Горит электрическая лампа какое это явление: горит электрическая лампа.это световое,электрическое или тепловое явление?

100 ballov.kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

В 2021 году казахстанские школьники будут сдавать по-новому Единое национальное тестирование. Помимо того, что главный школьный экзамен будет проходить электронно, выпускникам предоставят возможность испытать свою удачу дважды. Корреспондент zakon.kz побеседовал с вице-министром образования и науки Мирасом Дауленовым и узнал, к чему готовиться будущим абитуриентам.

— О переводе ЕНТ на электронный формат говорилось не раз. И вот, с 2021 года тестирование начнут проводить по-новому. Мирас Мухтарович, расскажите, как это будет?

— По содержанию все остается по-прежнему, но меняется формат. Если раньше школьник садился за парту и ему выдавали бумажный вариант книжки и лист ответа, то теперь тест будут сдавать за компьютером в электронном формате. У каждого выпускника будет свое место, огороженное оргстеклом.

Зарегистрироваться можно будет электронно на сайте Национального центра тестирования. Но, удобство в том, что школьник сам сможет выбрать дату, время и место сдачи тестирования.

Кроме того, в этом году ЕНТ для претендующих на грант будет длиться три месяца, и в течение 100 дней сдать его можно будет два раза.

— Расскажите поподробнее?

— В марте пройдет тестирование для желающих поступить на платной основе, а для претендующих на грант мы ввели новые правила. Школьник, чтобы поступить на грант, по желанию может сдать ЕНТ два раза в апреле, мае или в июне, а наилучший результат отправить на конкурс. Но есть ограничение — два раза в один день сдавать тест нельзя. К примеру, если ты сдал ЕНТ в апреле, то потом повторно можно пересдать его через несколько дней или в мае, июне. Мы рекомендуем все-таки брать небольшой перерыв, чтобы еще лучше подготовиться. Но в любом случае это выбор школьника.

— Система оценивания останется прежней?

— Количество предметов остается прежним — три обязательных предмета и два на выбор. Если в бумажном формате закрашенный вариант ответа уже нельзя было исправить, то в электронном формате школьник сможет вернуться к вопросу и поменять ответ, но до того, как завершил тест.

Самое главное — результаты теста можно будет получить сразу же после нажатия кнопки «завершить тестирование». Раньше уходило очень много времени на проверку ответов, дети и родители переживали, ждали вечера, чтобы узнать результат. Сейчас мы все автоматизировали и набранное количество баллов будет выведено на экран сразу же после завершения тестирования.

Максимальное количество баллов остается прежним — 140.

— А апелляция?

— Если сдающий не будет согласен с какими-то вопросами, посчитает их некорректными, то он сразу же на месте сможет подать заявку на апелляцию. Не нужно будет ждать следующего дня, идти в центр тестирования, вуз или школу, все это будет электронно.

— С учетом того, что школьникам не придется вручную закрашивать листы ответов, будет ли изменено время сдачи тестирования?

— Мы решили оставить прежнее время — 240 минут. Но теперь, как вы отметили, школьникам не нужно будет тратить час на то, чтобы правильно закрасить лист ответов, они спокойно смогут использовать это время на решение задач.

— Не секрет, что в некоторых селах и отдаленных населенных пунктах не хватает компьютеров. Как сельские школьники будут сдавать ЕНТ по новому формату?

— Задача в том, чтобы правильно выбрать время и дату тестирования. Центры тестирования есть во всех регионах, в Нур-Султане, Алматы и Шымкенте их несколько. Школьники, проживающие в отдаленных населенных пунктах, как и раньше смогут приехать в город, где есть эти центры, и сдать тестирование.

— На сколько процентов будет обновлена база вопросов?

— База вопросов ежегодно обновляется как минимум на 30%. В этом году мы добавили контекстные задания, то что школьники всегда просили. Мы уделили большое внимание истории Казахстана и всемирной истории — исключили практически все даты. Для нас главное не зазубривание дат, а понимание значения исторических событий. Но по каждому предмету будут контекстные вопросы.

— По вашему мнению система справится с возможными хакерскими атаками, взломами?

— Информационная безопасность — это первостепенный и приоритетный вопрос. Центральный аппарат всей системы находится в Нур-Султане. Связь с региональными центрами сдачи ЕНТ проводится по закрытому VPN-каналу. Коды правильных ответов только в Национальном центре тестирования.

Кроме того, дополнительно через ГТС КНБ (Государственная техническая служба) все тесты проходят проверку на предмет возможного вмешательства. Здесь все не просто, это специальные защищенные каналы связи.

— А что с санитарными требованиями? Нужно ли будет школьникам сдавать ПЦР-тест перед ЕНТ?

— ПЦР-тест сдавать не нужно будет. Требование по маскам будет. При необходимости Центр национального тестирования будет выдавать маски школьникам во время сдачи ЕНТ. И, конечно же, будем измерять температуру. Социальная дистанция будет соблюдаться в каждой аудитории.

— Сколько человек будет сидеть в одной аудитории?

— Участники ЕНТ не за семь дней будут сдавать тестирование, как это было раньше, а в течение трех месяцев. Поэтому по заполняемости аудитории вопросов не будет.

— Будут ли ужесточены требования по дисциплине, запрещенным предметам?

— Мы уделяем большое внимание академической честности. На входе в центры тестирования, как и в предыдущие годы, будут стоять металлоискатели. Перечень запрещенных предметов остается прежним — телефоны, шпаргалки и прочее. Но, помимо фронтальной камеры, которая будет транслировать происходящее в аудитории, над каждым столом будет установлена еще одна камера. Она же будет использоваться в качестве идентификации школьника — как Face ID. Сел, зарегистрировался и приступил к заданиям. Мы применеям систему прокторинга.

Понятно, что каждое движение абитуриента нам будет видно. Если во время сдачи ЕНТ обнаружим, что сдающий использовал телефон или шпаргалку, то тестирование автоматически будет прекращено, система отключится.

— А наблюдатели будут присутствовать во время сдачи тестирования?

— Когда в бумажном формате проводили ЕНТ, мы привлекали очень много дежурных. В одной аудитории было по 3-4 человека. При электронной сдаче такого не будет, максимум один наблюдатель, потому что все будет видно по камерам.

— По вашим наблюдениям школьники стали меньше использовать запрещенные предметы, к примеру, пользоваться телефонами?

— Практика показывает, что школьники стали ответственнее относиться к ЕНТ. Если в 2019 году на 120 тыс. школьников мы изъяли 120 тыс. запрещенных предметов, по сути у каждого сдающего был телефон. То в прошлом году мы на 120 тыс. школьников обнаружили всего 2,5 тыс. телефонов, и у всех были аннулированы результаты.

Напомню, что в 2020 году мы также начали использовать систему искусственного интеллекта. Это анализ видеозаписей, который проводится после тестирования. Так, в прошлом году 100 абитуриентов лишились грантов за то, что во время сдачи ЕНТ использовали запрещенные предметы.

— Сколько средств выделено на проведение ЕНТ в этом году?

Если раньше на ЕНТ требовалось 1,5 млрд тенге из-за распечатки книжек и листов ответов, то сейчас расходы значительно сокращены за счет перехода на электронный формат. Они будут, но несущественные.

— Все-таки почему именно в 2021 году было принято решение проводить ЕНТ в электронном формате. Это как-то связано с пандемией?

— Это не связано с пандемией. Просто нужно переходить на качественно новый уровень. Мы апробировали данный формат на педагогах школ, вы знаете, что они сдают квалификационный тест, на магистрантах, так почему бы не использовать этот же формат при сдаче ЕНТ. Тем более, что это удобно, и для школьников теперь будет много плюсов.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛАМПОЧКА — 100 ВЕЛИКИХ ИЗОБРЕТЕНИЙ

52.ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛАМПОЧКА

В последние десятилетия XIX века в жизнь многих европейских городов вошло электрическое освещение. Появившись сначала на улицах и площадях, оно очень скоро проникло в каждый дом, в каждую квартиру и сделалось неотъемлемой частью жизни каждого цивилизованного человека. Это было одно из важнейших событий в истории техники, имевшее огромные и многообразные последствия. Бурное развитие электрического освещения привело к массовой электрификации, перевороту в энергетике и крупным сдвигам в промышленности. Однако всего этого могло и не случиться, если бы усилиями многих изобретателей не было создано такое обычное и привычное для нас устройство, как электрическая лампочка. В числе величайших открытий человеческой истории ей, несомненно, принадлежит одно из самых почетных мест. В XIX веке получили распространение два типа электрических ламп: лампы накаливания и дуговые. Дуговые лампочки появились немного раньше. Свечение их основано на таком интересном явлении, как вольтова дуга. Если взять две проволоки, подключить их к достаточно сильному источнику тока, соединить, а затем раздвинуть на расстояние нескольких миллиметров, то между концами проводников образуется нечто вроде пламени с ярким светом. Явление будет красивее и ярче, если вместо металлических проводов взять два заостренных угольных стержня. При достаточно большом напряжении между ними образуется свет ослепительной силы. Впервые явление вольтовой дуги наблюдал в 1803 году русский ученый Василий Петров. В 1810 году то же открытие сделал английский физик Деви. Оба они получили вольтову дугу, пользуясь большой батареей элементов, между концами стерженьков из древесного угля. И тот, и другой писали, что вольтова дуга может использоваться в целях освещения. Но прежде надо было найти более подходящий материал для электродов, поскольку стержни из древесного угля сгорали за несколько минут и были малопригодны для практического использования. Дуговые лампы имели и другое неудобство — по мере выгорания электродов надо было постоянно подвигать их навстречу друг другу. Как только расстояние между ними превышало некий допустимый минимум, свет лампы становился неровным, она начинала мерцать и гасла. Первую дуговую лампу с ручным регулированием длины дуги сконструировал в 1844 году французский физик Фуко. Древесный уголь он заменил палочками из твердого кокса. В 1848 году он впервые применил дуговую лампу для освещения одной из парижских площадей. Это был, короткий и весьма дорогой опыт, так как источником электричества служила мощная батарея. Затем были придуманы различные приспособления, управляемые часовым механизмом, которые автоматически сдвигали электроды по мере их сгорания. Понятно, что с точки зрения практического использования желательно было иметь лампу, не осложненную дополнительными механизмами. Но можно ли было обойтись без них? Оказалось, что да. Если поставить два уголька не друг против друга, а параллельно, притом так, чтобы дуга могла образовываться только между двумя их концами, то при этом устройстве расстояние между концами углей всегда сохраняется неизменным. Конструкция такой лампы кажется очень простой, однако создание ее потребовало большой изобретательности. Она была придумана в 1876 году русским электротехником Яблочковым, который работал в Париже в мастерской академика Бреге. Свеча Яблочкова состояла из двух стержней, изготовленных из плотного роторного угля, расположенных параллельно и разделенных гипсовой пластинкой. Последняя играла двоякую роль, так как служила и для скрепления углей между собой и для их изоляции, позволяя вольтовой дуге образовываться лишь между верхними концами углей. По мере того как угли сверху обгорали, гипсовая пластинка плавилась и испарялась, так что кончики углей всегда на несколько миллиметров выступали над пластинкой. Свечи Яблочкова привлекли к себе всеобщее внимание и наделали много шуму. В 1877 году с их помощью было впервые устроено уличное электричество на Avenue de L’Opera в Париже. Всемирная выставка, открывшаяся в следующем году, дала возможность многим электротехникам познакомиться с этим замечательным изобретением. Под названием «русский свет» свечи Яблочкова использовались позже для уличного освещения во многих городах мира. Эти лампы любопытны еще и тем, что требовали для себя исключительно переменного тока, так как скорость сгорания положительного и отрицательного электродов в них была неодинаковой и при постоянном токе надо было делать положительный электрод толще. Именно для Яблочкова Грамм изготовил свой первый генератор переменного тока. Но наряду с достоинствами свечи Яблочкова имели свои недостатки. Главное неудобство заключалось в том, что угли в них сгорали очень быстро — свеча средней величины светила не более двух часов. Этот недостаток, впрочем, был присущ и многим другим дуговым лампам. Не раз у изобретателей являлась мысль заключить вольтову дугу в лишенную кислорода атмосферу. Ведь благодаря этому лампа могла бы гореть значительно дольше. Долгое время эти попытки не удавались, так как пытались выкачать воздух целиком из всей лампы. Американец Джандус первый придумал помещать под купол не всю лампу, а только ее электроды. При возникновении вольтовой дуги кислород, заключенный в сосуде, быстро вступал в реакцию с раскаленным углеродом, так что вскоре внутри сосуда образовывалась нейтральная атмосфера. Хотя кислород и продолжал поступать через зазоры, влияние его сильно ослаблялось, и такая лампа могла непрерывно гореть около 200 часов. Но даже в таком усовершенствованном виде дуговые лампы не могли получить достаточно широкого распространения. Вольтова дуга представляет собой очень сильный источник света. Яркость ее горения невозможно уменьшить ниже некоторого предела. Поэтому дуговые лампы использовались для освещения больших залов, вокзалов или площадей. Но они были совершенно непригодны для применения в маленьких жилых или рабочих помещениях. Намного удобнее в этом смысле были лампочки накаливания. Устройство их всем известно: электрический ток, проходя через тонкую нить, раскаляет ее до высокой температуры, благодаря чему она начинает ярко светиться. Еще в 1820 году французский ученый Деларю изготовил первую такую лампу, в которой накаливаемым телом служила платиновая проволока. После этого в течение полувека лампы накаливания почти не использовались, поскольку не могли найти подходящего материала для нити. Поначалу наиболее удобным казался уголь. В 1873 году русский электротехник Лодыгин сделал лампочку с нитью из роторного угля. Он же первый начал откачивать из баллона воздух. В конце концов ему удалось создать первую лампочку накаливания, получившую некоторое практическое применение, но она оставалась еще очень несовершенной. В 1878 году американские электротехники Сойер и Ман нашли способ изготавливать маленькие угольные дуги небольшого сечения путем обугливания картона в графитовом порошке. Эти дуги заключали в стеклянные колпачки. Однако и эти лампочки были очень недолговечны. В 1879 году за усовершенствование электрической лампочки взялся знаменитый американский изобретатель Эдисон. Он понимал: для того, чтобы лампочка светила ярко и долго и имела ровный немигающий свет, необходимо, во-первых, найти подходящий материал для нити, и, во-вторых, научиться создавать в баллоне сильно разреженное пространство. Было проделано множество экспериментов с различными материалами, которые ставились со свойственным для Эдисона размахом. Подсчитано, что его помощники опробовали не менее 6000 различных веществ и соединений, при этом на опыты было израсходовано свыше 100 тысяч долларов. Сначала Эдисон заменил ломкий бумажный уголек более прочным, приготовленным из угля, потом стал делать опыты с различными металлами и наконец остановился на нити из обугленных бамбуковых волокон. В том же году в присутствии трех тысяч человек Эдисон публично демонстрировал свои электрические лампочки, осветив ими свой дом, лабораторию и несколько прилегающих улиц. Это была первая лампочка с продолжительным сроком службы, пригодная для массового производства. Но поскольку изготовление нитей из бамбука оказалось достаточно дорогим, Эдисон разработал новый способ выделки их из специальным образом обработанных волокон хлопка. Сначала хлопок помещали в горячий хлорно-цинковый раствор, где он постепенно растворялся. Полученную жидкость сгущали с помощью насоса до тестообразного состояния и выдавливали через тонкую трубку в сосуд со спиртом. Здесь она превращалась в тонкую нить и наматывалась на барабан. Полученную нить путем нескольких промежуточных операций освобождали от хлорно-цинкового раствора, сушили, разрезали, заключали в v-образные формы и обугливали в печи без доступа воздуха. Затем на нити напыляли тонкий слой угля. Для этого их помещали под колпак, заполненный светильным газом, и пропускали через них ток. Под действием тока газ разлагался, и на нити осаждался тонкий слой углерода. После всех этих сложных операций нить была готова для употребления. Процесс изготовления лампочки тоже был очень сложным. Нить помещали в стеклянный колпачок между двумя платиновыми электродами, вплавленными в стекло (дорогой платиной приходилось пользоваться потому, что она имела одинаковый со стеклом коэффициент теплового расширения, что было очень важно для создания герметичности). Наконец, с помощью ртутного насоса из лампочки выкачивали воздух, так что в ней оставалось не более одной миллиардной того воздуха, который содержался в ней при нормальном давлении. Когда выкачивание заканчивалось, лампочку запаивали и насаживали на цоколь с контактами для вкручивания в патрон (и патрон, и цоколь, а также многие другие элементы электрического освещения, сохранившиеся без изменений до наших дней — выключатели, предохранители, электрические счетчики и многое другое — были также изобретены Эдисоном). Средняя долговечность лампочки Эдисона составляла 800-1000 часов непрерывного горения. Почти тридцать лет лампочки изготавливались описанным выше способом, но будущее было за лампочками с металлической нитью. Еще в 1890 году Лодыгин придумал заменить угольную нить металлической проволокой из тугоплавкого вольфрама, имевшей температуру накала 3385 градусов. Однако промышленное изготовление таких лампочек началось только в XX веке.

