Lumo

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo
Ondolongoj de videbla lumo:
400-700 nm
Ĉi tio estas luma ondo montrante la du komponantojn de lumo: elektra kampo E kaj magneta kampo M, kiuj oscilas orte unu al la alian kaj laŭ la direkto de delokiĝo (transversa ondo).

Lumo kutime nomiĝas tiu parto de la elektromagneta spektro, kiu estas videbla por la homa okulo, sed oni ankaŭ uzas la vorton por ajnaj elektromagnetaj radiaĵoj.

Fizikaj ecoj de lumo[redakti | redakti fonton]

La bazaj fizikaj ecoj de lumo estas koloro, heleco (aŭ lumintenso) kaj polarizado.

Koloro[redakti | redakti fonton]

32 koloroj

Natura lumo estas miksaĵo el ondoj kun diversaj frekvencoj. La okulo perceptas ilin kiel erojn de iu precipa baza koloro. Bazaj koloroj estas:

Spektraj koloroj
Koloro Ondolongo Frekvenco
Infraruĝa radiado
Ruĝa 625–740 nm 480–405 THz
Oranĝa 590–625 nm 510–480 THz
Flava 565–590 nm 530–510 THz
Verda 520–565 nm 580–530 THz
Cejana 500–520 nm 600–580 THz
Blua 450–500 nm 670–600 THz
Indiga 430–450 nm 700–670 THz
Viola 380–430 nm 790–700 THz
Ultraviola radiado

Aliaj koloroj estas miksaĵoj de tiuj bazaj koloroj. La okulo (male al la orelo) ne kapablas analizi la frekvencojn kaj perceptas en ĉiu punkto nur unu rezultan koloron. Per aparatoj tamen eblas analizi miksfrekvencan lumon.

Oni rimarku, ke la rilato inter frekvenco kaj koloro dependas de kulturo kaj lingvo.

Heleco (lumintenso)[redakti | redakti fonton]

Triangula prismo disigante radion de blanka lumo. La plej longaj ondolongoj (ruĝaj) kaj la plej mallongaj (bluaj) separiĝas.

Malgraŭ ke heleco estas ĝenerala termino por priskribi helan aĵon, ĝia uzo estas aparte uzata en astronomio:

  • heleco, aŭ pli simple helo[1], estas la lumintenso de la luma energio de stelo aŭ alia astro, esprimante per kandelo (simbolo cd),
  • helodenso[2], aŭ ankoraŭ luminanco, estas la lumintenso je surfacunuo de lumfonto laŭ donita direkto, esprimante per kandelo je kvadrata metro (simbolo cd/m2),
  • lumeco estas la elsendata energio je sekundo esprimata en vato (simbolo W),
  • absoluta magnitudo (logaritma skalo de heleco),
  • ŝajna magnitudo (logaritma skalo de heleco rilatante al alia astro).

Polarizado[redakti | redakti fonton]

Distingeblas tri polarizadoj:

  • linia polarizado
  • cirkla polarizado
  • elipsa polarizado

Teorioj pri lumo[redakti | redakti fonton]

Historie oni multe diskutis pri la naturo de lumo. Teorio pri tio-ĉi devas klarigi la agon de lumo en diversaj situacioj, ekz. reflekton kaj refrakton.

Historiaj teorioj[redakti | redakti fonton]

Klasika Grekio kaj Helenismo[redakti | redakti fonton]

Skulptaĵo reprezentanta Eŭklido-n, Oxford University Museum.

En la 5a jarcento a.K., Empedoklo postulis, ke ĉio estas komponita el kvar elementoj: aero, akvo, tero, fajro. li kredis, ke Afrodito faris la homan okulon el la kvar elementoj kaj ke ŝi lumigis fajron en la okulo kiu brilis el ĝi farante la vidkapablon ebla. Se tio estus prava, tiam oni povus vidi dumnokte same kiel dumtage, tiele Empedoklo postulis interagadon inter radioj el la okuloj kaj radioj el la fonto kia la suno.

Ĉirkaŭ 300 a.K., Eŭklido verkis Optiko, en kiu li studis la proprecojn de lumo. Eŭklido postulis, ke la lumo veturis laŭ rektaj linioj kaj li priskribis la leĝojn de reflekto kaj studis ilin matematike. Li pristudis ke vidkapablo estas la rezulto de radio el la okulo, kaj li pridemandis kiel oni vidas la stelojn tuje, se oni fermas la okulojn kaj poste oni malfermas ilin nokte. Kompreneble se la radio el la okulo veturas senfine rapide tio ne estas problemo.

En 55 a.K., Lukrecio, nome romiano kiu uzis la ideojn de la pli fruaj grekaj atomistoj, verkis la jenon:

"La lumo kaj varmo de la suno; tiuj estas komponitaj el malgrandegaj atomoj kiuj, kiam ili estas forigitaj, ne perdas tempon en tuj eliri tra la interspaco de aero en la direkto pelita de la eliro." – Pri la naturo de la Universo

Spite esti similaj al la postaj partikloteorioj, la vidpunktoj de Lukrecio ne estis ĝenerale akceptitaj.

