Природа света. Основные характеристики света
Согласно современным представлениям свет обладает кор-пускулярно-волновым дуализмом, т.е. представляет собой поток частиц электромагнитного поля, фотонов, которые следует рас-сматривать как частицы, имеющие волновые свойства.
В явлениях, связанных с распространением света (интер-ференция, дифракция, поляризация и др.), свет проявляет волно-вую природу, т.е. является частным случаем электромагнитной волны. В таких явлениях как поглощение, рассеяние, фотоэффект, эффект Комптона свет проявляет свойства частиц.
Являясь электромагнитной волной, свет описывается уравнениями
,
т.е. свет характеризуется вектором электрического поля 
и вектором магнитного поля 
. Световая волна является плоско-поперечной, т.к. колебания векторов и происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях, перпендикулярно направлению распространения волны.
Рис. 1
Основные характеристики света:
-частота колебаний векторов и ,
-длина волны.
Оптическое излучение лежит в диапазоне 
м ( 
). Этот диапазон мы делим на следующие участки:
Излучение в пределах 
м ( 
), действуя на глаз, вызывает ощущение света и называется видимым излучением.
Более короткое, ниже 
м, -УФ–излучение.
Более длинное, 
м, -ИК–излучение.
Излучение, имеющее одну и ту же длину волны, называется монохроматическим (например, красное, синее и др.). Излучение, состоящее из волн различной длины волны, называется сложным и в зависимости от состава вызывает в глазе различные цветовые ощущения. Излучение Солнца содержит весь диапазон электромагнитных волн. Видимая часть излучения Солнца называется белым светом.
Поляризация света
Если говорить о плоских волнах вообще, то следует отметить, что в случае, когда плоскость колебаний непрерывно меняется, а амплитуда колебаний остается постоянной, то такую волну называют естественной (рис. 2а).
Если колебания происходят только в одной плоскости, то такую волну называют полностью линейно-поляризованной или просто поляризованной (рис 2б).
| Рис. 2а) | Рис. 2б) | Рис 2в) |
Если же колебания происходят в разных плоскостях, но в од-ной из них амплитуда больше, чем в других плоскостях, то такая волна называется частично поляризованной (рис. 2в).
Мы рассматриваем световую волну, в которой присутствуют электрическая и магнитная составляющие. Все изменения, проис-ходящие с вектором , сопровождаются аналогичными синхрон-ными изменениями вектора . Поэтому для простоты изложения мы будем говорить только о векторе . Этот вектор называют световым вектором, т.к. только электрическая составляющая световой волны действует на рецепторы, вызывая ощущение света.
Элементарным излучателем света является атом, в котором электрон испускает плоскополяризованную волну (рис.1) в единичном акте испускания. При этом испускается “цуг” волн протяженностью 3 м. Затем атом излучает новый “цуг” волн. За время между этими двумя актами испускания атом успевает повернуться в пространстве в разных направлениях и поэтому “цуги” волн излучаются также в разных направлениях. Кроме того, атомов в источнике света бесконечное множество, значит и плоскостей колебаний будет бесконечное множество. Следова-тельно, световая волна является естественной.
Световая волна может быть и частично поляризованной. Частичная поляризация происходит при отражении, преломлении и рассеянии света.
Это связано с тем, что вторичные волны, 
излучаемые атомами под воздействием падающего света, распространяются в различ-ных направлениях. Поэтому в отраженной и преломленной волнах наблюдаются колеба-ния с амплитудой наибольшей в одном направлении. Т.о. граница раздела сред–диэлектрикявляется поляризатором.
Рис. 3