База Знаний.

7.2. Открытие вольтовой дуги. Дуговые электрические лампы

Изучая свойства электрического тока, В.В.Петров присоединил медной проволокой к полюсам построенной им батареи два угольных стерженька (электрода) и сблизил их концы. Он увидел, как между ними появилась яркая дуга и осветила лабораторию. Когда ученый стал вводить в нее кусочки металлов, то они очень быстро расплавлялись. Явление электрического разряда между концами слегка разведенных углей Петров наблюдал как в воздухе, так и в других газах и вакууме. Это была так называемая вольтова дуга. Таким образом, честь открытия вольтовой дуги принадлежит В.В. Петрову, что следует из его книги «Известие о гальвани-вольтовских опытах», вышедшей в 1803 г.

Рис. 7.1. Приспособление для образования вольтовой дуги

В своей книге Петров не только описал открытое им явление, но и указал на возможность использования этого явления для освещения, плавки и восстановления металлов из их окислов, а тем самым впервые высказал мысль о практическом применении электрического тока. Однако электричество в те времена не стало ещё областью практических применений и поэтому исследования по электричеству в России не были продолжены.

В.В. Петров так описал открытое им явление: «Если на стеклянную плитку или скамеечку со стеклянными ножками будут положены два или три древесных угля, способные для произведения светоносных явлений посредством Гальвани-Вольтовской жидкости, и если потом металлическими изолированными направителями, сообщенными с обоими полюсами огромной батареи, приближать оные один к другому на расстояние от одной до трех линей, то является между ними весьма яркие белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются и от которого темный покой довольно ясно освещен быть может».

Рис. 7.2. Раскаленные угли вольтовой дуги

С этого момента и нужно начинать историю электротехники как самостоятельной отрасли техники. Из-за того, что книга Петрова была издана на русском языке, многие иностранные ученые не смогли ознакомиться с его открытием. Открытие Петрова было на десятилетие забыто, а имя В.В. Петрова, первого в мире человека, посмотревшего на электричество с позиций технических – с точки зрения пользы, которую электричество могло бы принести людям, было в то время вообще не известно за рубежом.

И только позднее, в 1810 г., эти опыты повторил английский ученый сэр Хэмфри Дэви, удостоившийся великого звания первооткрывателя электрической дуги и прославившийся тем, что самым гениальным его «открытием» был его ученик, великий Майкл Фарадей. Дэви приводил в соприкосновение два заостренных угля, которые были соединены с полюсами батареи, состоящей из 2000 элементов (рис. 7.1). Благодаря огромному выделению тепла угли накаливались докрасна. Когда же Дэви удалял их концы друг от друга, ток продолжал передаваться через раскаленный воздух от одного угля к другому, распространяя ослепительный свет, получивший название света Дэви, или вольтовой дуги. При этом источником света являлась не сама дуга, а раскаленные добела концы углей (рис. 7.2). Поскольку угли, между которыми образуется дуга, постепенно сгорают (положительный примерно вдвое быстрее отрицательного), впоследствии было изобретено устройство, автоматически приближавшее один уголь к другому, оставляя расстояние между ними все время постоянным.

Устройство, позволяющее поддерживать более-менее постоянное горение вольтовой дуги, послужило прообразом первых электрических источников света или так называемых дуговых электрических ламп.

Впервые вне лаборатории и классной комнаты электрическая дуга была применена в 1845 году в Парижской опере, чтобы воспроизвести эффект восходящего солнца. Успех был полный!!!

Самые первые электрические лампы – угольные дуговые – были созданы сэром Хэмфри Дэви в 1809 году. Два угольных стержня подключались к клеммам огромной батареи. В точке соприкосновения эти стержни раскалялись добела. Когда же их разводили на расстояние около 10 см друг от друга, между ними вспыхивала ослепительно белая световая дуга. Однако практическое применение угольные дуговые лампы нашли значительно позже. Первая стационарная лампа была установлена в 1862 году на маяке Дандженесс.

Павел Николаевич Яблочков (1847– 1894) – российский электротехник, изобретатель и предприниматель. По окончании Николаевского инженерного училища в 1866 году был направлен для прохождения офицерской службы в Киевский гарнизон, но из-за болезни вынужден был уйти в отставку. Изобрел (патент 1876 года) дуговую лампу без регулятора – электрическую свечу («свеча Яблочкова»), работал над созданием электрических машин и химических источников тока.

Рис. 7.3. Дуговая электрическая лампа Яблочкова

Первый дуговой источник света сконструировал в 1844 году французский физик Жан Бернар Леон Фуко. В ходе разработки конструкций дуговых ламп возникла задача регулировать расстояние между электродами. Наиболее простыми регуляторами были электромагнитные – первые электроавтоматические приборы. Получили распространение лампы с регуляторами комбинированного действия (электромагнитного и механического), например дуговая лампа русского изобретателя А.И. Шпаковского. В 1856 году эти лампы впервые успешно использовались для освещения большой площади перед Лефортовским дворцом во время коронационных торжеств в Москве. Но необходимо было так усовершенствовать конструкции дуговых ламп, чтобы они были простыми и надежными, доступными для широкого потребления. Успешное решение этой проблемы тесно связано с изобретением П.Н. Яблочковым «электрической свечи» – дуговой лампы без регулятора.

Рис. 7.4. Дуговая электрическая лампа Кертинга и Маттисена

П.Н. Яблочков изобрел оригинальную дуговую электрическую лампу (рис.7.3), в которой угольные стержни были расположены не друг против друга, а параллельно, что позволило значительно надежнее сохранять неизменное расстояние между их концами. Угольные стержни были разделены изолирующей прослойкой. Концы стержней соединялись угольной пластинкой. При пропускании тока пластинка сгорала и между концами угольных стержней появлялась электрическая дуга. По мере сгорания углей изолирующая прослойка испарялась и светящаяся дуга не затухала. Изобретение П.Н. Яблочкова позволило включать источники света последовательно в общую цепь. Одна электрическая свеча могла гореть около 2 часов. При установке нескольких свечей в специальном фонаре, оборудованном переключателем для включения очередной свечи вместо перегоревшей, можно было обеспечить бесперебойное освещение в течение более длительного времени. Яблочков также установил, что для питания свечи лучше применять переменный ток, в этом случае при электродах одинакового диаметра получалась вполне устойчивая дуга.

В 1876 г. Яблочков получил патент на свое изобретение, названный «Система распределения токов для электрического освещения». Простота и удобство свечей Яблочкова (или, как их называли в мире, «русского света»), заменивших дорогие, сложные и громоздкие дуговые фонари с регуляторами для непрерывного сближения сгорающих углей, вызвали их повсеместное распространение, и вскоре они зажглись на улицах и площадях Парижа, Лондона и Берлина, а также Америки и даже Азии.

«Из Парижа, – писал Яблочков, – электрическое освещение распространилось по всему миру, дойдя до дворца шаха Персидского и до дворца короля Камбоджи». Это было подлинным триумфом русского изобретателя. В 1877 г.

Рис. 7.5. Дуговая электрическая лампа Кертинга с закрытой дугой

Рис. 7.6. Уличное освещение дуговой лампой

Рис. 7.7. Оборудование для дугового освещения: а – наружный футляр для дуговых ламп; б – лампа с футляром и колпаком; в – фонарь для дуговой лампы

В 1882 г. Потсдамская площадь в Берлине была освещена фонарями с лампами «Сименс и Гальске» (с акварели Вилли Стоуэра)

Яблочков получил еще два патента на конструкцию электрической свечи и на систему распределения токов с использованием конденсаторов. В апреле 1879 г. в Петербурге на заседании Российского технического общества Яблочков сделал доклад о своих последних работах в области электрического освещения, а через две недели там же прочел публичную лекцию на тему «Об электрическом освещении». Именно 1879 г. был годом наибольших успехов и наибольшей славы Яблочкова.

Впоследствии Кертинг и Маттисен в Лейпциге создали усовершенствованную конструкцию дуговой лампы (рис. 7.4), в которой обеспечивается постоянство сопротивления вольтовой дуги. Регулировочный механизм состоит из двойной катушки а, соединенной с системой зубчатых колес b. Вся система может поворачиваться вокруг неподвижной оси f, а также отклоняться вправо и влево под влиянием силы натяжения сердечника c. Если при возникновении тока угли соприкасаются, то возникающий сильный ток приводит в действие отклоняющую систему, разводящую угли на строго фиксированное расстояние. По мере сгорания углей вольтова дуга удлиняется и отклоняющая система реагирует на изменяющийся ток, плавно уменьшая расстояние между углями. Плавность перемещения углей обеспечивается наличием воздушного тормоза l с противовесом m из тяжелых металлических пластинок.

Рис. 7.8. Маяк на красном песке у устья Везера с дуговыми лампами, построенный в 1883–1884 годах

Однако из-за серьезных технических проблем, возникших в процессе эксплуатации (наличие открытой дуги, необходимость применения только переменного электрического тока для достижения равномерного сгорания угольных стержней, сложность механической конструкции и др.), а также в связи с появлением электрических ламп накаливания применение электрических свечей оказалось весьма ограниченным. В частности, серьезным недостатком конструкции дуговых ламп было значительное испарение угля стержней под воздействием кислорода на открытом воздухе при возникновении вольтовой дуги.

