Лъч светлина

След като дадох идея кои са трите основни области в оптиката, мога да започна да разглеждам едно по едно по-важните и по-интересните явления. Започвам с геометрична оптика, защото тя позволява лесно и интуитивно да се въведат някои основни понятия. Повечето от това, което следва, е учено в училище. Тук само ще се спра на основните моменти, за да припомня на забравилите.

Скоростта на светлината

В празното пространство (вакуум) светлината се движи с постоянна скорост, която е еднаква във всички инерциални отправни системи. Това твърдение е било доказано благодарение на експеримента на Майкелсон и Морли и в последствие е залегнало в основата на специалната теория на относителността на Айнщайн. Повече за теорията на относителността има на достъпен български в блога за Вселената, аз няма да се спирам тук на нея, само ще спомена едно от най-важните нейни следствия. А именно, нито материята, нито информацията могат да се движат със скорост по-голяма от скоростта на светлината във вакуум (бележи се с ). Това е наистина бързо -- за една секунда светлината изминава във вакуум 299 792 458 метра. Всъщност, от 1983 г. дефиницията за един метър е разстоянието, което светлината изминава във вакуум за 1/299 792 458 части от секундата.

Добре де, направих малко отклонение от темата. Причината беше да дам най-бегла представа за значението на тази константа () за физиката. Макар че съм почти сигурен, че не съм успял.

В евентуални бъдещи сметки няма да се тормозя с голяма точност и ще приемам скоростта на светлината за

Току-що скъсих метъра с около 2 промила или с цели 0.2 mm. ;-)

Показател на пречупване

Досега ставаше въпрос за скоростта на светлината в празното пространство. В материалните среди (например въздух, вода, стъкло) скоростта на светлината е по-ниска:

където е скоростта на светлината във вакуум, е скоростта на светлината в материалната среда, а множителят се нарича показател на пречуване на дадената среда. В различните среди, най-общо казано, светлината се разпространява с различна скорост и поради това показателят на пречупване е различен за различните среди. Разбира се, той е по-голям от единица, защото няма как светлината да се движи по-бързо в материална среда, отколкото във вакуум.

Но защо точно "показател на пречупване"?

Continue reading

Избор на слънчеви очила

Не, не съм тръгнал да си купувам слънчеви очила (все още). Целта на този пост е от една страна да изясня темата за себе си и от друга -- да проверя как физическите разсъждения могат да помогнат. Също така това писание беше подтикнато донякъде от разказа на iffi по темата.

Вероятно някои от нещата, които разглеждам тук не са ми съвсем ясни. Естетическата страна на въпроса пък въобще няма да я споменавам. Вместо това ще започна с едно далеч по-простичко понятие.

Поляризация

Светлината представлява електромагнитна вълна и като такава притежава една много интересна характеристика, а именно -- поляризация. Тук дори няма да опитам да обясня това явление. За нашите цели е достатъчно да знаем, че съществува неполяризирана ((По-точното понятие е "случайно поляризирана")) и поляризирана светлина. Има различни видове поляризация, в случая не е важно какви са точно. По-важното е, че можем да филтрираме светлина с дадена поляризация. Но по-голямата част от светлината е неполяризирана, тогава това с какво ни помага? Когато светлината се отразява от неметални повърхности (стъкло, вода, сняг, небе и т.н.) тя се поляризира по определен начин. Значи ако филтрираме светлината с въпросната поляризация, ще премахнем досадните отблясъци от стъклата на колите или от локвите, или пък от преспите сняг.

Точно тук идват на помощ поляризиращите очила. Те имат в стъклата си поляризационен филтър, който е така направен (правилният термин е "завъртян"), че да премахва най-често срещаните отблясъци. Това облекчава много очите в ясен, слънчев ден, когато всичко наоколо блести та се къса. Поляризиращите очила са особено полезни при шофиране, защото по и около пътя обикновено има много отблясъци, а човек няма накъде да отмести поглед.

UV защита

Поляризиращите свойства са много полезни, но ако има нещо, което е наистина важно за едни слънчеви очила, това е защитата от ултравиолетово (UV) лъчение. Защо?

UV лъчите притежават голяма енергия, понеже имат висока честота. Голямата енергия пък им позволява да вършат поразии като например да причиняват тен, изгаряне, рак на кожата, различни увреждания на ретината и други подобни неприятни неща. Нормално зениците на човек са достатъчно затворени, за да предпазват сравнително добре ретината от вредното UV лъчение. Когато обаче човек сложи пред очите си тъмни очила, зениците му се отварят, за да компенсират недоимъка на светлина. Ако очилата не филтрират UV лъчите, заради по-отворената зеница, ретината се оказва по-изложена на вредното UV лъчение, отколкото ако тъмните очила ги няма. Това е една добра причина UV защитата на слънчевите очила да е толкова важна.

За съжаление не е лесно човек да провери каква UV защита предлагат очилата му и му остава единствено да вярва на това, което производителят е написал. Всъщност, самата проверка за UV защита е елементарна, стига човек да има достъп до спектрофотометър. Уви, не всеки има такава апаратура вкъщи. Поради тази причина преди време обикалях оптиките в търсене на някоя, в която могат да направят такава проверка. Нямах успех тогава, но бих бил благодарен на някой, ако случайно знае, да сподели информация.

Заключение

Защитата от UV лъчение е жизнено важна за едни слънчеви очила и още повече за очите, пред които са сложени. Ако очилата нямат такава, по-добре е да не се използват. Тъй като не е лесна проверката за наличието на подобна защита, трябва да се вярва на производителя. Тоест, очилата "куче марка" не са добра идея. От друга страна лесно се вижда дали очилата притежават поляризиращи свойства. Но ако са поляризиращи, това в никакъв случай не е гаранция, че филтрират достатъчно добре UV лъчението.

Edit

Изглежда, навремето не съм търсил достатъчно упорито за оптика, в която да правят проверка на очила за защита от UV лъчение. Сега не е толкова трудно да се намери такава. Гугъл е услужлив и казва къде има.