Ptolemeo (ĉ. 2a jarcento) verkis pri la refrakto de lumo en sia libro Optiko.[3]

Klasika Hindio[redakti | redakti fonton]

En la antikva Hindio, la hinduismaj skoloj Samĥja kaj Vajŝeŝika, el ĉirkaŭ la komencaj jarcentoj a.K. disvolvigis teoriojn prilumajn. Laŭ la skolo Samĥja, lumo estas unu el la kvin fundamentaj "subtilaj" elementoj (tanmatra) el kiuj aperas la ĉefaj elementoj. La atomeco de tiuj elementoj ne estas specife menciitaj kaj ĝi aperas ke ili estas fakte konsideritaj kontinuaj.[4] Aliflanke, la skolo Vajŝeŝika havigas atoman teorion el la fizika mondo sur la neatoma grundo de etero, spaco kaj tempo. La bazaj atomoj estas tiuj de tero (prthivi), akvo (pani), fajro (agni), kaj aero (vayu). Lumradioj estas el radio de alta rapideco de atomoj tejas (fajro). La partikloj de lumo povas montri diferencajn karakterojn depende el la rapido kaj el la aranĝoj de la atomoj tejas.

La Viŝnu Purana aludas al la sunlumo kiel "la sep radioj de la suno".[4]

La hindiaj Budhistoj, kiaj Dignāga en la 5a jarcento kaj Dharmakirti en la 7a jarcento, disvolvigis tipon de atomismo kiu estas filozofio pri realeco kiel io komponita el atomaj entoj kiuj estas pormomente brilaĵoj el lumo aŭ energio. Ili rigardis lumon kiel atoman enton ekvivalenton de energio.[4]

Kartezio[redakti | redakti fonton]

René Descartes labore.

René Descartes (1596–1650) asertis, ke la lumo estas mekanika propreco de la luma korpo, malakceptante la "formojn" de Ibn al-Hajtam kaj de Vitelono same kiel la "specojn" de Bacon, Grosseteste, kaj de Kepler.[5] En 1637 li publikigis teorion pri refrakto de lumo kiu estas konsiderita, malĝuste, ke lumo veturis pli rapide en pli densa etoso ol en malpli densa etoso. Descartes alvenis al tiu konkludo per analogio kun la konduto de sonaj ondoj. Kvankam Descartes malpravis pri la relativaj rapidoj, li pravis en akcepto ke la lumo kondutas kiel ondo kaj en konkludo ke refrakto povu esti klarigita per la rapido de la lumo en diferencaj etosoj.

Descartes ne estis la unua kiu uzis la mekanikajn analogiojn sed ĉar li klare asertas ke la lumo estas nur mekanika propreco de la luma korpo kaj la transmita etoso, la teorio de Descartes pri lumo estas konsiderata kiel komenco de la moderna fizika optiko.[5]

Partikla teorio[redakti | redakti fonton]

Onda teorio[redakti | redakti fonton]

Elektromagneta teorio[redakti | redakti fonton]

Juna James Clerk Maxwell ĉe la Trinity College (Kembriĝo). Li tenas kolorradon por eksperimentoj pri lumo.

Kvantuma teorio[redakti | redakti fonton]

Relativeca teorio / Lumrapideco[redakti | redakti fonton]

Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en la artikolo Lumrapideco.

La plej konata teorio fare de Albert Einstein, la speciala teorio pri la relativeco, baziĝas sur la hipotezo, ke la rapideco de lumo sendependas de la rapideco de la spektantoj, kontraŭe al la rapideco de aliaj objektoj.

Laŭ ĉi-teorio la lumrapideco en vakuo egalas al

kaj estas elektromagnetaj konstantoj, kiuj sendependas de la sistemo de la spektanto, do ankaŭ la rapideco de lumo devas sendependi.

Laŭ la relativeca teorio, nenio ajn povas transiri la rapidon de lumo.

Pensoj pri lumo en societo[redakti | redakti fonton]

Ofte la koncepto de lumo havas asociojn kun bono, kaj la inverso estas ke mallumo havas asociojn kun malbono. Tio estas komuna en literaturo kaj en la Biblio, ktp.

Referencoj[redakti | redakti fonton]

  1. Plena Ilustrita Vortaro: vidu la difinon de "helo" en vortaro.net
  2. Plena Ilustrita Vortaro: vidu la difinon de "denso" en vortaro.net
  3. Ptolemy kaj A. Mark Smith. (1996) Ptolemy's Theory of Visual Perception: An English Translation of the Optics with Introduction and Commentary. Diane Publishing. ISBN 0-87169-862-5.
  4. 4,0 4,1 4,2 http://www.sifuae.com/sif/wp-content/uploads/2015/04/Shastra-Pratibha-2015-Seniors-Booklet.pdf
  5. 5,0 5,1 Theories of light, from Descartes to Newton A. I. Sabra CUP Archive,1981 pg 48 ISBN 0-521-28436-8, ISBN 978-0-521-28436-3

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]