Практичный американец Джандус первым преодолел эту трудность поразительно просто, поместив под колпаком не всю лампу, а только вольтову дугу, оставив контакты угольных стержней вне закрытого сосуда. При возникновении дуги угольный пар, окисляясь небольшим количеством кислорода, имеющимся в замкнутом объеме, образует угольную кислоту. Кислота, смешиваясь с азотом воздуха, образует нейтральную атмосферу, в которой и происходит дальнейшее горение вольтовой дуги. Кроме того, в этом случае значительно изменяется весь характер процесса горения. Угольные стержни сгорают абсолютно одинаково, само горение проходит более плавно и устойчиво, а длительность горения при одинаковом размере стержней увеличивается в 10–20 раз.

На рис. 7.5 показана усовершенствованная лампа Кертинга с закрытой дугой, имевшая широкое распространение в Германии в конце XIX века.

С привлечением дуговых ламп различной конструкции были проведены первые опыты уличного освещения с помощью электрического тока (рис. 7.6, 7.7).

Однако из-за большой сложности конструкции, необходимости мощного источника тока для образования вольтовой дуги и невозможности гибкого «дробления света» дуговые лампы использовались преимущественно в качестве мощных источников освещения (например на морских маяках). На рис. 7.8 показан общий вид такого морского маяка, свет от мощных дуговых ламп которого был виден на расстоянии в 17 морских миль.

Презентация для дошкольников «Почему загорается лампочка»

[Введите текст]

ЧОУ СОШ «Европейская школа»

детский сад «Созвездие –Уникус2»

«Почему загорается лампочка?

Составитель:

Воспитатель высшей категории

Артемьева Наталья Александровна

г.Пермь,2021

Содержание

Введение_________________________________________________________3

1.Основная часть

1.1.История развития лампочки____________________________________4

1.2. Кто же изобрёл лампочку?_____________________________________4

1.3.Как же устроена лампочка?____________________________________5

1.4. В чём же заключается суть электричества?_______________________5

2.Практическая часть

2.1. Опыт №1 «Последовательное включение батарей»________________6

2.2. Опыт №2 «Параллельное включение различных переключателей»__9

3. Заключение____________________________________________________12

4. Приложение____________________________________________________13

5. Список используемой литературы_________________________________15

Введение.

Что мы делаешь, войдя в темную комнату? Конечно же включаем свет. Мы нажимаем на выключатель и загорается лампочка. И мне всегда было интересно узнать, как связан выключатель и лампочка и почему она загорается. Ещё в детском саду я постоянно задавал вопросы маме и папе « Почему нажимая на выключатель загорается лампочка?», «Кто изобрел электрическую лампу?». Эти вопросы интересуют детей всегда, и я решила заняться с детьми исследовательской работой на тему : «Почему загорается лампочка».

Объектом моего исследования являются электрические явления.

Цель исследования: пронаблюдать электрические явления, выяснить какую роль играет электричество в жизни человека.

Задачи:

— познакомиться с материалами в научной литературе об истории освоения электричества и электрических явлениях.

— изучать и овладеть методикой проведения опытов по электричеству

Для достижения поставленных задач использовались следующие приёмы и методы:

-я познакомился с историей открытий в области электричества

— исследовал материал об источниках электрического тока

-собрал различные схемы, чтобы загорелась лампочка используя разные виды переключателей.

Основная часть

История развития лампочки

Без электричества мы не смогли бы посмотреть телевизор, послушать радио, включить освещение или поиграть в любимую видеоигру. Мы воспринимаем электричество, безусловно, и не задумываемся, как оно работает.

Тысячилетиями люди наблюдали вспышки и огненные зигзаги молний, раскаты грома. Они не понимали, как всё это происходит, приписывали эти действия богам, боялись гнева богов. Пещерные люди освещали своё жилище с помощью костра, а прогуливались с головешкой в руках. Позже головню сменяют факелы – палки с углублением для заливки смолы. Они освещали мрачные замки в средние века. В эпоху античности у греков появляется масляная лампа – глиняный или металлический «чайничек» с маслом, сквозь носик которого пропущен фитиль. Около 2 тысяч лет назад в Древнем Риме придумали свечку. Это были волокна растений, пропитанные смолой и покрытые воском. А в 10-11 веках уже делают восковые и сальные свечи ( чтобы изготовить сальную свечу фитиль опускали в растопленное сало, вынимали и ждали, когда застынет. Благодаря химии, в середине 19 века из нефти получают керосин и начинает свое шествие керосиновые лампы. Одновременно осваивают газ, и в быт входят газовые горелки. Затем появился фонарик на батарейках. Он совсем не похож на тот фонарик, который мы привыкли видеть в нашей жизни, но имел он именно такое название.

1.2.Так кто же изобрёл лампочку?

В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира. В России исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин. В России он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. В создании эффективной лампы накаливания участвовали изобретатели из разных стран. Но только российский учёный Александр Лодыгин смог создать оптимальный вариант, которым мы продолжаем пользоваться по сегодняшний день.

1.3.Как же устроена лампочка?

Принцип работы лампы: при прохождении электрического тока через вольфрамовую нить она нагревается и начинает светиться. Нить накала держится на специальных держателях. Для уменьшения испарения нити колбу наполняют инертным газом.

Шло время, и люди стали задумываться о том, как лампа может экономить энергопотребление, и на свет появилась энергосберегающая лампа.

Впервые явления, называемыми электрическими, были замечены в древнем Китае, Индии, а позднее в древней Греции. Люди заметили, что если потереть янтарь о шерсть, то камень начинает притягивать к себе различные предметы небольшого размера.

1.4. В чём же заключается суть электричества?

Суть электричества сводится к тому, что поток заряженных частиц движется по проводнику (проводник – это вещество, способное проводить электрический ток) в замкнутой цепи от источника тока к потребителю. Двигаясь, поток частиц выполняет определённую работу. Это явление называется «электрический ток». Силу электричества также можно измерить. Единица измерения силы тока – Ампер, получила своё название в честь французского учёного, который первым исследовал свойства тока. Имя учёного физика –Андре Ампер.

2.Основная часть

В нашем случае источником будет выключатель, а потребитель лампочка.

2.1. Опыт №1 « Последовательное включение батарей»

Для проведения практикума нам понадобятся батарейки 4 штуки; переключатель движковый; лампочка и провод с соединительными клеммами. (Приложение 1)

Для начала мы соберем схему №1 используя 2 батарейки, суммарная мощность которых будет 3В. Когда мы замкнём выключатель – лампа будет гореть, но очень тускло.

Схема №1.

Для того, чтобы лампочка горела ярче надо увеличить протекающий через неё ток, т.е. подключить последовательно еще одну батарею. Соберем схему№2. Когда замкнём выключатель, то увидим, что лампочка стало гореть гораздо ярче.

Схема 2.

2.2. Опыт №2 «Параллельное включение различных переключателей»

Для проведения практикума нам понадобятся батарейки 2 штуки; переключатели: движковый, кнопочный и геркон; лампочка и провод с соединительными клеммами; магнит (Приложение 1)

Соберем схему №2. Где все коммутирующие элементы (переключатели) подсоединим параллельно. Достаточно замкнуть один из переключателей, чтобы лампочка зажглась.

В от что у нас получилось:

Теперь приведем в действие кнопочный переключатель. Его применяют в компьютерах, автомобилях, дверных звонках, лифтах.

Т еперь приведем в действие движковый переключатель

Теперь приводим в действие геркон – магнитоуправляемый переключатель. Применяется в охранных сигнализациях, телефонии, бытовой техники.

Заключение.

Таким образом, заканчивая свою работу, мы с ребятами пришли к выводу, что благодаря созданию электричества, человек смог создать вещи, без которых мы не можем представить свою повседневную жизнь.

В дальнейшем мы с ребятами планируем продолжить изучать эту тему и разобраться как работает звонок, микрофон, громкоговоритель, диктофон.

П риложение1.

Переключатель движковый ( в дальнейшем выключатель) – движок в положение OFF (выключен или ключ замкнут) в цепи ток не течет, в положение ON (включен или ключ замкнут) по цепи начинает течь ток.

Б атарейка – наиболее распространенное бытовое название одноразового, неперезаряжаемого гальванического элемента. Гальванический элемент – это химический источник тока, у которого возникающее на его выводах на пряжение есть результат химической реакции.

Лампочка – от греческого lampas- светильник. Принцип работы: при прохождении электрического тока через вольфрамовую нить она нагревается и начинает светиться.

Соединительные клеммы ( в жизни используют провода)

Кнопочный переключатель.

Геркон и магнит

Используемая литература:

Дэвид Маколи. «От плуга до лазера. Интерактивная энциклопедия науки и техники». www.nd.ru

Эйвинд Нидал Даль «Электроника для детей»

Ханова М.С., Ухарцева А.В. Энциклопедия «Что такое? Кто такой?», АСТ 2008

[Введите текст]

Почему лампочка горит в полнакала: тусклый свет от гирлянд

Почему лампа горит тускло

Светодиодные лампы – особенности устройства

Лампочки LED очень популярны и востребованы, они постепенно вытесняют с рынка аналогичные устройства с нитью накаливания. Несмотря на значительную стоимость, многие владельцы квартир стремятся приобрести именно диодные лампы, поскольку они отличаются существенно большим сроком службы, экономичностью и надежностью.

По сравнению с лампами накаливания, конструкция диодных приборов несколько сложнее. Выделим основные элементы и опишем их предназначение:

Цоколь – выполняется из латуни и покрывается никелем, что препятствует возникновению коррозии и способствует надежному контакту с патроном.
Полимерное основание цокольной части – покрывается полиэтилентерефталатом для защиты корпуса прибора от пробивания электрическим током.
Драйвер – выполняется по схеме гальванически развязанного модулятора стабилизатора электрического тока. Основное предназначение драйвера заключается в обеспечении стабильного бесперебойного функционирования даже при перепадах напряжения сети.
Радиатор – производится из анодированного алюминиевого сплава. Требуется для эффективного отвода тепловой энергии от остальных элементов лампочки.
Печатная плата из алюминия на теплопроводимой массе – гарантирует необходимый температурный режим работы чипов путем отвода тепла к радиатору непосредственно от чипов.
Чипы – собственно говоря, это и есть осветительный механизм, другими словами – диоды.
Рассеиватель – стеклянная полусфера, уровень рассеивания света которой стремится к максимуму.

Устройство светодиодной лампы

Принцип действия светодиодных ламп для простого обывателя довольно сложен и запутан. Если вкратце, то свечение происходит в результате выделения фотонов вследствие постоянного изменения и рекомбинации электронов с последующим переходом на другие энергетические слои. Бесперебойное протекание процесса обеспечивается полупроводниковыми материалами чипов. Чтобы обеспечить оптимальные условия работы всего устройства в целом, применяются различные резисторы или токоограничивающие механизмы.

Некоторые производители на сегодняшний день стараются внедрять усовершенствованные технологии создания свечения, в частности, задействуют специальные диодные мосты. Стоимость таких лампочек несколько выше по сравнению с другими светодиодами, но качество полностью соответствует цене.

Из-за выключателя при выключенном свете светится светодиодная лампочка

В настоящее время, огромное количество электрических устройств, которые давно всем известны и знакомы, оснащаются для удобства использования или управления, дополнительными элементами, которые не могут корректно работать вместе в одной электрической цепи.

К данным устройствам относится выключатель, в который для удобства установлен светодиод. В данном случае, нормальная работа такого выключателя и светодиодов невозможна. Поэтому требуется проведение некоторых работ.

Работы по устранению неисправности:

Переделка выключателя;
Замена выключателя.

Как говорилось ранее, установленный в выключателе светодиод, для оптимальной работы, подключен к сети через резистор. В свою очередь резистор, постоянно отдавая накопленный заряд светодиодам, заставляет их светиться.

Поэтому, в данной ситуации лучшим решением будет убрать светодиод из схемы выключателя. Делается это достаточно просто. Выключатель разбирается и при помощи кусачек, светодиод с резистором откусываются.

Лучшим решением избавиться от данной проблемы будет убрать светодиод из схемы выключателя

Стоит отметить, что если у вас имеется в наличии обычный выключатель, то можно воспользоваться вторым способом. Просто заменить его.

Обратите внимание! Все электромонтажные работы проводите только при отключенном напряжении в сети.

Для этого, необходимо выключить автоматический выключатель в распределительном щитке. После этого, используя набор отверток, разобрать выключатель, и отсоединить его от токоведущих проводников и установить новый.

Cвечению лампы при отключенной нагрузке

Существует несколько вероятных факторов, которые могут объяснить, почему осветительный элемент все еще горит после выключения от источника питания, хоть и тускло:

Проблемы с электропроводкой, в частности, некачественно выполненная изоляция на одном из участков цепи.
Светодиодная лампа подключена к выключателю с подсветкой.
Некачественные излучатели, используемые в конструкции источника света.
Функциональные особенности лампы.

