Номер 4, страница 121 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 34. Спектр электромагнитных волн. Глава 4. Излучение и приём электромагнитных волн радио и СВЧ - диапазона - номер 4, страница 121.

4. Охарактеризуйте источники видимого света, диапазоны длин волн, соответствующие определённому цвету, а также роль видимого света для жизни на Земле.

Источники видимого света

Источники видимого света — это объекты, которые испускают электромагнитные волны в видимом для человеческого глаза диапазоне. Их можно разделить на естественные (природные) и искусственные (созданные человеком).

• Естественные источники:
  • Солнце — главный источник света и тепла для Земли, представляющий собой раскаленный газовый шар, в котором происходят термоядерные реакции.
  • Звёзды — далёкие солнца, свет которых мы видим на ночном небе.
  • Молния — гигантский электрический разряд в атмосфере.
  • Биолюминесценция — свечение живых организмов (светлячки, некоторые рыбы, грибы) в результате химических реакций.
  • Полярные сияния — свечение верхних слоёв атмосферы при их взаимодействии с заряженными частицами солнечного ветра.
• Искусственные источники:
  • Лампы накаливания — свет возникает при нагревании вольфрамовой нити электрическим током до высокой температуры.
  • Люминесцентные лампы — свечение создается газовым разрядом, который вызывает свечение нанесенного на стенки колбы люминофора.
  • Светодиодные (LED) лампы — излучение света происходит при прохождении электрического тока через полупроводниковый кристалл.
  • Лазеры — генерируют когерентное, монохроматическое и узконаправленное излучение.
  • Пламя (костёр, свеча) — свечение раскалённых частиц углерода в процессе горения.

Ответ: Источники света делятся на естественные (Солнце, звёзды, молнии, биолюминесценция) и искусственные (лампы накаливания, светодиодные лампы, лазеры, пламя). Они излучают свет за счет различных физических и химических процессов, таких как тепловое излучение, электролюминесценция, химические реакции и газовый разряд.

Диапазоны длин волн, соответствующие определённому цвету

Видимый свет представляет собой узкий участок спектра электромагнитного излучения, который человеческий глаз способен воспринимать. Каждый цвет в спектре соответствует определённому диапазону длин волн ($ \lambda $). Общепринятое разделение непрерывного спектра на цвета (в порядке убывания длины волны) выглядит следующим образом:

• Красный: $ \lambda \approx 780-625 $ нм
• Оранжевый: $ \lambda \approx 625-590 $ нм
• Жёлтый: $ \lambda \approx 590-565 $ нм
• Зелёный: $ \lambda \approx 565-500 $ нм
• Голубой: $ \lambda \approx 500-485 $ нм
• Синий: $ \lambda \approx 485-440 $ нм
• Фиолетовый: $ \lambda \approx 440-380 $ нм

Белый свет, например, солнечный, является суммой всех волн видимого диапазона.

Ответ: Видимый свет охватывает диапазон длин волн примерно от 380 нм до 780 нм. Каждому цвету соответствует свой диапазон: красный ($ \approx 780-625 $ нм), оранжевый ($ \approx 625-590 $ нм), жёлтый ($ \approx 590-565 $ нм), зелёный ($ \approx 565-500 $ нм), голубой ($ \approx 500-485 $ нм), синий ($ \approx 485-440 $ нм), фиолетовый ($ \approx 440-380 $ нм).

Роль видимого света для жизни на Земле

Видимый свет играет фундаментальную, незаменимую роль в существовании и развитии жизни на нашей планете. Ключевые аспекты его влияния:

• Фотосинтез: Это основной процесс, обеспечивающий энергией почти все экосистемы. Растения, водоросли и цианобактерии используют энергию солнечного света для синтеза органических веществ (глюкозы) из неорганических (углекислый газ и вода). Побочным продуктом является кислород, которым дышит большинство живых организмов. Таким образом, свет является первичным источником энергии для жизни и поддерживает состав атмосферы.
• Зрение: Для большинства животных, включая человека, зрение — главный способ получения информации об окружающем мире. Свет, отражаясь от объектов, попадает в глаза и формирует изображение, что позволяет ориентироваться в пространстве, находить пищу, избегать хищников и общаться с сородичами.
• Регуляция суточных (циркадных) ритмов: Смена дня и ночи, обусловленная вращением Земли и наличием солнечного света, синхронизирует внутренние биологические часы живых организмов. Эти ритмы управляют циклами сна и бодрствования, температурой тела, выработкой гормонов, метаболизмом и поведением.
• Тепло и климат: Солнечное излучение, включающее видимый свет, нагревает поверхность Земли, океаны и атмосферу. Эта энергия является движущей силой для погодных явлений, океанических течений, ветров и круговорота воды в природе, создавая климатические условия, пригодные для жизни.

Ответ: Роль видимого света для жизни на Земле огромна: он служит основным источником энергии для фотосинтеза (основа пищевых цепей и источник кислорода), обеспечивает возможность зрения для ориентации в пространстве, регулирует суточные биоритмы живых организмов и является ключевым фактором, формирующим климат и погоду на планете.