- Kuidas levib valgus ühtlases keskkonnas?
- Mis on valguskiir?
- Kuidas valgusallika valgus ruumis jaotub?
- Kui suur on valguse kiirus?
Valgus ühtlases keskkonnas
Ühtlane keskkond koosneb kõikjal samadest ainetest ja aineosakesed paiknevad sama tihedusega. Ühtlane on näiteks samal temperatuuril olev õhk maapinna lähedal.
Ühtlases keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt.
Valguse sirgjoonelise levimise fakti tunti juba antiikajal. Selleni jõuti, analüüsides varjude tekkimist. Eseme tekitatud vari on esemega alati geomeetriliselt sarnane.
Kiirtemudel
Valguse levimise suunda näidatakse valguskiire abil. Valguskiir on joon, millel olev nool näitab valguse levimise suunda, samuti ka valgusenergia levimise suunda.
Joonisel on kujutatud valguse levimist valgusallikast. Valgusallikast levivat valgust kujutame allikast lähtuvate valguskiirtega. Kiirte paiknemise tihedus iseloomustab energia jaotust. Lambi lähedal on valguskiired tihedalt, seal on valge. Lambist kaugemal on kiired hõredamalt. Seal on valgust vähem. Lambist eemaldumisel jaguneb valguse energia suuremale pinnale, seepärast ongi kauged esemed nõrgemini valgustatud kui lähedased.
Valgusallika asukoha leidmiseks peame vaatlema vähemalt kahte kiirt. Üksik kiir näitab ainult valguse levimise suunda. Kahe kiire korral aga võime öelda, et valgusallikas on kiirte väljumise koht ja seega koht, kus kiired lõikuvad.
Erinevaid kiirtekimpe
Hajuv valguskiirte kimp. Valgusallikast lähtuvad kiired kõikides suundades, moodustades hajuvaid kiirtekimpe. Hajuvaid kiirtekimpe saame tekitada ka mitmesugustes optilistes seadmetes, näiteks nõgusläätses. |  | |||
Paralleelne valguskiirte kimp. Väga kaugel olevast valgusallikast (nt Päike) tulevad kiired on praktiliselt paralleelsed ja moodustavad paralleelseid kiirtekimpe. Paralleelset kiirtekimpu saame tekitada ka optilistes seadmetes, näiteks taskulambis. |  | |||
Koonduv kiirtekimp. Sellist kiirtekimpu saab tekitada optiliste seadmetega (läätsed, peeglid), muutes valguskiirte loomulikku teed. |  | |||
Valguse levimise kiirus
Õhuta ruumis levib valgus kiirusega 299 792 458 . Meelde võid jätta selle ligikaudse väärtuse – 300 000 000 ehk 300 000 . Peaaegu sama kiirusega levib valgus ka õhus. Kõikides teistes keskkondades on valguse kiirus väiksem. Näiteks vees on valguse kiirus 225 000 .
Andmed | Lahenduskäik | |
s = km v = t – ? | t = : = = s = min s | |
Vastus. Valgus levib Päikeselt Maale min s.
Valgusaasta
Taevakehade kaugused on väga suured. Nende kaugusi väljendatakse tihti valgusaastates. Valgusaasta on vahemaa, mille valgus levib õhuta ruumis ühe aasta jooksul. Põhjanaela kaugus Maast on 430 valgusaastat. See tähendab, et kui Põhjanaelal toimuks mingi valgussähvatus, siis oleks see Maal nähtav alles 430 aastat hiljem.
1 valgusaasta on ligikaudu ...
- 3 · 108 km
- 1,9 · 109 km
- 2,6 · 1010 km
- 1,6 · 1011 km
- 9,5 · 1012 km
- 5,7 · 1014 km
Vastus. km
Pean meeles
Ühtlases keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt.
Valguse levimise suunda näidatakse valguskiire abil.
Valguse kiirus õhus ja õhuta ruumis on ligikaudu 300 000 .
Valgusaasta on vahemaa, mille valgus levib ühe aasta jooksul.
Küsimusi ja ülesandeid
- Vasta õppetüki alguses olevatele küsimustele.
- Kas valgusallika asukohta saab kindlaks teha ühe valguskiire abil? Põhjenda.
- Kas väikesemõõtmelise valgusallika asukohta saab kindlaks teha kahe valguskiire abil? Põhjenda.
- aeg
- pikkus
- kiirus
- mass
Tähistagu t aega, mille jooksul valgus levib Maalt Kuule (või Kuult Maale).
Andmed | Lahenduskäik | |
t = s v = s – ? |
s = · s = km | |
Vastus. Kuu kaugus Maast on km.