Если излучатели горят при выключенном положении коммутационного аппарата, рекомендуется сначала рассмотреть все прочие факторы, кроме первого, так как определить слабый по изоляции участок скрытой проводки проблематично.

Для этого создаются условия, при которых возникает пробой цепи (подается высокое напряжение на протяжении 1 мин.). Проблемный участок, из-за которого диодные лампы светятся после отключения нагрузки, придется вскрывать: нарушается целостность стены, если проводка заложена методом штробления.

Очень часто встречается ситуация, когда энергосберегающие источники света функционируют иным образом при подключении к коммутационному аппарату с подсветкой. Проблема здесь кроется в том, что установленный в выключателе осветительный элемент замыкает цепь, а значит, пропускает небольшой ток. Он и питает диодные лампы при выключенном свете.

Не менее распространена проблема дешевой светодиодной продукции. Если было выбрано изделие невысокого качества по доступной цене, а обычно связь между этими факторами прямая, то велика вероятность ошибки в плате спайки. Но случается, что излучатель хоть и тускло, но горит по причине функциональных особенностей конструкции.

В частности, речь идет о процессах, которые происходят в резисторе при подаче нагрузки на лампу: этот элемент по мере прохождения тока по цепи накапливает энергию, а после отключения нагрузки поддерживает свечение в излучателях.

Лампы светодиодные светятся после выключения: устранение неисправности

Если причиной свечения светодиодных ламп, является выключатель с подсветкой, то в данном случае можно обойтись и без его переделки или замены. Для этого необходимо сделать следующее.

Для того чтобы устранить неисправность необходимо:

Подобрать конденсатор;
Встроить конденсатор в электрическую схему.

В первую очередь производится подбор дополнительного элемента в виде конденсатора. Многим данная схема известна, но при ее устройстве, допускается одна ошибка, которая приводит к выходу из строя конденсатора.

Это неправильный подбор устройства по напряжению. Известно, что для общественной сети применяется ток с напряжением 220 Вольт. Это говорит о том, что данное напряжение действующее.

Обратите внимание! Значение действующего напряжения, равно максимальному напряжению (амплитудному), поделенному на корень из двух.

Это говорит о том, что при возникновении в сети максимального значения напряжения, конденсатор может не выдержать нагрузки и выйти из строя. Поэтому, для устройства конденсаторов в схему 220 Вольт, лучше всего использовать конденсаторы с номинальным напряжением 630 Вольт, и емкость которых равно 0,1 мкФ.

Если причиной свечения светодиодных ламп, является выключатель с подсветкой, то в данном случае можно обойтись и без его переделки или замены

После того, как произведен подбор правильного конденсатора, можно приступать к его установке. Для этого, к его контактным ножкам, необходимо припаять два проводка длиной около 5 см. Далее, устройство монтируют в схему. Монтаж производится параллельно. Полярность соблюдать не требуется.

Монтируют конденсатор в распаечной коробке, к проводам, идущим на осветительный прибор, или к контактам патрона.

Почему светится или мигает лампа

Одна из самых распространенных причин — подсветка на выключателе. Светодиоды чувствительны к сверхмалым токам и наводкам, а элементы выключателя с подсветкой пропускают слабые токи, даже если состояние «выкл». Вторая, так же очень частая причина — выключатель размыкает ноль вместо фазы. Разорванный ноль, как правило, имеет емкостную связь с окружающей проводкой и благодаря этому, возникают паразитные токи.

Ситуация, когда выключатель разрывает ноль, повсеместно встречается в проводке советского времени. Явление это настолько часто, что порой создается впечатление, будто так делали специально. Напомню, в «правильной» электропроводке выключатель должен разрывать фазу. Разорванный ноль, кстати, заставляет светиться индикаторную отвертку, приложенную к нему. Аналогично отвертке-индикатору, лампочке порой достаточно долей миллиампер для слабого свечения.

Почему некоторые лампы слабо светятся, а некоторые мигают? Обычно это обуславливается конструкцией драйвера лампы, который спрятан в цоколе. Считается, что у мигающей лампы драйвер более качественный, а у «тлеющей» более дешевый. Здесь сложно сказать о надежности, перегорают и те, и те.

Светильник горит после выключения – варианты решения проблемы

Определившись с тем, почему светится светодиодная лампочка при выключенном свете, можно переходить к решению проблемы. Далее следует список основных рекомендаций, в зависимости от причин возникновения этого явления. Если тусклый свет связан с приобретением изделия по доступной цене, но низкого качества, то совет здесь очень прост – необходимо отправиться в ближайший магазин и купить лампочку высокого качества от надежного производителя.

Если проблема заключается в наличии подсветки в коммутаторе, решений может быть несколько. Можно поступить логично и, по примеру первого пункта, отправиться в магазин за коммутационным аппаратом, в котором подсветка не предусмотрена. Еще один вариант – это отрезать провод питания, который отвечает за подсветку. Для этого потребуется вскрыть выключатель, что делается достаточно просто и быстро, даже новички в этом деле смогут самостоятельно разобрать и собрать устройство за несколько минут. Если же без подсветки вам не обойтись, то можно всего лишь установить еще один резистор в цепи, который будет препятствовать накоплению энергии.

Главное – найти причину этого свечения, после чего можно приступать к действиям

Изоляция, как уже было отмечено ранее, вызывает наибольшие трудности при решении проблемы. Если вы не хотите нарушать целостность стены, то можно попытаться пойти другим путем. Его суть заключается в подключении дополнительной нагрузки (реле, резистора, лампы накаливания) параллельно диодам, которые не прекращают гореть. Единственное условие – сопротивление подключаемого дополнительного прибора должно быть меньше, чем у LED лампы. Из-за слабого сопротивления подключенный элемент гореть не будет, а из-за перенаправления тока светодиодные лампы тоже светиться после выключения не будут.

Итак, мы рассказали, почему горят светодиодные лампочки при выключенном выключателе, а также о том, что решить такую проблему не так уж сложно. Главное – найти причину этого свечения, после чего можно приступать к действиям.

Используем свечение на благо

Сразу оговорюсь, подойдут только «тлеющие» лампы, с мигающими врят-ли получится. Сам лично был свидетелем долгой эксплуатации ламп в таком режиме, но не исключаю, что данные опыты могут существенно укорачивать срок жизни ламп. Слишком много разных конструкций ламп и мало данных для однозначных выводов.

Так вот, слабое свечение можно использовать как фишку, дополнительную опцию освещения. Ночник в коридоре, романтические сумерки в комнате — «тлению» можно придумать эффектное применение. Главное научиться правильно управлять этим свечением.

Хороший результат даст исправная «правильная» проводка и выключатели без подсветок. То есть, когда в выключенном состоянии лампа не светится никак.

Заставить ее светится сможет тот же конденсатор, но включенный параллельно выключателю. Так же, подойдут конденсаторы 0,047-0,1 мкФ на 400-600 вольт. Здесь возможно придется подобрать емкость для нужного свечения. Для удобства можно применить двухклавишный выключатель, вместо одноклавишного: первую клавишу нужно подключить по стандартной схеме, а вторую через подобранный конденсатор. Получится два режима — обычный и ночник!

Если лампа светится изначально, можно попробовать подключить конденсатор параллельно лампе для устранения, а ко второй клавише выключателя еще один конденсатор, но большей емкости. В общем придется поэкспериментировать. Но в общем, считаю эту идею довольно интересной.

Во всех своих экспериментах с «ночником» я использовал не диммируемые лампы. На фото ниже приведены два типа дешевых ламп, которые «тлеют».

Как решить проблему тусклого света

Рекомендации могут быть разнообразные в зависимости от величины проблемы:

Если изначально была куплена дешевая светодиодная лампа, то устранить свечение возможно, лишь установив изделие надежного производителя и высокого качества.
Когда же проблема кроется в выключателе с подсветкой, устранить ее можно разными путями. Самое простое решение – сменить коммутационный аппарат на модель без подсветки. А можно отрезать соответствующий провод питания подсветки, делается это после вскрытия выключателя. Но в некоторых случаях важно сохранить данную функцию. Тогда необходимо параллельно установить резистор на нужном участке цепи.
Сложнее всего исправить проблему, которая кроется в проводке. Чтобы сделать все правильно, конечно, рекомендуется найти источник тока утечки. Но, как уже упоминалось, это повлечет за собой другие сложности. Зато в результате при выключении света диодные лампы не будут гореть. Но можно пойти другим путем, более простым. Для этого параллельно диодам, которые светятся, подключается нагрузка (лампа накаливания, резистор или реле). Важно, чтобы сопротивление у этого элемента было меньше, чем у светодиодных излучателей. В результате ток утечки пойдет, например, на лампу накаливания. Но из-за небольшого сопротивления она не будет гореть.

Как видно, существует немало способов, позволяющих решить проблему излучателей на базе диодов, которые хоть и тускло, но все же светят при выключении. Нужно по возможности определить наиболее вероятную причину этого явления.

Почему моргает свет? Причины и способы их решения

Такое явление, как перепады сетевого напряжения для нашей страны не редкость. Людям оно доставляет дискомфорт в виде моргающего света, а электроприборам уменьшает срок службы из-за вынужденных перегрузок. Оснований, способствующих всплескам и провалам электрического напряжения, достаточно много. Но какой бы не была причина, для избежания преждевременного выхода из строя электроприборов, данную проблему нужно решать. О причинах и способах устранения этой проблемы и пойдёт речь в статье.

Неисправность светильника

Одно дело – когда свет мигает кратковременно всего пару раз в год. Другое дело – когда мигание света в квартире или отдельной комнате стало постоянным явлением. В том, почему свет моргает, чаще всего виновным оказывается светильник. Искать причину в светильнике или люстре следует в том случае, когда остальные электроприборы и светильники в доме работают нормально.

Цель поиска – найти слабый контакт, из-за которого появляются просадки напряжения и, как следствие, моргание света. Начать следует с замены лампы на аналогичную, точно исправную лампочку. Возможно дело в некачественной лампочке, у которой резьба на цоколе немного не совпадает с ответной частью в патроне. В результате она не вкручивается до конца и плохо прижимается к центральному контакту патрона.

Все работы, связанные с обслуживанием электроприборов, должны выполняться при выключенном напряжении.

Затем нужно осмотреть контакты внутри патрона и, при необходимости, зачистить их.

Если с контактами всё нормально, то придётся добраться до места подключения светильника к электропроводке. Следует отметить, что плохой электрический контакт может скрываться в промежуточной распределительной коробке или на пластинах выключателя. В последнем случае без замены выключателя не обойтись.

Неисправность электропроводки

Наличие неисправностей в цепи электрических проводов – вторая по популярности причина того, почему моргает свет. Прежде чем электрический ток достигнет лампы, он преодолевает более пяти соединительных узлов: клеммы, соединители, распределительные коробки, автоматические выключатели… В исправном состоянии они не влияют на работу электроприборов. Но если контакт одного из узлов перегреется, то в этом месте возникают проблемы.

Как правило, в домах и квартирах со старой алюминиевой электропроводкой сечением менее 1,5 мм² свет может мигать даже при отсутствии неисправностей. Например, одновременное включение нескольких мощных электроприборов вызовет просадку напряжения, что отразится на яркости ламп накаливания. Но это не самое страшное. Эксплуатация электрических проводов с низкой нагрузочной способностью приведёт к их перегреву и обрыву в самом слабом месте в случае подключения электроприборов с высоким электропотреблением.

Неисправная электропроводка – одна из основных причин пожара.

Алюминиевые провода, используемые несколько десятилетий без замены, становятся хрупкими и могут легко переломиться внутри изоляции. При этом электрический контакт сохраняется, но только при небольшом токе нагрузки (одна лампочка). Если ещё включить, например, электрочайник, то свет начнёт моргать. Диагностировать такую неисправность трудно, так как обычная прозвонка мультиметром не даст результата. В идеале нужно менять весь участок проводки.

Нередко причиной мигания ламп становится слабый контакт в распределительном щите подъезда. В результате отсутствия должного обслуживания и неоднократного вмешательства соседей (электриков-самоучек) контакт на вводе в квартиру ухудшается, а провода не справляются с возложенной нагрузкой. Здесь требуется вмешательство опытного электрика, так как придётся обесточить на некоторое время весь подъезд.

Другие причины

Иногда свет может моргать по причине поломки энергоемкого электроприбора. Например, ТЭН водонагревательного бойлера может частично пробивать на заземлённый корпус, оставаясь при этом в работе. В результате такой скрытой неисправности напряжение в доме становится нестабильным, а лампочки мигают. Также возможен вариант, в котором электроприбор исправен, а причина кроется в слабом соединении контактов вилки и розетки.

Если свет в комнате моргает с частотой 100 Гц (заметно боковым зрением), то светильник подключен через полупроводниковый диод. Это один из способов продления срока службы лампочки и экономии электроэнергии, применяемый в освещении коридоров. Такое мигание света абсолютно безопасно с электрической точки зрения, но противопоказано для зрения.

Перепады в электросети могут быть вызваны неисправностью на магистральном участке или трансформаторной подстанции. В таком случае мигает свет во всех квартирах и домах, подключенных к данному участку. Решением этой проблемы должна занимается местная аварийная энергослужба.

