в пруд?

Рисунок 3.1: Возмущение поверхности воды

Как показано на изображении выше, в месте попадания гальки вода начинает колебаться вверх и вниз. «Кусочки» воды рядом с тем местом, куда попал камешек, «чувствуют», как вода рядом с ними поднимается и опускается, и они тоже начинают двигаться вверх и вниз.Возмущение в воде движется наружу по мере того, как все больше частиц воды начинают двигаться вверх и вниз. Вода в каждом месте переместилась только на вверх и на вниз на , но волна сместилась на наружу от того места, где галька попала в воду. Вода не двигалась наружу — то, что двигалось наружу, — это возмущение поверхности пруда. Движение возмущения наружу переносит энергии из одного места (место, где галька попала в воду) в другое (все точки наружу от точки входа гальки).Этот пример показывает, что волна на самом деле является механизмом, с помощью которого энергия переносится из одного места в другое.

Электрические поля и магнитные поля могут быть возмущены аналогично поверхности пруда. Когда неподвижная заряженная частица начинает вибрировать (или, в более общем случае, если она ускоряется), электрическое поле, окружающее частицу, возмущается. Изменение электрических полей создает магнитные поля, поэтому движущийся заряд создает возмущение как , так и электрического поля и магнитного поля вблизи заряженной частицы.Движущееся наружу возмущение в электромагнитном поле представляет собой электромагнитную волну . Явление, которое мы называем «светом», — это просто электромагнитная волна.

Рис. 3.2: Свет, представленный в виде волны в графической форме, где ось x — это расстояние, а ось y — смещение, и показано, как рассчитать длину волны как расстояние от пика до пика.

Свет (или любая другая волна) характеризуется своей длиной волны или своей частотой .Для любой волны длина волны — это расстояние между двумя последовательными пиками. Если вы стоите в одной конкретной точке и считаете, сколько пиков проходит мимо вас в секунду, это число и есть частота.

Математически длина волны света обычно обозначается буквой l или греческой буквой лямбда (λЭто уравнение отображается неправильно из-за несовместимого браузера. Список совместимых браузеров см. в разделе «Технические требования» в Руководстве). Частота обычно обозначается буквой f или греческой буквой nu (νЭто уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера.Список совместимых браузеров см. в разделе «Технические требования». Поскольку частота — это количество волн, проходящих через точку в секунду, а длина волны — это расстояние между последовательными пиками этой волны, вы можете определить скорость волны, перемножив эти два числа, то есть: c = λν Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Список совместимых браузеров см. в разделе «Технические требования» в Руководстве. Если мы посмотрим на единицы измерения, длина волны измеряется в некоторой единице расстояния, а частота измеряется как некоторое безразмерное число (количество волн) в некоторую единицу времени. , поэтому, умножая длину волны на частоту, вы получаете расстояние за время, которое является подходящей единицей для скорости.

Белый свет (например, то, что исходит от фонарика) на самом деле состоит из множества волн, каждая из которых имеет один из разных цветов света (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый). Причина того, что разные световые волны кажутся разными цветами света, заключается в том, что цвет световой волны зависит от ее длины волны. Например, длина волны синего света составляет около 450 нанометров, , а длина волны красного света составляет около 700 нанометров .Таким образом, источник света, излучающий белый свет, излучает несколько световых волн с широким диапазоном длин волн от 450 до 700 нанометров. Все эти световые волны движутся с одинаковой скоростью (скоростью света), поэтому вы можете определить их частоты и увидеть, что красный свет имеет более низкую частоту, чем синий.

Попробуй!

Существует интерактивный онлайн-инструмент, созданный людьми из HubbleSite под названием «Звездный свет, звездная яркость» для младших школьников, которые хотят исследовать свет.Перейдите по этой ссылке и изучите материалы «Поймай волну» и «Создай волну».

Длина волны света может быть очень большой (километры!) или меньше длины ядра атома (одна миллионная нанометра!) — так что же мы называем светом, длина волны которого больше или меньше, чем у видимого света? к чему мы привыкли? Ну, вот один пример: свет, длина волны которого чуть длиннее красного, называется инфракрасным светом . Следующий пример — свет с длиной волны чуть короче фиолетового света, который называется ультрафиолетовым светом .Весь диапазон возможных типов света, от самых длинных длин волн (90 260 радиоволн 90 261) до самых коротких длин волн (90 260 гамма-лучей 90 261) называется 90 260 электромагнитным спектром 90 261.

Возможно, вы узнали из другого курса, что свет уникален тем, что его можно описать (как мы только что сделали) как волну, но в некоторых экспериментах он ведет себя и может быть описан более точно как частица. Когда мы описываем свет как частицу, мы будем называть отдельный «пакет» света фотоном .Вы по-прежнему можете ссылаться на длину волны и частоту этого фотона, даже если считаете его частицей, а не волной. Если вы вернетесь к самому первому обсуждению в начале этой страницы, мы говорили о том, как волны переносят энергию. Итак, каждый фотон света несет энергию, и количество энергии зависит от длины волны или частоты этого фотона. Уравнение:

Е = hν; или эквивалентно: E = hc/λЭто уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера.Список совместимых браузеров см. в разделе «Технические требования» в руководстве.

