Ce inseamna mai exact lumina?
Analiza luminii in astronomie poate ca nu mai este de multa vreme un fapt secret pentru cei interesati de acest fenomen, si poate lucrurile s-au clarificat destul de bine chiar si pentru cei mai experti dintre noi. Insa mereu vor fi lucruri noi de descoperit, de invatat si de spus. Despre analiza luminii se poate vorbi capitole intregi, insa vom incepe cu locul de provenienta al acesteia, mai exact din cosmos, de unde sunt emise o serie de radiatii de natura electromagnetica, radiatii care pot fi intelese ca informatii transmise de corpurile din univers, de altfel singurul nostru contact cu infinitul din spatiu. Si spunem infinit tocmai pentru ca e posibil ca la un moment dat toti cercetatorii sa ajunga la un acord comun si sa claseze universul ca fiind un multivers, deci avand o forma infinita. Lumina pe care insa noi o sesizam insa este net inferioara capacitatii totale de transmisie si in comparatie cu masa intreaga a luminii din cadrul campului electromagnetic.
Desigur, stelele sunt o sursa de lumina, in special Soarele, pe timp de zi si Luna pe timp de noapte, acestea fiind tot astre, desi de dimensiuni mai mari, dar sa nu uitam ca pentru noi lumina inseamna inainte de toate, mai ales pentru interior filamentul incalzit al flacarilor, becurilor, in general lumina alba artificiala etc. Chiar daca consumul acestora este destul de mare si nu ne putem lipsi de ele, trebuie sa constientizam ca fara lumina solara cu siguranta nu ne-am putea descurca. S-a estimat ca Soarele transmite pe Pamant aproximativ 180.000 de terrawati de energie in total pe o secunda, iar omenirea are nevoie de 13 terawati in decurs de o secunda, pentru a putea supravietui si desigur pentru a putea avea in continuare resurse pentru activitatile generate in masa la intregul nivel al populatiei. Desigur de foarte mare folos nu este numai lumina ci si caldura pe care Soarele o emana, care ajuta mediul inconjurator sa se mentina in viata.
Ce numim lumina si cum este aceasta vazuta in stiinta
Lumina alba, iar aici ne referim in primul rand la cea pe care Soarele o emite, este de fapt formata din mai multe culori, numite culorile curcubeului, acestea fiind cele bine cunoscute noua: violet, rosu, oranj, verde, indigo si galben. Lumina se descompune prin intermediul prismelor optice, prin procesul cunoscut de dispersie a luminii, astfel incat lumina alba se transforma in culorile curcubeului. Difractia luminii este cea in care osbstacolele sunt aparent ocolite, acestea avand o dimensiune ce poate sa fie comparata cu luminea undei, dupa care se realizeaza suprapunerea unor unde, asa numite secundare. Dupa ce aceasta are loc iau nastere franjele sau franjurii difractiei.
Distributia acestora cat si forma lor, se face in functie de cat de intensa este lumina transmisa, aceasta la randul ei depinzand de o serie de puncte de pe suprafetele care fac un unghi cu lumina ce porneste din reteta, mai exact ceea ce se numeste unghiul de difractie. Acele franje care se formeaza sunt diferite si din cauza culorii radiatiei ce se formeaza in momentul in care aceasta ocoleste obstacolele. Analiza luminii poate sa fie destul de complexa mai ales pentru ca trebuie sa tinem seama de o serie de factori si mai ales pentru ca avem nevoie de foarte multi termeni introductivi. Astfel trebuie mentionat Fraunhofer, care a dat nastere primei retele de difractie in secolul al XIX-lea, tocmai din dorinta de a duce la perfectiune toate spectroscoapele din acele vremuri. El a folosit o serie de fante echidistante si paralele, de altfel acesta fiind un fenomen destul de comun si in ziua de azi, mai exact: pentru a obtine o retea de difractie se traseaza pe o placa transparenta si dielectrica, o serie de zgarieturi drepte, fine, echidistante si paralele.
In momentul in care o sursa de lumina se deplaseaza inspre o zona de difractie, razele ce au fost trimise catre diversele fante, vor produce un fenomen de suprapunere in cadrul spatiului ce este plasat in spatele retelei si a interferei. Un principiu foarte interesant este si cel al lui Huygens care se refera la faptul ca fantele se tranforma in surse secundare unde care au rolul de a interfera dupa ce se deplaseaza din retea. Astfel ca fascilulul care cade incident va fi paralel. In cazul in care lucrul are loc cu o lumina alba atunci cu siguranta vor rezulta numai franje multicolore. Insa toate acestea au si o franja principala sau centrala, ea poarta denumire de maxim maximorum, culoarea sa este alba si are ce mai mare putere de luminare in comparatie cu restul de franje de o singura culoare. S-a demonstrat deja ca lumina are un caracter determinat de unde saub ondulatoriu, ce poate fi curbata, avand la baza chiar fenomenele anterior mentionate, deci interferenta si difractia.
Cum vede ochiul uman lumina
Lungimea de unda poate sa fie perceputa de ochiul fara defecte al omului la o lumina verde. Cercetatorii au arata ca lumina este inainte de toate caracterizata de radiatii de natura electromagnetica, iar din aceasta deriva desigur o propagare, ea avand loc intre doua campuri, unul magnetic si unul electric, ele avand o variatie sinusoidala.
In plus cele doua campuri oscileaza intre ele insa pe planuri care apar perpendiculare dar oscileaza si pe directia in care se propaga radiatia pentru ca in cele din urma sa se genereze una pe alta, prin intermediul unor fenomene de inductie: pe de o parte magneto-electrica si pe de alta parte electromagnetica. Astfel ele vor genera un camp combinat, creand un ansamblu electromagnetic, a carui propagare este in cele din urma o unda de aceeasi natura, deci electromagnetica. Retina ochiului uman fara defecte este impresionata de catre variatiile ce au loc la nivelul campului electric. Ele creeaza senzatia de lumina in momentul in care ajung pe cortex, in urma transformarii lor in impulsuri electrice. Astfle ca domeniul vizibil este creat din toate radiatiile ce dau aceasta senzatie.
Ce se poate determina cu ajutorul instrumentelor de analiza
Analiza luminii solare se face cu ajutorul unor instrumente speciale, care calculeaza de fapt radiatia solara, permitand astfel cartografierea si analiza tuturor efectelor nocive pe care le poate avea lumina solara asupra unei zone bine delimitate cat si pentru un timp dat, determinat. Instrumentele cu care se face analiza luminii au de fapt rolul de a contoriza toate modificarile care au loc in fiecare zi, cat si in fiecare perioada de an, anotimp sau sezon, delimitat si acesta de variatiile de temperatura, avand in prim plan unghiul soarelui cu variatiile sale de elevatie, de orientare, care implica atat aspectul cat si panta, cat si umbrele tuturor obiectelor din spatiu care au rolul de a modifica suma radiatiilor solare.
Tot cu ajutorul instrumentelor solare mai pot fi determinate si analizate si evaporarea, temperatura pamantului, a aerului, cantitatea de zapada ce va cadea, umiditatea pamantului, cat si lumina ce o vor avea la dispozitie plantele pentru procesul de fotosinteza. Acesta instrumente pentru analiza luminii sunt foarte potrivite si in alte aplicatii, in primul rand in cele biologice.