Секрет длительного мигания ламп в квартирах и домах, расположенных в частном секторе, раскрывается просто. Проведение сварочных работ с использованием сварочного аппарата старого образца приводит к сильным просадкам напряжения у всех ближайших энергопотребителей. Бывает, что доказывать соседу-сварщику его неправоту бесполезно. Тогда лучше купить мощный стабилизатор, способный защитить всю электронную технику, а обычные лампочки заменить на светодиодные.

Если дом освещается исключительно люминесцентными и светодиодными лампами, то скачки напряжения могут остаться незамеченными. Качественные КЛЛ и led лампы стабильно работают на пониженном (повышенном) напряжении. Мигание светодиодной лампы может появиться лишь в двух случаях: при включении её через диммер и при отсутствии встроенного стабилизатора тока, который поддерживает стабильное свечение при напряжении в сети ниже 200В. Подробно узнать о мигании светодиодных ламп можно в данной статье.

Светодиодная лампа светится после выключения — причины и меры устранения

На рынке светотехнического оборудования LED-лампы имеют наибольший спрос. Это связано с их преимуществами перед источниками света со схожими характеристиками. Весомыми плюсами являются их экономичность, сниженный коэффициент пульсации, пожаробезопасность, больший в сравнении с другими лампами срок эксплуатации. Но наряду с ними LED-лампы имеют некоторые минусы. Одним из недостатков является свечение при выключенном выключателе. Если при включенном положении коммутирующего устройства лампы горели равномерно и без мерцаний, а при отключенном их свет потускнел, но остался, то это будет описываемая далее ситуация.

Светодиодная лампа

Столкнувшись с этим явлением, не стоит удивляться. Это свидетельствует о том, что происходит протекание тока по СД. В этом процессе существует и положительная сторона. Установив для освещения дворовой площадки светодиодный прожектор, ночью его можно использовать как подсветку. Но существует и негативный вариант развития событий, когда лампа начинает загораться, но тут же гаснет. Это явно будет действовать вам на нервы в ночное время суток. Рассмотрим это явление и подробно остановимся на способах его устранения.

Одной из причин горения светодиодной лампы после выключения могут стать:

слабая изоляция или повреждение иного рода электрической проводки;
конструктивно СД-лампа имеет светодиоды низкого качества;
устройство переключения имеет световую индикацию;
необычное функционирование светодиода.

Если клавиши выключателя находятся в положении «отключено», а лампы все равно горят, то необходимо вначале проверить позиции 2, 3. Так как идентифицировать место повреждения в электрической проводке сложно.

Для нахождения участка, имеющего недостаточную изоляцию, необходимо подать в цепь повышенное напряжение в течение 60 секунд. В результате этого в месте повреждения возникает пробой. Участок проводки следует заменить.

Но иногда СД слабо светится по причине особенной функциональности. При прохождении тока в цепи конденсатор способен накапливать электрическую энергию. А после остановки подачи напряжения он имеет остаточное свечение. А также лампа при выключенном свете продолжает тускло гореть вполнакала из-за ее низкого качества. В большинстве случаев ошибка кроется в микросхеме.

На что необходимо обращать внимание при покупке LED-лампы

Основным критерием выбора СД-источника света является высокое качество самого светодиода. А он имеет высокую себестоимость, поэтому лампы хорошего качества не могут стоить дешево. Учитывайте такие характеристики, как мощность и световой поток. Старайтесь покупать лампы надежных и проверенных фирм-производителей, китайские низкого качества могут быстро сломаться.

Если лампа светится в выключенном состоянии переключателя, то при покупке в будущем принимайте во внимание габаритные размеры радиатора. Функцией этой части светодиодной лампы является ее охлаждение. Перед приобретением источника света акцентируйте внимание на наличие радиатора и соответствие мощности лампы.

Виды светодиодных ламп

Неправильное подсоединение проводов коммутирующего устройства

Еще одна часто встречаемая причина, почему светодиодная лампа светится после выключения – ошибки в коммутации проводов выключателя.

Проходящий через подсветку электрический ток производит подзарядку конденсаторного устройства. Во время достижения необходимого предела заряда запускается рабочая схема, сопровождаемая кратковременным свечением. Затем происходит режим отключения. По истечении некоторого времени ситуация повторяется вновь.

Недостатком этого режима является то, что у любой лампочки имеется конкретный рабочий ресурс. Он исчисляется количеством коммутаций (включений/отключений). После исчерпания этого ресурса светильник станет неработоспособным. Схожая проблема имеет место с блоками СД-лент небольшой мощности, на входе которых стоит выпрямитель тока и конденсатор. Проходящий по устройству переключения со световой индикацией малый электрический ток даст возможность подзарядиться конденсатору. Поэтому светодиодные лампы могут светиться после выключения или происходят мерцания.

Что делать, если вы установили диодную лампу, а она светится после отключения?

Методы устранения

Простейшим способом устранения неисправности является отсоединение проводников, запитывающих световую индикацию. Убирать эту проводку нужно предварительно сняв крышку коммутирующего устройства.

Если вы выполните это действие, ток, подзаряжающий конденсатор, будет отсутствовать, и лампочка перестанет мерцать при выключенном выключателе.

Цепь питания световой индикации выключателя

Чтобы избежать возникновения такой проблемы, не стоит приобретать выключатель со световой индикацией.
Если вам не обойтись без такого выключателя, а мириться со свечением при выключенном состоянии вы не желаете, то спасет положение параллельно установленный резистор. Поставьте его на необходимом участке электрической цепи – и ток будет течь по пути наименьшего сопротивления сюда, а не через драйвер. Цена этого устройства невелика, и вы сможете его приобрести в каждом магазине радиотехники.

Резистор

Резистор не будет отрицательно действовать на работу светодиодов. Но необходимо учесть тот факт, что при отключенном коммутирующем устройстве световая индикация будет гореть. Резистор также будет потреблять электрический ток, поэтому не стоит забывать о его изоляции. Самостоятельная установка сопротивления – несложный процесс. Нужно убрать плафон, а затем подсоединить контакты резистора в клеммнике сетевых проводников.

Подсоединение резистора

Существует еще один способ устранить свечение лампы. Установите в люстре с несколькими патронами источник света с нитью накаливания (ЛН). Вольфрамовая спираль будет выступать в качестве сопротивления во время отключения коммутирующего устройства.

Этим методом можно быстро решить проблему на короткий срок. Учтите, что ЛН потребляет мощности в 10 раз больше СД-ламп, поэтому вам необходимо будет как можно скорее более внимательно разобраться в ситуации. Иначе экономический аспект применения светодиодных ламп теряется.

Удивительно сложная физика лампочки

Одно из самых глупых утверждений, которое всегда встречается в спорах о естественных и гуманитарных науках — о двух культурах К.П. Знаменитая лекция Сноу заключается в том, что клинический подход, присущий науке, каким-то образом лишает мир красоты и чудес. Это чепуха, потому что верно прямо противоположное: изучение науки о том, как работает Вселенная, на самом деле помогает углубить чувство удивления, которое вы можете найти в, казалось бы, обычных объектах.

Возьмем, к примеру, простую традиционную лампочку накаливания. Это такая базовая технология, что мы принимаем ее почти как должное, но если вы углубитесь в квантовую физику, стоящую за ней, вы обнаружите, что происходит нечто удивительное.

Принцип действия лампочки очень прост: вы пропускаете электрический ток через тонкую нить накала, отчего она нагревается. Горячие предметы излучают свет, поэтому лампочка светится. Чем выше температура, тем интенсивнее свечение и тем более «белый» выходит излучаемый свет, поэтому, если вы достаточно нагреете нить накала, вы получите яркий источник света с длинами волн во всей видимой области спектра.

(Причина появления колбы — высокая температура — нагрев нити до необходимых температур на воздухе вызовет химические реакции, которые быстро разрушат нить. Этого можно избежать, поместив нить в стеклянную колбу с откачанным воздухом. или, в лампах более высокой мощности, заменить инертным газом, например аргоном. Вот почему при помещении лампочки в микроволновую печь иногда возникают холодные мерцающие цвета — газ внутри создает плазму.)

Макс Планк в 1901 году (фото из Викимедиа) рядом с n лампой накаливания и ее спектром.Автор изображения … [+] Чад Орзель.

Свет, излучаемый горячим объектом, называется «излучением черного тела», и он обладает некоторыми интересными простыми свойствами. Цвет света не сильно зависит от свойств нагреваемого материала, только его температура, а спектр света — интенсивность света, излучаемого на разных длинах волн — принимает форму широкого пика, длина волны которого изменяется. расположение довольно простым способом. Вы можете увидеть пример этой формы в этом известном мультфильме xkcd.

Однако этот спектр оказывается на удивление трудным для объяснения. Как я уже упоминал, когда писал о поистине радикальном вкладе Эйнштейна в физику, наиболее очевидный подход к этой проблеме дает катастрофические результаты. Макс Планк смог объяснить спектр в 1900 году, но ему пришлось прибегнуть к отчаянному математическому уловку, присвоив светоизлучающему материалу характерную энергию, зависящую от частоты света. Эту идею Эйнштейн подхватил в 1905 году, представив то, что мы сейчас называем фотонами, для объяснения фотоэлектрического эффекта.И эти модели неизбежно привели к развитию квантовой механики во всей ее красе.

Итак, тот факт, что лампа накаливания светится, напрямую зависит от природы частиц света и волновой природы материи. Этого самого по себе достаточно, чтобы добавить изумления к работе старой лампочки.

Есть немного иронии в том, что квантовая физика начинается с излучения черного тела, потому что сам термин «квант» происходит от представления о том, что энергия приходит в дискретных количествах, и нет ничего явно дискретного в свете от горячего объект.Гораздо более очевидным квантовым типом системы является излучение света отдельными атомами — с 1850-х годов было известно, что атомы определенных элементов поглощают и излучают свет с очень четко определенными длинами волн. Это использовалось для определения элементного состава различных типов звезд и даже для открытия новых элементов — элемент гелий, любимый малышами, любящими воздушные шары, назван в честь бога солнца Гелиоса, потому что он был впервые обнаружен благодаря необъяснимой линия поглощения в спектре Солнца.

Примеры спектров различных типов звезд, показывающие темные линии поглощения, которые астрономы используют … [+] для определения их состава. Изображение из NOAO, через http://apod.nasa.gov/apod/ap010530.html

Дискретные линии поглощения и излучения атомов были полезны, но оставались загадкой до 1913 года, когда Нильс Бор предложил первую квантовую модель атома водорода. В модели Бора электрону в водороде разрешено существовать только на определенных орбитах с четко определенными энергиями, а атомы поглощают излучаемый свет только при перемещении между этими орбитами.Длины волн излучаемого света определяются разницей энергии между орбитами в соответствии с квантовыми правилами, введенными Планком и Эйнштейном. Это прекрасно работает для водорода и обеспечивает концептуальное объяснение спектров других элементов (хотя определение конкретных орбит для других атомов требует добавления некоторых дополнительных постулатов к модели Бора, которые в конечном итоге становятся чем-то вроде барокко).

Однако между этими двумя идеями есть некоторый конфликт. Если атомы поглощают и излучают свет только с дискретными длинами волн, причем определенные длины волн уникальны для каждого элемента, как вы можете получить спектр черного тела от горячего объекта, который не зависит от состава материала, а только от его? температура? Почему лампочка с вольфрамовой нитью не излучает свет другого цвета, чем, скажем, углеродное волокно, которое Эдисон первоначально использовал в своих первых коммерческих лампах?

На каком-то уровне вы можете задействовать сложную физику материалов, чтобы помахать рукой мимо этого.Электроны в твердых объектах занимают широкие энергетические полосы, а не четко определенные состояния (когда у меня будет больше времени, я напишу объяснение этого, продолжая обсуждение ограниченных объектов …), что делает его своего рода правдоподобным. что излучение может иметь более широкий спектр. Однако сложнее объяснить такой объект, как Солнце, который, как известно, представляет собой массу раскаленного газа (нагретого квантовой физикой), а не твердый объект с энергетическими полосами. И все же спектр Солнца очень похож на спектр черного тела для объекта с температурой около 6000 кельвинов, а не на дискретный набор ярких линий, который вы видите в образце газообразного водорода.

Итак, как же перейти от дискретного спектра линий, характерных для конкретного элемента, к широкому спектру черного тела? Что ж, путь невероятный …

Атомы поглощают и излучают свет на дискретных длинах волн, когда они перемещаются между уровнями энергии, но процесс не является полностью монохроматическим — то есть атом, который поглощает и излучает на определенной длине волны, скажем, 100 нанометров (длина волны в ультрафиолетовую область спектра) также может взаимодействовать со светом с длиной волны 500 нм (зеленоватый свет, около середины видимого спектра).Вероятность того, что атом, который хочет поглощать и излучать на длине волны 100 нм, поглощать или излучать свет на длине волны 500 нм, чрезвычайно мала, поэтому вы никогда не задумываетесь об этом, думая об отдельном атоме или диффузном газе атомов.

