Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Казанский национальный исследовательский технологический университет»
Кафедра инженерной экологии
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
« Физика солнечного света или почему небо голубое »
Выполнила:
студентка гр. 1211-32
Фирсова К.О.
Проверил:
Зайнуллин А.М.
Казань, 2012
Содержание
1.Введение
2.Свет и информация
3.Солнце – источник энергии
4.Солнечный свет нами воспринимается как белый
5.Физика света
6.Теоретическая модель цвета
7.Свет и цвет
8.Современные цветовые модели
9.Почему небо голубое?
10.Заключение
Список использованной литературы
Введение
Зрение является самым информативным из чувств человека. С его помощью нам удается различать тончайшие нюансы форм, размеров и цветов освещенных предметов. Взглядом мы можем определить свое местоположение, уловить неожиданно возникшую опасность и оценить достоинства и недостатки окружающих предметов. По мельчайшим признакам мы способны различить близнецов или узнать старика на его детской фотографии.
Более того, мы можем не только констатировать, но и документировать увиденное – мы способны изображать свой мир, преобразуя привычное трехмерное пространство в его двумерный образ. С ранних лет живя в постоянном окружении плоскостных изображений, мы перестаем замечать, насколько они отличны от своих оригиналов, обращая внимание только на их узнаваемость. Однако на неподготовленного зрителя изображение производит неизгладимое впечатление. Оно воспринимается как окно в заколдованный, замерший мир, который можно видеть, но в который нельзя войти. Этот мир узнаваем, но не осязаем; он знаком, но необычен и поэтому таинственен. Видимо поэтому на заре человечества искусство и магия воспринимались как единое целое.
Тем не менее, наши чудесные способности являются всего лишь результатом прозаического процесса приема и обработки информации в видимом участке оптического диапазона электромагнитных волн. Поэтому, для осознанного понимания законов восприятия и отображения действительности, есть смысл слегка коснуться как основ физической теории света, так и начал теории информации. Кроме этого, будут рассмотрены принципы цветового моделирования, история развития и совершенствования цветовых моделей, а так же предлагаемая автором концепция обобщенной цветовой модели.
Свет и информация
Любой организм вынужден ориентироваться в окружающей среде, так как для выживания ему нужна оперативная и подробная информация обо всем, что его окружает. Приспосабливаясь к внешним условиям, организм приоритетно развивает органы чувств, наиболее соответствующие этому требованию.
Для большинства обитателей земли самым ценным приобретением оказалось зрение, позволяющее оценивать обстановку с безопасного расстояния. Как выяснилось, зрение оказалось самым информативным из всех чувств, позволяющим “в мгновенье ока” представить целостную картину окружающего мира, а не только отдельных его составляющих. Самое поверхностное сравнение возможностей зрения с возможностями осязания, обоняния или слуха показывает его несомненные преимущества.
Свет – носитель зрительной информации, является единственным видом электромагнитных излучений, доступных непосредственному восприятию человека. Почему именно он? Ведь несмотря на громадную широту спектра природных электромагнитных волн, все его диапазоны подчиняются общим законам и на первый взгляд равноценны. Однако мы не обладаем ни рентгеновским, ни инфракрасным зрением, ни радиолокацией. Наш организм как будто вполне устраивает возможность видеть только освещенные или светящиеся предметы и практически не беспокоит отсутствие реакции на волновые излучения других частот. Почему в роли наиболее подходящего носителя зрительной информации оказался именно свет, а не какой-либо другой вид электромагнитных колебаний, излучаемых нашим светилом? Не углубляясь в исследования всех возможных причин и вероятных вариантов выбора, попробуем объяснить его простой житейской целесообразностью. Можно предположить, что зарождающаяся жизнь не обнаружила на самой Земле существенно важных или фатально опасных для нее источников природных излучений, на которые следовало бы оперативно реагировать. Поэтому она полностью сориентировалась на излучения ближайшего к Земле светила, спектр которых в решающей степени обеспечивает приемлемые для жизни условия. Свет оказался основой фотосинтеза – основного способа существования растений. Поэтому и появившийся в последствии животный мир не имел достаточных оснований для отказа от доставшегося ему наследства. Кроме того, выяснилось, что длины световых волн в достаточной мере подходят для их использования в эффективной схеме приемника оптической информации – глаза, прибора надежного, компактного и экономичного. Понять причины, позволившие глазу приобрести полный набор столь лестных характеристик, поможет небольшой экскурс в область теоретической радиотехники.
Известно, что габариты приемно-передающих устройств волнового типа пропорциональны длине волны, а их разрешающая способность – наоборот, обратно пропорциональна. То есть, чем больше рабочая длина волны, тем больше антенна и меньше разрешение. Следовательно, для того, чтобы отчетливо видеть соизмеримые с собой объекты, организму “удобнее” ориентироваться на относительно коротковолновую часть спектра излучения. Это позволяет добиться оптимального соотношения габаритов приемника и качества его работы, что немаловажно для важнейшей системы жизнеобеспечения.
Именно свет – небольшой участок электромагнитного диапазона с длинами волн от 400 до 750 нм, оказался обладателем всех перечисленных качеств. Наша атмосфера прозрачна для световых волн и вполне пригодна для роли канала связи, прекрасно работающего буквально “в пределах прямой видимости”. Скорее всего, исходя именно из этих соображений, природа и наделила нас экономичными, удобными и, к тому же, довольно выразительными приемниками света.
Возможности зрения оказались настолько обширными, что позволили ему выйти далеко за рамки тривиальной системы “охранной сигнализации” и стать основной информационной системой человека.