W STRONĘ SWIATŁA…

CO TO JEST ŚWIATŁO? Potocznie nazywa się tak widzialną część promieniowania elektromagnetycznego, czyli promieniowanie widzialne odbierane przez siatkówkę oka ludzkiego np. w określeniu światłocień. Ultrafiolet i podczerwień można obserwować i mierzyć korzystając z podobnego zestawu przyrządów, a wyniki tych badań można opracowywać korzystając z tych samych praw fizyki (doświadczalne i teoretyczne).

HISTORIA SWIATŁA Przez długi czas Słońce było jedynym źródłem światła dla całej rasy ludzkiej. Następnie, około 300.000 lat temu, prehistoryczny człowiek odkrył ogień jako źródło ciepła i światła. Ogniska, a później sosnowe pochodnie, lampy olejowe i łojowe - przyniosły światło i życie w jaskiniach, gdzie promienie słońca nigdy nie docierały.

SŁOŃCE Gwiazda centralna Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia, inne planety tego układu i planety karłowate oraz małe ciała Układu Słonecznego. Słońce to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi.

SŁOŃCE W LICZBACH Słońce jest oddalone od Ziemi o około 150 mln km, leży w Ramieniu Oriona w galaktyce Drogi Mlecznej, 26 tys. lat świetlnych od jej środka i około 26 lat świetlnych od płaszczyzny równika Galaktyki. Okrąża centrum Drogi Mlecznej z prędkością ok. 220-260 km/s w czasie ok. 226 mln lat, co daje ponad 20 obiegów w ciągu dotychczasowej historii gwiazdy. I dwa obiegi od powstania życia na Ziemi.

Dowody na istnienie ozdobnych i funkcjonalnych lamp wytwarzających cenne światło za pomocą płomienia sięga bardzo wczesnych czasów. Lampy zasilane płynnymi substancjami były używane od tysięcy lat. Przełomowym wydarzeniem było wynalezienie w 1783 roku okrągłego palnika przez Aimé Argand. 

Wiek oświetlenia elektrycznego rozpoczął się w roku 1879 roku, w którym to Thomas Edison Alva wynalazł znaną nam do dzisiaj żarówkę. Edison wyprodukował pierwszy egzemplarz żarówki, chociaż wcześniej bo w 1854 r projekt żarówki opracował również niemiecki zegarmistrz  Johann Heinrich Goebel. Światło żarówki z włóknem wolframowym weszło na rynek. Niedługo potem został ono dołączone do pierwszych lamp wyładowczych.

PRZYKŁADY SZTUCZNYCH I NATURALNYCH ŹRÓDEŁ ŚWIATŁA

ŚWIECZKI, ZAPAŁKI ORAZ OGNISKO

SŁOŃCE I BŁYSKAWICE

GWIAZDY

ŚWIETLIKI I RYBY GŁĘBINOWE

LASERY I ŻARÓWKI

LAMPY NAFTOWE I ELEKTRYCZNE

ŚWIATŁOWÓD Dowolna struktura zamknięta zdolna prowadzić światło na odległości od ułamków milimetra do setek kilometrów. Struktury światłowodowe wykorzystywane są w telekomunikacji, technice laserowej, czujnikach, medycynie, dla celów oświetleniowych.

KLASYFIKACJA ŚWIATŁOWODÓW Światłowody mogą być klasyfikowane ze względu na ich geometrię (planarne, paskowe lub włókniste), strukturę modową (jednomodowe, wielomodowe), rozkład współczynnika załamania (skokowe i gradientowe) i rodzaj stosowanego materiału (szklane, plastikowe, półprzewodnikowe).

ŚWIATŁOWÓD WARSTWOWY Najprostszy światłowód warstwowy składa się z trzech warstw, z których środkowa ma wyższy współczynnik załamania, niż warstwy zewnętrzne. Światło jest uwięzione w tej warstwie na skutek całkowitego wewnętrznego odbicia, o ile kierunki rozchodzenia się promieni tworzą z płaszczyzną warstwy kąty mniejsze od kąta granicznego.

ŚWIATŁOWÓD PASKOWY Światłowód paskowy powstaje, kiedy propagacja wiązki w warstwie zostaje ograniczona w dwóch kierunkach. Światłowody paskowe są wykorzystywane w układach fotoniki zintegrowanej i w laserach półprzewodnikowych. W układach fotoniki zintegrowanej służą do prowadzenia światła.

ŚWIATŁOWÓD WŁÓKNISTY Światłowód włóknisty to zazwyczaj falowód dielektryczny o przekroju kołowym, otoczony przez płaszcz z innego materiału dielektrycznego o mniejszym współczynniku załamania. Włókna światłowodowe wykonywane są najczęściej ze szkła krzemionkowego.

LASERY  Urządzenie emitujące promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu światła widzialnego, ultrafioletu lub podczerwieni, wykorzystujące zjawisko emisji wymuszonej.  Zasadniczymi częściami lasera są: ośrodek czynny, rezonator optyczny, układ pompujący. Układ pompujący dostarcza energię do ośrodka czynnego, w ośrodku czynnym w odpowiednich warunkach zachodzi akcja laserowa, a układ optyczny umożliwia wybranie odpowiednich fotonów.

FOTOOGNIWA Element półprzewodnikowy, w którym następuje przemiana (konwersja) energii promieniowania słonecznego (światła) w energię elektryczną w wyniku zjawiska fotowoltaicznego, czyli poprzez wykorzystanie półprzewodnikowego złącza typu p-n.

KONIEC Wykonali: Maciej Wasiak Szymon Waszkiewicz Artur Frączek Opiekun: Krzysztof Gutowski