§ 50. Джерела світла. Сонце. Сонячна енергія. Розподіл світла й тепла на земній поверхні

Світло випромінюють Сонце, зорі, свічки, лампи тощо. Це — джерела світла.

Джерела світла — тіла чи предмети, що випромінюють світло.

Які ж тіла можуть бути джерелами світла?

Проведемо дослід (разом із дорослими). Щипцями або плоскогубцями тримайте цвях і нагрівайте його в полум’ї газової горілки. Цвях розжарюється й починає випромінювати світло. Спочатку цвях світиться червоним, а за подальшого нагрівання колір стає жовтогарячим (мал. 50.1). Якщо б ми далі підвищували температуру, то колір розпеченого цвяха став би білим, а потім блакитним.

Мал. 50.1. Нагріті тіла випромінюють світло

Нагріті тіла, що випромінюють світло, називають тепловими джерелами світла.

Природні та штучні джерела світла

Джерела світла також поділяються на природні та штучні.

До природних джерел світла належать Сонце, зорі, блискавки, полярні сяйва, лісові пожежі тощо.

Ще з давнини люди почали виготовляти штучні джерела світла. Перші з них використовували горіння різних видів палива: дерева, жиру, сала, олії.

Усе змінилося, коли наприкінці XIX століття американець Томас Едісон винайшов лампочку розжарювання, а згодом з’явилися лампи денного світла та світлодіодні лампи (мал. 50.2).

Мал. 50.2. Штучні джерела світла

Середній термін роботи світлодіодної лампи, яка коштує від 55 грн, становить близько 50 000 годин у безперервному режимі. Це приблизно 6 років, якщо використовувати лампу цілодобово. У лампи розжарювання, вартість якої від 5 грн, термін безперервної роботи становить приблизно 1 місяць. Які лампи вигідніше використовувати? Відповідь обґрунтуйте обчисленнями.

Дізнайтеся більше

Ніна Миколаївна Мороженко (1928-2009)

Сонце — найближча до нас зоря, але не всі її загадки розкрито. Українська астрономикиня Ніна Мороженко займалася дослідженням будови Сонця та процесів, що в ньому відбуваються

Енергія Сонця

Земля перебуває на відстані 150 мільйонів кілометрів від Сонця. Цю відстань світло долає приблизно за вісім з половиною хвилин, поширюючись зі швидкістю 300000 кілометрів за секунду. Це найбільша можлива швидкість у природі!

Сліпуче яскраве Сонце — найважливіше для нас, землян, теплове джерело світла, адже температура на його поверхні сягає 6000 °С.

Сонячна енергія, яку Земля отримує від Сонця через випромінювання у вигляді тепла і світла, є основним джерелом енергії для живих організмів, зокрема людини. Енергію Сонця можна використовувати як джерело тепла й електроенергії, про що ми говорили в попередніх параграфах. Також сонячна енергія впливає на клімат і погоду на нашій планеті.

Розподіл світла й тепла на земній поверхні

Ви вже знаєте, що кількість сонячного тепла і світла, яке отримує поверхня Землі, у різних географічних зонах не однакова. Оскільки Земля має форму кулі, сонячні промені падають на її поверхню під різними кутами. Чим більший кут між променями Сонця і поверхнею планети, тим більше світла вона отримує. Цей кут найбільший на екваторі. У напрямку до полюсів він зменшується (мал. 50.3).

Мал. 50.3. Сонячні промені падають на поверхню Землі під різними кутами

Відповідно до цього зменшується й кількість світла, яку отримує земна поверхня (мал. 50.4).

Мал. 50.4. Пояси освітленості Землі

Залежно від середнього за рік кута між сонячними променями та земною поверхнею, на Землі виділяють такі пояси освітленості: один тропічний (жаркий), два помірні та два полярні (холодні).

Дослідження

У два однакові пластикові стаканчики посадіть по насінині однакових рослин (соняшник, пшениця, квасоля тощо). Лише з’являться паростки, один стакан накрийте цупким папером або іншою непрозорою посудиною. Через певний час порівняйте, як виглядає паросток, що зростав без сонячного світла, та той, що зростав під Сонцем. Зробіть висновок про вплив сонячного світла на ріст рослин. За можливості зробіть фотографії та оформте ілюстрований звіт.

Дізнайтеся більше

Деякі живі організми також здатні випромінювати світло. У вологому лісі навколо трухлявих пнів («гниляків») уночі можна побачити таємниче світіння. Його джерелом є мікроорганізми.

Також випромінюють світло деякі гриби, комахи, водорості, морські молюски, медузи та риби. Такі живі організми належать до холодних джерел світла.