Если вы говорите о чем-то размером с Солнце или даже размером с нить накала лампочки, вы говорите о количестве атомов, которое почти невообразимо огромно. Нить накала лампочки с массой в несколько граммов содержит примерно 10 000 000 000 000 000 000 000 атомов вольфрама, а количество атомов водорода на Солнце добавило бы к этому количеству еще тридцать с лишним нулей.

Вероятность того, что любой из этих атомов испускает фотон размером 500 нм вместо фотона 100 нм, невероятно мала, но вероятность того, что какой-нибудь атом из этой огромной массы сделает это, довольно высока. И как только это произойдет, у длинноволнового фотона будет гораздо больше шансов выбраться наружу без поглощения, чем у 100-нанометрового фотона, который, вероятно, не пройдет очень далеко, пока его не поглотит другой атом. И этот новый атом имеет крошечный, но ненулевой шанс испустить фотон с длиной волны 500 нм и так далее.

По мере того, как свет медленно выходит из гигантского скопления атомов, фотоны с длиной волны 100 нм, которые атомы любят поглощать и излучать, в конечном итоге преобразуются в более длинноволновые видимые фотоны.Широкий спектр, который мы видим, исходящий от нити накала лампочки или от Солнца, является результатом огромного количества событий, которые по отдельности невероятно маловероятны, но в совокупности неизбежны. И когда вы прорабатываете детали процесса, принимая во внимание энергию, доступную в тепловом движении атомов, в конечном итоге вы получаете спектр черного тела.

Итак, как и будильник на моей прикроватной тумбочке, работа чего-то столь же обычного, как лампа накаливания, оказывается связана с удивительно глубокой и удивительной физикой.Это не только исторически важно как пример явления, положившего начало квантовой физике, но и само поведение, которое привело к квантовому трюку Планка, является результатом причудливой и удивительной квантовой физики.

Вот вам и идея о том, что изучение физики устраняет чувство удивления миром …

(Если вы хотите, чтобы это получилось с помощью целой кучи математики, эта статья 2005 года из American Journal of Physics очень хороша и служит основой для большей части этой статьи.На это мне указали после того, как несколько лет назад вслух поразмышляли над этим процессом в ScienceBlogs.)

Что такое световое излучение. Простой обзор — Oxford Instruments

Свет может производиться материей, находящейся в возбужденном состоянии , и, как мы покажем, возбуждение может исходить от множества источников. Атомы и молекулы, из которых состоит материя, обычно излучают свет с характерной энергией.Излучение света может быть спонтанным или стимулированным.

При спонтанном излучении вещество на достаточно высоком уровне энергии может релаксировать, испуская фотоны с характерной энергией — это процесс, который происходит в пламени или газоразрядных лампах. Вынужденное излучение возникает, когда вещество в возбужденном состоянии возмущается фотоном света и порождает следующий фотон света, обычно с той же энергией и фазой, что и возмущающий фотон. Это явление представляет собой процесс, который вызывает лазерное излучение, когда у вас есть много фотонов с одинаковой длиной волны и синфазными друг с другом.

Излучение черного тела

Тело при данной температуре также излучает характерный спектр света, называемый излучением черного тела . Рассмотрим электрическую нить накала, к которой приложен ток. Когда электрический ток подает энергию на нить накала, и она нагревается, она начинает светиться красным, а по мере того, как становится горячее, становится оранжевой, а затем белой. Процесс, лежащий в основе этого, хорошо известен теоретическому телу, известному как «черное тело». Наша нить накала будет приближаться к черному телу, и по мере того, как нить накала получает энергию от электроэнергии, она пытается уравнять свою энергию с окружающей средой, излучая избыточную энергию.Он делает это, испуская свет, начиная сначала в инфракрасном диапазоне, и по мере того, как нить накаливания нагревается или имеет больше энергии, излучение все больше перемещается в видимый спектр.

Спектральная яркость излучения M в Вт · м-2 нм-1 ср-1 черного тела с температурой T в Кельвинах определяется законом Планка ниже:

Где c — скорость света, h = постоянная Планка и K = постоянная Больцмана

Спектральная освещенность искусственных источников в целом отличается от излучения идеального абсолютно черного тела, но это приближение полезно во многих приложениях, и путем измерения спектрального излучения нагретого тела его температуру можно измерить дистанционно.Например, солнечный свет обусловлен характеристикой излучения черного тела тела при температуре примерно 5800K (см. График ниже):

Источником возбуждения для создания светового излучения может быть множество источников. В таблице ниже приведены некоторые из источников и примеры их использования:

Имя	Источник возбуждения	Примеры использования
Хемилюминесценция	Химические реакции	Аварийное освещение
Катоделюминесценция	Электронный луч	Электронный луч
Сонолюминесценция	Звуковая энергия	Возможные химические реакции
Триболюминесценция	Энергия трения	Повышает уровень светового излучения при открытии резиновых этикеток в темноте.
Биолюминесценция	Биологические процессы	Световое излучение светлячков или некоторых медуз
Термолюминесценция	Тепловая энергия	Используется для археологического датирования
Электролюминесценция	Электрическое напряжение	Источник света в светодиодах
Фотолюминесценция	Фотоны света	Флуоресцентные маркеры

Ускорение свободных заряженных частиц

Свет также может быть произведен путем ускорения свободной заряженной частицы , такой как электрон.Световое излучение известно как тормозное излучение или «тормозное излучение». Эмиссия характерна для рентгеновских эмиссионных трубок, которые работают, ускоряя электроны с помощью высокого напряжения, а затем очень быстро их замедляя, направляя их на металлическую мишень.

Специальная разновидность ускорителей частиц, известных как синхротроны, может использоваться для генерации широкого диапазона световых частот очень высокой мощности для использования при изучении материи. Связанный с этим эффект — черенковское излучение, которое возникает, когда заряженные частицы движутся через среду со скоростью, превышающей скорость света.Это дает характерный синий свет, наблюдаемый в прудах с ядерным топливом.

Узнайте больше о Light Emission в нашем Учебном центре.

Электрические цепи

Эта основная идея исследована через:

Противопоставление взглядов студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

Студенты имеют большой опыт использования бытовой техники, в работе которой используются электрические цепи (фонарики, мобильные телефоны, плееры iPod).Скорее всего, у них возникло ощущение, что вам нужно включить аккумулятор или выключатель питания, чтобы все «работало», и что батареи могут «разрядиться». Они склонны думать об электрических цепях как о том, что они называют «током», «энергией», «электричеством» или «напряжением», причем все эти названия они часто используют как синонимы. Это неудивительно, учитывая, что все эти ярлыки часто используются в повседневном языке с неясным значением. Какой бы ярлык ни использовали учащиеся, они, вероятно, увидят в электрических цепях «поток» и что-то «хранимое», «израсходованное» или и то, и другое.Некоторые повседневные выражения, например о «зарядке батарей», также могут быть источником концептуальной путаницы для учащихся.

В частности, студенты часто видят, что ток равен напряжению, и думают, что ток может храниться в батарее, и этот ток может быть использован или преобразован в форму энергии, такую как свет или тепло.

Есть четыре модели, которые обычно используются учениками для объяснения поведения простой схемы, содержащей батарею и лампочку. Они были описаны исследователями как:

В частности, студенты часто видят, что ток равен напряжению, и думают, что ток может храниться в батарее, и этот ток может быть использован или преобразован в форму энергии, например свет. или тепло.

Есть четыре модели, которые обычно используются учениками для объяснения поведения простой схемы, содержащей батарею и лампочку. Исследователи описали их как:

Четыре модели простых схем
«униполярная модель» — точка зрения, согласно которой на самом деле нужен только один провод между батареей и лампочкой, чтобы в цепи был ток.
«модель сталкивающихся токов» — представление о том, что ток «течет» с обеих клемм батареи и «сталкивается» в лампочке.
«модель потребляемого тока» — представление о том, что ток «расходуется», поскольку он «проходит по цепи», поэтому ток, «текущий по направлению» к лампочке, больше, чем ток, «текущий» от нее обратно к лампочке. аккумулятор.
«научная модель» — точка зрения, что ток одинаков в обоих проводах.

Ежедневный опыт учеников с электрическими цепями часто приводит к путанице в мышлении. Учащиеся, которые знают, что вы можете получить удар электрическим током, если дотронетесь до клемм пустой розетки домашнего освещения, если выключатель включен, поэтому иногда считают, что в розетке есть ток, независимо от того, касаются ли они ее. (Точно так же они могут полагать, что есть ток в любых проводах, подключенных к батарее или розетке, независимо от того, замкнут ли переключатель.)

Некоторые студенты думают, что пластиковая изоляция проводов, используемых в электрических цепях, содержит и направляет электрический ток так же, как водопроводные трубы удерживают и регулируют поток воды.

Исследования: Осборн (1980), Осборн и Фрейберг (1985), Шипстоун (1985), Шипстоун и Ганстон (1985), Уайт и Ганстон (1980)

Научная точка зрения

Термин «электричество» (например, «химия») ) относится к области науки.

Модели играют важную роль, помогая нам понять то, что мы не можем видеть, и поэтому они особенно полезны при попытке разобраться в электрических цепях.Модели ценятся как за их объяснительную способность, так и за их способность к прогнозированию. Однако модели также имеют ограничения.

Модель, используемая сегодня учеными для электрических цепей, использует идею о том, что все вещества содержат электрически заряженные частицы (см. Макроскопические свойства в сравнении с микроскопическими). Согласно этой модели, электрические проводники, такие как металлы, содержат заряженные частицы, которые могут относительно легко перемещаться от атома к атому, тогда как в плохих проводниках, изоляторах, таких как керамика, заряженные частицы перемещать гораздо труднее.

В научной модели электрический ток — это общее движение заряженных частиц в одном направлении. Причина этого движения — источник энергии, такой как батарея, который выталкивает заряженные частицы. Заряженные частицы могут перемещаться только при наличии полного проводящего пути (называемого «контуром» или «петлей») от одного вывода батареи к другому.

Простая электрическая цепь может состоять из батареи (или другого источника энергии), лампочки (или другого устройства, использующего энергию) и проводящих проводов, соединяющих две клеммы батареи с двумя концами лампочки.В научной модели такой простой схемы движущиеся заряженные частицы, которые уже присутствуют в проводах и в нити накала лампочки, являются электронами.

Электроны заряжены отрицательно. Батарея отталкивает электроны в цепи от отрицательной клеммы и притягивает их к положительной клемме (см. Электростатика — бесконтактная сила). Любой отдельный электрон перемещается только на небольшое расстояние. (Эти идеи получили дальнейшее развитие в основной идее «Разбираемся с напряжением»).Хотя фактическое направление движения электронов — от отрицательного к положительному полюсу батареи, по историческим причинам обычно описывают направление тока как от положительного к отрицательному полюсу (так называемый « обычный ток »). ‘).

Энергия батареи хранится в виде химической энергии (см. Главную идею преобразования энергии). Когда он подключен к полной цепи, электроны перемещаются, и энергия передается от батареи к компонентам цепи.Большая часть энергии передается световому шару (или другому пользователю энергии), где она преобразуется в тепло и свет или в какую-либо другую форму энергии (например, звук в iPod). В соединительных проводах очень небольшое количество преобразуется в тепло.

Напряжение батареи говорит нам, сколько энергии она передает компонентам схемы. Это также говорит нам кое-что о том, насколько сильно батарея подталкивает электроны в цепи: чем больше напряжение, тем больше толчок (см. Идею фокусировки Используя энергию).

Критические идеи обучения

Электрический ток — это общее движение заряженных частиц в одном направлении.
Для получения электрического тока необходима непрерывная цепь от одного вывода батареи к другому.
Электрический ток в цепи передает энергию от батареи к компонентам цепи. В этом процессе ток не «расходуется».
В большинстве схем движущиеся заряженные частицы представляют собой отрицательно заряженные электроны, которые всегда присутствуют в проводах и других компонентах схемы.
Батарея выталкивает электроны по цепи.

Исследование: Loughran, Berry & Mulhall (2006)

Количественные подходы к обучению (например, с использованием закона Ома) могут препятствовать развитию концептуального понимания, и их лучше избегать на этом уровне.

Язык, на котором говорят учителя, очень важен. Использование слова «электричество» следует ограничить, поскольку его значение неоднозначно. Говоря о «текущем» токе вместо движения заряженных частиц, можно усилить неверное представление о том, что ток — это то же самое, что и электрический заряд; поскольку «заряд» — это свойство веществ, например масса, лучше называть «заряженные частицы», чем «заряды».

Идея фокуса Введение в научный язык предоставляет дополнительную информацию о развитии научного языка со студентами.

Использование моделей, метафор и аналогий жизненно важно для развития понимания учащимися электрических цепей, потому что для объяснения того, что мы наблюдаем в цепи (например, зажигание лампочки), необходимо использовать научные идеи о вещах, которые мы не можем видеть, например об энергии. и электроны. Поскольку все модели / метафоры / аналогии имеют свои ограничения, важно использовать их множество.Не менее важно четко понимать сходства и различия между любой используемой моделью / метафорой / аналогией и рассматриваемым явлением. Общее ограничение физических моделей (в том числе приведенных ниже) состоит в том, что они подразумевают, что любой заданный электрон перемещается по цепи.

