Lumo

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

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

Koloro

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)

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

• heleco, aŭ pli simple helo, estas la lumintenso de la luma energio de stelo aŭ alia astro, esprimante per kandelo (simbolo cd),
• helodenso, 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

Distingeblas tri polarizadoj:

• linia polarizado
• cirkla polarizado
• elipsa polarizado

Teorioj pri lumo

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.

Partikla teorio

• proponita fare de Isaac Newton en la 17-a jarcento
• lumo konsistas el partikloj elradiataj en ĉiujn direktojn
• reflekto okazas samkiel ĉe normalaj objektoj

Onda teorio

• proponita fare de Christiaan Huygens ankaŭ en la 17-a jarcento
• lumo konsistas el ondoj
• klarigas la fenomenojn de polarizado kaj interfero
• ondoj bezonas medion por transmoviĝi (vidu etero)

Elektromagneta teorio

• proponita fare de James Clerk Maxwell fine de la 19-a jarcento
• lumo konsistas el elektromagnetaj ondoj
• tiuj ne bezonas medion / elektromagneta kampo agas kiel medio
• videbla lumo estas nur parto de la pli granda elektromagneta spektro

Kvantuma teorio

• kombinaĵo de la tri antaŭaj teorioj
• lumo konsistas el energikvantumoj (fotonoj), kiuj agas foje kiel partikloj, foje kiel ondoj
• Max Planck proponis en 1900, ke lumo konsistas el kvantoj de energio
• Albert Einstein ricevis la Nobelan premion en 1921 por sia klarigo pri la fotoelektra efiko.

Relativeca teorio / Lumrapideco

Pli detalaj informoj troveblas en 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

$c_{0}={\frac {1}{\sqrt {\epsilon _{0}\,\mu _{0}}}}=299.792,458km/s$

$\epsilon _{0}$ kaj $\mu _{0}$ 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

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.

Vidu ankaŭ

• Videbla spektro
• Luma poluo
• Lumigo
• Elektra lumo
• Lumantaj bestoj
• Luminesko
• Mallumo
• Sonoluminesko
• Sunĉelo
• Spontanea eligo estas procezo per kiu luma fonto kiel atomo, molekulo aŭ atomkerno en ekscitita stato spertas trairon al la tera stato kaj disradias fotonon.
• Plivigligita eligo

Eksteraj ligiloj

• OPTIKO: Ĉapitro el lernolibro fare de SÁRKÖZI János. Subĉapitroj: optiko ĝenerale, fotometrado, ekesto, propagiĝo, refrakto de la lumo, ondooptiko, polarigo, lumo kaj materialo, la okuloj, optikaj instrumentoj. 129 paĝoj, formo PDF, 882 KB.
• http://www.idomu.lt/rankvedis/prf_4.html
• http://www.dango.ne.jp/anfowld/index.html
• http://cph.ing.dk/konf/root/redproduktion/sub/noter/html/4375.html
• http://www.altair.org