Серед живих істот багато тих, хто є джерелами холодного світла

Світіння організмів — це не «забавка» для них. Ця «здібність» сформувалися в них у процесі еволюції, оскільки має життєво важливе значення. Так, світіння допомагає організмам відлякувати хижаків і полювати.

Удильник, або морський чорт, приманює здобич за допомогою світла на вудці, якою його «нагородила» природа

Ключова ідея

Джерела світла — це тіла чи предмети, які випромінюють світло. Нагріті тіла, що випромінюють світло, називають тепловими джерелами світла.

Джерела світла поділяють на природні та штучні.

Сонячна енергія є основним джерелом енергії для живих організмів і найважливішою умовою життя на планеті.

Залежно від кута падіння сонячних променів на земну поверхню, виділяють полюси освітленості: один тропічний (жаркий), два помірні та два полярні (холодні).

Запитання для повторення й засвоєння

• 1. Що таке джерело світла?
• 2. Наведіть приклад теплового джерела світла.
• 3. Чи можна вважати Місяць джерелом світла?
• 4. У чому полягає відмінність між природними та штучними джерелами світла?
• 5. Із якою швидкістю поширюється світло?
• 6. Від чого залежить нагрівання земної поверхні Сонцем?
• 7. Скільки може тривати полярний день і полярна ніч?
• 8*. Що таке, на ваш погляд, сонячна засмага?

Таблиця “Що таке світло? Джерела світла”

Багато тисячоліть минуло, перш ніж було з’ясовано природу цього чудового явища – світло. Десятки гіпотез, припущень, здогадок висувалися вченими. Але ось наприкінці дев’ятнадцятого століття Д. Максвелл і Г. Герц встановили, що природа світла електромагнітна.

Значення світла в житті людини і в природі величезне. Зародження і розвиток усього живого відбувається під впливом тепла і, звичайно, світла.

Світло для людини – найважливіший засіб пізнання навколишнього світу.

Основне джерело світла для всієї Землі – це Сонце. Світлові потоки спрямовуються до планет від Сонця завдяки ядерним реакціям, що відбуваються на ньому.

Під час вивчення теплових явищ одним із видів теплообміну названо випромінювання, за допомогою якого Земля отримує від Сонця тепло. Тепло невидиме. Та частина випромінювання, яка видима оком людини, називається видимим випромінюванням.

Саме це випромінювання розглядається як світлове явище.

Розділ фізики, присвячений світловим явищам, називають оптикою (грец. “оптикос” – “око”, “зоровий”, “видимий”).

Не вміючи пояснити природу світла, багато стародавніх учених дотримувалися думки про те, що світлові промені виходять з очей людини і “обмацують” усе навколо. Деякі вважали, що є інше пояснення світлу, але не могли його зробити, не знаючи теорії електромагнетизму. Як же далекі були ці люди від сучасних знань в оптичній галузі фізики.

Зараз відома природа світла, властивості його, будова ока, створено велику кількість оптичних пристроїв і простих приладів. Світлові явища широко використовуються в житті людини.

Створюється світлове випромінювання джерелами світла, які бувають природними і штучними. Сама природа створила природні джерела світла. Штучні джерела придумала і виготовила людина.

Природні (природні) джерела світла:

• блискавка;
• полярні сяйва;
• речовини, що світяться (фосфор, радій, актиній та інші);
• комахи (наприклад, світлячки, грибні комарі);
• морські тварини (медузи, електричні скати, вугри та інші);
• старі гнилі пні;
• гриби, що світяться.

Серед таких джерел є яскраві, що дають багато світла, а є ледь видимі в темряві.

Наприклад, науці відомо вже близько сімдесяти видів світних грибів. З них деякі можна побачити вночі на відстані десяти метрів.

Світитися можуть підгнилі грузді та старі сироїжки.

• всілякі ліхтарі та лампи;
• прожектори і маяки;
• екрани телевізорів, проєкторів;
• гаджети;
• реклами, що світяться;
• свічки.

Не може діяльність людини протікати без освітлення. Важко уявити сучасне місто в нічний час без освітленого будинку, вулиці, квартири.

Штучне освітлення створене людиною лише завдяки науковому підходу до вивчення таких цікавих явищ природи – світлових.

Таблиця з поясненнями на тему “Що таке світло? Джерела світла”

Підсумок

Світло – це видима частина електромагнітного випромінювання, що викликає візуальне відчуття у людей. Джерела світла можуть бути природними (сонце) або штучними (лампи).

Прозорі матеріали пропускають світло, тоді як розсіювання світла може призводити до ефектів, таких як блакитне небо. Інтенсивність світла вимірюється кількістю енергії, яка потрапляє на певну площу протягом певного часу.