Изучите взаимосвязь между идеями об электричестве и преимуществами и ограничениями моделей в Карты развития концепции — Электричество и магнетизм и модели

Вот некоторые полезные модели и аналогии:

аналог велосипедной цепи — это полезно для развития идеи потока энергии, для отличия этого потока энергии от тока и для демонстрации постоянства тока в данной цепи.Движение велосипедной цепи аналогично движению тока в замкнутой цепи. Движущаяся цепь передает энергию от педали (т. Е. «Аккумулятор») к заднему колесу (т. Е. «Компоненты схемы»), где энергия преобразуется. Эта модель имеет лишь ограниченную полезность и требует от учащегося осознать, что заднее колесо — это компонент, выполняющий преобразование энергии.

модель мармелада — это помогает развить идею о том, что движение электронов в цепи сопровождается передачей энергии.Студенты играют роль «электронов» в цепи. Каждый из них собирает фиксированное количество мармеладов, представляющих энергию, когда они проходят через «батарею», и отдают эту «энергию», когда достигают / проходят через «лампочку». Эти студенческие «электроны» затем возвращаются в «батарею» для получения дополнительной «энергии», которая включает в себя получение большего количества мармеладов.

Еще одно описание этого вида деятельности представлено в виньетке PEEL. Ролевая игра с мармеладом. Эта модель может быть очень мощной, но важным ограничением является представление энергии как субстанции, а не как изобретенной человеческой конструкции.

модель веревки — эта модель помогает объяснить, почему в электрической цепи происходит нагрев. Учащиеся образуют круг и свободно держат непрерывную петлю из тонкой веревки горизонтально. Один ученик действует как «батарея» и тянет веревку так, чтобы она скользила через руки других учеников, «компоненты схемы». Студенты чувствуют, как их пальцы нагреваются по мере того, как энергия преобразуется, когда веревка тянется студенческой батареей

Для получения дополнительной информации о развитии идей об энергии см. Фокусную идею Использование энергии.

модель водяного контура — это часто используется в учебниках, и на первый взгляд кажется моделью, которая легко понятна учащимся; однако важно, чтобы учителя знали о его ограничениях.

В этой модели насос представляет батарею, турбину — лампочку, а водопроводные трубы — соединительные провода. Важно указать учащимся, что этот водяной контур на самом деле отличается от бытового водоснабжения, потому что в противном случае они могут, опираясь на свой повседневный опыт, ошибочно прийти к выводу, например, что электрический ток может вытекать из проводов контура таким же образом, как и вода может вытечь из труб.

Исследование: Лофран, Берри и Малхолл (2006)

Педагогическая деятельность

Открытое обсуждение через обмен опытом

Упражнение POE (прогнозировать-наблюдать-объяснять) — полезный способ начать обсуждение. Дайте ученикам батарейку, лампочку фонарика (или другую лампочку с нитью накала) и соединительный провод. Попросите их угадать, как следует подключить цепь, чтобы лампочка загорелась. Примечание: НЕ предоставляйте патрон лампы. Это должно спровоцировать обсуждение необходимости создания полного контура для тока и пути тока в лампочке.Это задание можно расширить, поощряя студентов использовать другие материалы вместо проводов.

Бросьте вызов существующим идеям

Ряд POE (Прогноз-Наблюдение-Объяснение) можно построить, изменив элементы существующей схемы и попросив учащихся сделать прогноз и обоснование этого прогноза. Например, попросите учащихся предсказать изменения, которые могут произойти в яркости лампочки, когда она подключена к батареям с разным напряжением.

Уточняйте и объединяйте идеи для / путем общения с другими

Попросите учащихся изучить модели и аналогии для электрических цепей, представленных выше.Студенты должны оценить каждую модель на предмет ее полезности для разъяснения представлений об электрических цепях. Студентов также следует поощрять к выявлению ограничений моделей.

Сосредоточьте внимание студентов на недооцененной детали

Попросите студентов изучить работу фонаря и нарисовать картинку, чтобы показать путь тока, когда выключатель замкнут. Студенты должны обсудить или написать о том, что, по их мнению, происходит.

Поощряйте студентов определять явления, которые не объясняются (представленной в настоящее время) научной моделью или идеей.

Попросите студентов перечислить особенности электрической цепи, которые объясняются конкретной моделью / метафорой / аналогией, и особенности, которые не объясняются.

Содействовать размышлению и разъяснению существующих идей

Попросите учащихся нарисовать концептуальную карту, используя такие термины, как «батарея», «электроны», «энергия», «соединительные провода», «лампочка», «электрический ток».

Canon: Технология Canon | Canon Science Lab

Для этого сайта требуется браузер с поддержкой JavaScript.

Свет в естественном мире

Помимо искусственного света, такого как лампы накаливания / люминесцентные лампы для костров и ламп, в мире природы существует множество других форм света.Как вы думаете, как происходят такие световые явления?

Прикосновение к дверной ручке иногда может сопровождаться разрядом статического электричества. Подобные события показывают, что атмосфера наполнена электричеством. Эти явления, производящие свет и звук, называются «атмосферными электрическими явлениями». Молния, полярное сияние и огонь Святого Эльма — вот некоторые примеры. Считается, что блуждающие огоньки и другие странные явления также могут быть связаны с атмосферными электрическими явлениями. Есть даже живые существа, излучающие свет, например светлячки.Свет в природе тоже полон загадок.

Что такое флуоресценция и фосфоресценция?

Вы когда-нибудь поражались светящемуся объекту в темноте? Давайте начнем с изучения флуоресценции и фосфоресценции, которые, вероятно, были источником света, который вы видели. Материалы, которые излучают свет после освещения светом или электрическими лучами, называются флуоресцентными или фосфоресцентными материалами. Флуоресцентный материал используется в люминесцентном освещении и телевизионных электронно-лучевых трубках, фосфоресцентный материал — в циферблатах наручных часов.Эти материалы поглощают свет, а затем излучают его с другой длиной волны. Флуоресценция — это то, что происходит, когда материал поглощает свет, а затем излучает его почти сразу, в течение примерно от 1/1 миллиарда до 1/100 000 секунды, в то время как фосфоресцентные материалы светятся медленнее, от 1/1000 до 1/10 секунды. Флуоресценцию и фосфоресценцию также называют «люминесценцией». Электроны на внешней орбите атомов и молекул, как правило, излучают свет. Электроны иногда получают энергию от внешнего источника, заставляя их прыгать на более высокую орбиту.Когда они позже опускаются до своего исходного энергетического уровня, известного как их «основное» или «нормальное» состояние, разница в энергии между двумя орбитальными (энергетическими) уровнями, которые они падают, будет высвобождена в виде света. («Электромагнитная волна» обычно более точное описание, чем «свет».) Переход на более высокий энергетический уровень называется «возбуждением».

Только два электрона могут вращаться на определенном энергетическом уровне. Это называется принципом исключения Паули. Электроны также вращаются по орбите. Два электрона на уровне энергии обычно вращаются в противоположных направлениях (синглетное состояние), хотя они также могут вращаться в одном направлении (триплетное состояние).При флуоресценции два возбужденных электрона находятся в синглетном состоянии, а при фосфоресценции — в триплетном состоянии. Фосфоресценция излучает свет дольше, потому что электронам требуется больше времени, чтобы перейти в свое прежнее синглетное основное состояние.

Можете ли вы прочитать книгу при свете светлячка?

Хотя свет светлячка похож на флуоресценцию, он совершенно другой. Свет светлячка возникает в результате химической реакции материала. Новые молекулы в высоковозбужденном состоянии образуются, когда материал подвергается воздействию кислорода.Свет будет излучаться при возвращении в нормальное состояние с низкой энергией или основное состояние из возбужденного состояния. (Поскольку тепло не выделяется, это называется «холодным светом».) Материал, известный как люциферин, в телах светлячков окисляется под действием фермента люциферазы.

Вот почему светлячки светятся при вдохе и расширяют брюшко. Спектр зеленоватого света, излучаемого светлячками, не является широким непрерывным спектром, как у электрической лампы, но вы, безусловно, можете разобрать слова в книге, когда они приблизятся.

Свет светлячка играет важную роль в неожиданных местах. Один из примеров — генетическая рекомбинация. Чтобы проверить, правильно ли ДНК, включающая недавно вставленный ген, вошла в ядро клетки, также вставляется ген, продуцирующий люциферазу. Тусклое свечение, возникающее при нанесении люциферина, является доказательством того, что новый ген был правильно встроен.

Жутко ли светятся корабли темными ночами?

Моряки были свидетелями загадочного явления еще в те времена, когда парусные корабли были единственным средством передвижения по морю.Столкнувшись с бурями и сильными грозами, они иногда видели что-то, похожее на бледный огонь, горящий на конце мачты. Считая это знаком Божьего благословения, они назвали явление «Огонь Святого Эльма» в честь покровителя моряков. Его также можно увидеть на церковных шпилях, горных вершинах, на концах антенн и в других подобных местах. Теперь мы знаем, что Огонь Святого Эльма вызван разностью электрических потенциалов в атмосфере.

Искра будет прыгать между плюсовым и минусовым электродами, расположенными на определенном расстоянии, при увеличении приложенного к ним напряжения.Если вы присмотритесь, вы заметите, что секция с высоким электрическим полем будет излучать слабый свет (коронный разряд) до того, как вспыхнет искра. Огонь Святого Эльма — это коронный разряд, который возникает, когда грозовые облака вызывают внезапное увеличение разности электрических потенциалов в атмосфере. Коронный разряд возникает при разности электрических потенциалов около 100 В на сантиметр.

При напряжении около 1000 В возникает огонь Святого Эльма и другие явления, а при напряжении 10000 В или более возникает искровой разряд, в том числе молния.Коронный разряд особенно легко возникает на кончике длинных предметов, направленных вверх в атмосферу, когда в них протекает ток точечного разряда.

Статическое электричество молнии с отношением?

Молния — это электрический разряд, вызванный разностью электрических потенциалов в атмосфере. Грозовые облака (кучево-дождевые) образуются сильными восходящими потоками. Водяной пар, поднимающийся в небо, конденсируется в капли воды, а затем замерзает в кристаллы льда.Тяжелые кристаллы льда, которые начинают падать с вершины грозовой тучи, сливаются с другими кристаллами льда и каплями воды, продолжая спускаться в град.

В этот момент постепенно растущие кристаллы льда и падающий град начинают сталкиваться друг с другом. Некоторые молекулы воды в этих кристаллах льда и граде ионизируются в ионы H ⁺ и OH ^—. По сравнению с большими ионами OH ^—, маленькие ионы H ⁺ более подвижны, а те, которые имеют более высокую температуру, еще более подвижны.Когда низкотемпературные кристаллы льда и град при немного более высокой температуре трутся друг о друга, ионы H ⁺ переходят на кристаллы льда из высокомобильного града.

В результате восходящие кристаллы льда становятся положительно заряженными, а нисходящий град — отрицательно заряженным, вызывая накопление положительного заряда наверху и отрицательного заряда в середине грозовой тучи. В части грозового облака с температурой воздуха выше -10ºC и близко к земле капли воды прилипают к поверхности града, образуя слой воды.Теперь в граде находятся ионы H ⁺, а в поверхностных водах — ионы OH ^— с низкой подвижностью.

Когда град в этом состоянии поражает кристаллы льда, кристаллы льда отделяют слой воды с ионами OH ^— на поверхности града, а затем поднимаются вверх, оставляя оставшийся град с положительным зарядом. Таким образом, внутренности грозовых облаков превращаются в нечто вроде электростанции с положительным, отрицательным и положительным слоями. Внутри этой электростанции протекает напряжение в сотни миллионов вольт и мгновенный электрический ток в десятки тысяч ампер.Когда этот ток течет, возникают чрезвычайно высокие температуры, потому что электрическому току свойственно трудно проходить через атмосферу. Свет, создаваемый в результате нагрева, выглядит как молния.

Являются ли полярные сияния световым шоу?

Полярные сияния можно наблюдать около северного и южного магнитных полюсов. Это разноцветные завесы света, появляющиеся в небе на расстоянии от 100 до 1000 км. Полярное сияние возникает, когда заряженные высокоэнергетические электроны и протоны, основные компоненты солнечного ветра, приходящие от Солнца, погружаются в атмосферу вдоль силовых линий магнитного поля на северном и южном полюсах и сталкиваются с атомами азота и кислорода.

Зеленый свет (длина волны 558 нм), излучаемый возбужденными атомами кислорода, отчетливо виден на высоте от 100 км до 200 км. На еще большей высоте можно наблюдать свет с длиной волны 391 нм, излучаемый атомами азота. Этот свет представляет собой калейдоскоп цветов, которые варьируются в зависимости от атомов и молекул водорода, кислорода и азота в атмосфере. Полярные сияния наблюдаются на Северном и Южном полюсах, потому что Земля похожа на один гигантский магнит с Северным полюсом на Южном полюсе и Южным полюсом на Северном полюсе, притягивающим заряженные частицы.

509 Превышен предел пропускной способности

509 Превышен предел пропускной способности Сервер временно не может обслуживать ваш запрос из-за того, что владелец сайта достиг своего ограничение пропускной способности.Пожалуйста, повторите попытку позже.

