«Источники света»

  Источник света — любой объект, излучающий электромагнитную энергию в видимой области спектра. По своей природе подразделяются на искусственные и естественные.  Естественные источники света делятся на  неживые и живые. В физике пользуются идеализированными моделями точечных и непрерывных источников света.

     Механизм излучения света. Свет излучается атомами. Энергия атомов носит дискретный характер и изменяется определёнными скачками, своими для каждого атома.  Все электроны в атомах находятся на самой никой орбите ( уровне). Этот уровень называется основным, в то время, как остальные — возбуждёнными. В нормальных условиях все атомы находятся в своих основных энергетических состояниях. Для того,                  

 чтобы возбудить атом, ему необходимо сообщить  некоторую энергию,  причём для каждого атома существует определённая наименьшая порция энергии, переводящая из основного состояния в возбуждённое (так для водорода эта величина равна 10,1 эВ — это энергетическое расстояние между его первым и вторым энергетическими уровнями). В возбужденном состоянии  атом может находиться 10^-8 с. Затем он самопроизвольно переходит на более низкую орбиту.  При этом излучается фотон света.

   При переходе из более высоких состояний в более низкие, испускается фотон ( рис.1) .

Согласно формуле Планка испускаемая энергия фотона рассчитывается по формуле  ΔЕ = h ν.

·         ν n m = E n − E m h {\displaystyle \nu _{nm}={\frac {E_{n}-E_{m}}{h}}} Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции и с различными способами преобразования энергии, основным назначением которых является получение светового излучения. В источниках света используется в основном электроэнергия, но также иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (например, триболюминесценция, хемилюминесценция, радиолюминесценция и др.).

      Физические основы источников света :     

·         Электрические: электрический нагрев тел  или плазмы, Джоулево тепло, вихревые токи,

            потоки электронов или ионов, Солнце, полярные сияния, молнии.

·        Ядерные: распад изотопов или деление ядер.

• Химические: горение (окисление) топлива и нагрев продуктов сгорания.

·        Электролюминесцентные: непосредственное преобразование электрической энергии в световую в полупроводниках (светодиоды, лазерные светодиоды) или люминофорах, преобразующих в свет энергию электрического поля , либо преобразующих в свет энергию потока электронов (катодно-люминесцентные).                                                          

·        Биолюминесцентные : бактериальные источники света в живой природе ( светлячки, планктон и т.д.)

Демонстрация 1. Различные виды источников света. Показать свечение разных источников света.

                              Естественные.                     Тепловые.                           Люминесцентные.

Проблема. Как источники света  излучают свет ?

Ответ. Механизм излучения источников света одинаковый для всех источников света. За счет  энергии, которую атомы вещества получают извне ( электрическую, химическую, тепловую и.т.д.) электроны в атомах переходят с основного уровня на более высокий. Через 10^-8 с электроны  возвращаются на основную орбиту,  излучая при этом, квант света.