В этих уравнениях E — энергия, h — постоянная Планка, а c — скорость света.

Хотите узнать больше?

Перейдите по следующим ссылкам, чтобы узнать больше о…

Прежде чем мы подробно обсудим весь электромагнитный спектр, мы затем обсудим, как астрономы представляют диапазон света, излучаемого источником, на диаграмме или изображении, называемом спектром .

Четыре основных свойства освещения:

Викторина

блок 6 Карточки | Викторина


Викторина

Киновикторина 4 Карточки | Викторина


Викторина

Карточки главы 6 | Викторина


Викторина

Карточки для выпускного экзамена по кинематографии, глава 6 | Викторина


https://brainly.com/question/7975745
Легкое преследование — 31 января 20

4 основных характеристики света, которые должен знать каждый фотограф

Количество, качество, цветовая температура и направление — понимание этих 4 характеристик света важно для того, чтобы стать лучшим фотографом.

Расчетное время. время чтения: 11 минут


wysecondarytheatre.org

basics_of_design_process.pdf

53,19 КБ


https://www.adorama.com/alc/basic-cinematography-lighting-techniques/
https://ed.sc.gov/scdoe/assets/file/agency/ccr/Standards-Learning/documents/4- 5ScienceSupportDocument.pdf
https://www.quora.com/What-are-lights-properties
skylum.com

3 основных свойства света в фотографии

Термин «фотография» означает «писать светом», поэтому очень важно понимать и использовать основные свойства света, чтобы делать отличные снимки.


https://www.adorama.com/alc/basic-cinematography-lighting-techniques/
Energy.gov

Принципы и условия освещения

Принципы и условия освещения


Охрана окружающей среды и безопасность — 9 октября 2009 г.

Определение и свойства лазерного излучения

Слово «ЛАЗЕР» стало нарицательным, но оно не начиналось как слово. На самом деле это аббревиатура от: Усиление света за счет стимулированного излучения Свойства излучения Сначала давайте обсудим свойства лазерного света, а затем приступим к этому…


en.wikipedia.org

Сценическое освещение

Сценическое освещение — это ремесло освещения, применимое к постановке театральных, танцевальных, оперных и других исполнительских видов искусства. В этой дисциплине используются несколько различных типов инструментов сценического освещения. В дополнение к основному освещению современное сценическое освещение может также включать в себя специальные эффекты, такие как лазеры и генераторы дыма. Людей, которые работают над сценическим освещением, обычно называют техниками по свету или дизайнерами по свету.Оборудование, используемое для сценического освещения (например, кабели, диммеры, свет…


slideshare.net

10 свойств света

Свойства света


Creative Planet Network — 21 июля 16

Понимание четырех различных типов света

В видео ниже Сариш Судхакаран из Wolfcrow объясняет четыре типа света: жесткий свет, мягкий свет, зеркальный и рассеянный свет. Как он говорит: «Разница между жестким и мягким светом довольно проста.Ответ не в…


https://www.masterclass.com/articles/what-is-three-point-lighting-learn-about-the-lighting-technique-and-tips-for-the-best-three-point-lighting-setups
физико — 21 января 20

7 основных свойств света для детей с примерами

Отражение, преломление, дифракция, поляризация, интерференция, дисперсия и рассеяние света — это 7 основных свойств света для детей по физике.

Расчетное время. время чтения: 4 минуты


физико — 21 января 20

7 основных свойств света для детей с примерами

Отражение, преломление, дифракция, поляризация, интерференция, дисперсия и рассеяние света — это 7 основных свойств света для детей по физике.

Расчетное время. время чтения: 4 минуты


https://www.canva.com/learn/beginners-guide-natural-light-use-take-great-photos/
frostblue.com — 15 октября 11

Карточки — сознание

сознание —

сознание
Наука

Каковы свойства спектра видимого света?

Вид света, который люди могут видеть своими глазами, называется видимым светом. Спектр видимого света состоит из различных длин волн, каждая из которых соответствует разным цветам.Другие свойства спектра видимого света включают корпускулярно-волновые…


TeachEngineering.org

Свойства света — Урок

Учащиеся узнают об основных свойствах света и о том, как свет взаимодействует с объектами. Они знакомятся с аддитивной и субтрактивной цветовыми системами и явлениями преломления. Учащиеся дополнительно изучают различия между добавками…


PictureCorrect

Свойства света и способы их применения в фотографии

В каждой форме искусства всегда есть средство или ряд конкретных средств, связанных с этим конкретным искусством.Для скульптуры это может быть камень, стекло или дерево, а для живописи — цвет, металл или краска, нанесенная на твердую основу. Один…

Расчетное время. время чтения: 3 минуты


ZME Science — 23 июня 17 г.

Что такое фотон? Определение, свойства, факты

Давайте прольем свет на этот вопрос.

Основные свойства света: Основные свойства света и его роль в создании фотографий

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Пролистать наверх