Явления, связанные со светом — обзор

9.3.2 Оптические иммуносенсоры

Поскольку почти все оптические явления на чувствительных поверхностях (например, адсорбция, флуоресценция, люминесценция, показатель рассеяния или преломления и т. Д.) Могут быть использованы для конструкций биохимических датчиков, оптических иммуносенсоров считаются одной из самых многообещающих альтернатив традиционным иммуноанализам в клинической диагностике и анализе окружающей среды. В последние годы наблюдается усиление тенденции к использованию методов оптического преобразования в иммуносенсорных технологиях из-за преимуществ применения видимого излучения, неразрушающего режима работы и быстрой генерации и считывания сигналов [1, 125–126].Оптические иммуносенсоры можно разделить на два типа подходов: прямые оптические иммуносенсоры и непрямые иммуносенсоры в зависимости от использования меченых сигнальных молекул.

Поверхностный плазмонный резонанс (SPR) в качестве прямого и надежного оптического преобразователя обычно основан на затухающей волне, в которой тонкий слой золота обычно наносится на призму, служащую оптически более редкой средой [127–128]. Не требующие дополнительных этикеток и этапов разделения, прямые иммуносенсоры SPR оказались мощными аналитическими инструментами для быстрого мониторинга иммунологических мишеней в режиме реального времени.Шофилд и Диммок разработали систему SPR в сочетании с проточной системой для обнаружения вируса гриппа с использованием полимерной матрицы карбоксилированного декстрана для связывания моноклональных антител к HC10 [129]. Чтобы подтвердить возможность использования иммуносенсора SPR в качестве инструмента для диагностики диабета I типа, Choi et al. модифицировал смешанные SAM на оптическом субстрате, обеспечивая обнаружение иммуноответа на моноклональные антитела декарбоксилазы против глутаминовой кислоты [130]. Более того, анализ белков, связывающих жирные кислоты, имеет потенциал применения в клиническом анализе для диагностики инфаркта миокарда.Прямой оптический иммуносенсор на основе SPR был разработан для обнаружения связывающего жирные кислоты белка сердца человека с пределом обнаружения 200 нг / мл ^-1 [131]. Высокочувствительные иммуносенсоры на основе SPR, использующие самоорганизующийся белок G, также успешно применялись для обнаружения микробов, таких как Salmonella typhimurium и Legionella pneumophila [132–133]. Что еще более важно, коммерчески доступны несколько инструментальных систем, использующих технологию SPR, например, система BIAcore ^™ от Pharmacia Biosensor, система Iasys ^™ от Affinity Sensors и так далее.Тем не менее, в настоящее время для этих устройств SPR все еще существуют некоторые нерешенные проблемы, такие как неспецифическая адсорбция и низкая аналитическая чувствительность к аналитам с низкой молекулярной массой.

Флуоресцентные иммуноферментные датчики в качестве флуоресцентных устройств полного внутреннего отражения продолжают зарекомендовать себя как еще один многообещающий тип чувствительного и селективного метода оптического иммуноанализа, в котором иногда используются метки [134]. Когда флуоресцентно меченные антитела или антигены прикрепляются к поверхности преобразователя и попадают в затухающее поле, падающий свет будет возбуждать флуоресцентные молекулы, создавая флуоресцентный затухающий волновой сигнал, который необходимо обнаружить.Оптоволоконная иммуносенсорная система путем усиления или гашения флуоресценции не требует разделения, реагентов и применима для определения различных белков с помощью реакций антиген-антитело [134–138]. Maragos et al. описал разработку основанного на поляризации флуоресценции конкурентного иммуноанализа для определения фумонизинов кукурузы с использованием моноклональных антител, специфичных к фумонизину [135]. Набор иммуносенсоров на основе флуоресценции для одновременного определения нескольких клинических аналитов был разработан Rowe et al. [137]. В их исследовании узорчатый массив распознающих элементов был иммобилизован на планарном волноводе для «захвата» аналитов из образцов для количественного определения с помощью молекул флуоресцентного детектора. Более того, в последние годы квантовые точки как наиболее подходящие флуоресцентные метки получили все большее применение для разработки флуоресцентных иммуносенсоров из-за их высокого квантового выхода флуоресценции и чувствительности к изменениям окружающей среды при связывании белков. Aoyagi et al. предложил регенерируемый портативный оптический иммуносенсор без реагентов для сверхчувствительного обнаружения модельного образца IgG на основе изменений интенсивности флуоресценции флуоресцентного белка А, меченного квантовыми точками [138]. Антитело для распознавания лейкозных клеток было прикреплено к наночастице, допированной люминофором, с помощью химии кремнезема, в результате чего был получен метод визуализации оптической микроскопии для идентификации лейкозных клеток [139]. Экспериментальные результаты в этом отчете показали, что новый метод с использованием покрытых антителом наночастиц люминофора может позволить легко и четко идентифицировать лейкозные клетки с высокой эффективностью.

Хемилюминесцентные датчики также широко применялись в рутинных клинических анализах, а также в биомедицинских исследованиях благодаря преимуществам отсутствия радиоактивных отходов, простоте оборудования, низкому пределу обнаружения и широкому динамическому диапазону [14, 140–144]. Хемилюминесцентный иммуносенсор на углеводный антиген 19-9 (CA19-9) был описан Lin et al., с CA19-9, иммобилизованным на поперечно сшитой хитозановой мембране [141]. Снижение хемилюминесцентного сигнала иммуносенсора было пропорционально концентрации CA19-9 в диапазоне 2.0–25 Ед. Мл ^–1, с пределом обнаружения 1.0 Ед. Мл ^–1. Pandian et al. разработал автоматический хемилюминометрический иммуноанализ для измерения ХГЧ [142]. Было продемонстрировано, что иммуноанализ может облегчить изучение полезности ХГЧ для скрининга синдрома Дауна, раннего выявления беременности и дифференциации инвазивной трофобластической болезни от неинвазивной. Оптический микробиосенсор был недавно разработан для диагностики вируса гепатита С (ВГС) с использованием новой методологии фотоиммобилизации, основанной на фотоактивируемой электрогенерированной полимерной пленке [143].В данном случае иммуносенсор, использующий фотохимически модифицированное оптическое волокно, был протестирован для определения антител против белка E ₂ посредством реакции хемилюминесценции. Другое опубликованное исследование представило использование электрогенерированной хемилюминесценции люминола в гомогенном иммуносенсоре, где дигоксин метили люминолом через конъюгат люминол-БСА-дигоксин [144]. Был продемонстрирован приготовленный хемилюминесцентный иммуносенсор в конкурентном формате, позволяющий обнаруживать свободный дигоксин с концентрацией до 0.3 мкг л ^-1.

свет | Определение, свойства, физика, характеристики, типы и факты

Свет , электромагнитное излучение, которое может быть обнаружено человеческим глазом. Электромагнитное излучение происходит в чрезвычайно широком диапазоне длин волн, от гамма-лучей с длинами волн менее примерно 1 × 10 ⁻¹¹ метра до радиоволн, измеряемых в метрах. В пределах этого широкого спектра длины волн, видимые человеку, занимают очень узкую полосу, от примерно 700 нанометров (нм; миллиардных долей метра) для красного света до примерно 400 нм для фиолетового света.Спектральные области, прилегающие к видимому диапазону, часто также называют светом, инфракрасным с одного конца и ультрафиолетовым с другого. Скорость света в вакууме — фундаментальная физическая константа, принятое в настоящее время значение которой составляет точно 299 792 458 метров в секунду, или около 186 282 миль в секунду.

видимый спектр света
Когда белый свет распространяется призмой или дифракционной решеткой, появляются цвета видимого спектра. Цвета различаются в зависимости от длины волны.У фиолетового цвета самые высокие частоты и самые короткие длины волн, а у красного — самые низкие частоты и самые длинные волны.
Британская энциклопедия, Inc.
Британская викторина
27 правильных или ложных вопросов из самых сложных викторин «Британника»
Что вы знаете о Марсе? Как насчет энергии? Думаете, будет проще, если вам придется выбирать только истину или ложь? Узнайте, что вы знаете о науке, с помощью этой сложной викторины.
Нет однозначного ответа на вопрос «Что такое свет?» удовлетворяет множество контекстов, в которых свет переживается, исследуется и используется. Физика интересуют физические свойства света, художника — эстетическая оценка визуального мира. Через зрение свет является основным инструментом восприятия мира и общения в нем. Свет от Солнца согревает Землю, определяет глобальные погодные условия и запускает поддерживающий жизнь процесс фотосинтеза.В самом большом масштабе взаимодействие света с материей помогло сформировать структуру Вселенной. Действительно, свет открывает окно во Вселенную, от космологического до атомного масштаба. Практически вся информация об остальной Вселенной достигает Земли в виде электромагнитного излучения. Интерпретируя это излучение, астрономы могут заглянуть в самые ранние эпохи Вселенной, измерить общее расширение Вселенной и определить химический состав звезд и межзвездной среды.Подобно тому, как изобретение телескопа резко расширило возможности исследования Вселенной, изобретение микроскопа открыло замысловатый мир клетки. Анализ частот света, излучаемого и поглощаемого атомами, был основным стимулом для развития квантовой механики. Атомная и молекулярная спектроскопия по-прежнему является основным инструментом для исследования структуры вещества, обеспечивая сверхчувствительные тесты атомных и молекулярных моделей и способствуя изучению фундаментальных фотохимических реакций.
Солнце
Солнце светит из-за облаков.
© Matthew Bowden / Fotolia
Свет передает пространственную и временную информацию. Это свойство лежит в основе оптики и оптической связи, а также множества связанных технологий, как зрелых, так и новых. Технологические приложения, основанные на манипуляциях со светом, включают лазеры, голографию и волоконно-оптические телекоммуникационные системы.
В большинстве повседневных обстоятельств свойства света могут быть получены из теории классического электромагнетизма, в которой свет описывается как связанные электрические и магнитные поля, распространяющиеся в пространстве как бегущая волна.Однако этой волновой теории, разработанной в середине 19 века, недостаточно для объяснения свойств света при очень низких интенсивностях. На этом уровне необходима квантовая теория для объяснения характеристик света и объяснения взаимодействий света с атомами и молекулами. В своей простейшей форме квантовая теория описывает свет как состоящий из дискретных пакетов энергии, называемых фотонами. Однако ни классическая волновая модель, ни классическая модель частиц не описывает правильно свет; свет имеет двойственную природу, которая раскрывается только в квантовой механике.Этот удивительный дуализм волна-частица присущ всем основным составляющим природы (например, электроны имеют как частицы, так и волновые аспекты). С середины 20 века физики считают завершенной более полную теорию света, известную как квантовая электродинамика (КЭД). КЭД сочетает в себе идеи классического электромагнетизма, квантовой механики и специальной теории относительности.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишись сейчас
Эта статья посвящена физическим характеристикам света и теоретическим моделям, которые описывают природу света. Его основные темы включают введение в основы геометрической оптики, классические электромагнитные волны и эффекты интерференции, связанные с этими волнами, а также основополагающие идеи квантовой теории света. Более подробные и технические презентации этих тем можно найти в статьях оптика, электромагнитное излучение, квантовая механика и квантовая электродинамика. См. Также относительность , чтобы узнать, как рассмотрение скорости света, измеренной в различных системах отсчета, имело решающее значение для развития специальной теории относительности Альберта Эйнштейна в 1905 году.
Теории света на протяжении истории
Теории света в древности world
Хотя есть явные доказательства того, что простые оптические инструменты, такие как плоские и изогнутые зеркала и выпуклые линзы, использовались рядом ранних цивилизаций, древнегреческим философам обычно приписывают первые формальные предположения о природе света.Концептуальные препятствия, связанные с различением человеческого восприятия визуальных эффектов и физической природы света, препятствовали развитию теорий света. Созерцание механизма зрения доминировало в этих ранних исследованиях. Пифагор ( c. 500 до н. Э.) Предположил, что зрение вызывается визуальными лучами, исходящими из глаза и поражающими объекты, тогда как Эмпедокл ( c. 450 до н. Э.), По-видимому, разработал модель зрения, в которой свет излучается обоими предметы и глаз.Эпикур ( c. 300 до н. Э.) Считал, что свет излучается источниками, отличными от глаза, и что зрение создается, когда свет отражается от объектов и попадает в глаз. Евклид ( c. 300 до н. Э.) В своей работе Optics представил закон отражения и обсудил распространение световых лучей по прямым линиям. Птолемей ( c. 100 гг. Н. Э.) Предпринял одно из первых количественных исследований преломления света при его переходе от одной прозрачной среды к другой, составив таблицы пар углов падения и передачи для комбинации нескольких сред.
Пифагор
Пифагор, портретный бюст.
© Photos.com/Jupiterimages
С упадком греко-римского царства научный прогресс переместился в исламский мир.

Горит электрическая лампа какое это явление: горит электрическая лампа.это световое,электрическое или тепловое явление?

100 ballov.kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛАМПОЧКА — 100 ВЕЛИКИХ ИЗОБРЕТЕНИЙ

7.2. Открытие вольтовой дуги. Дуговые электрические лампы

7.2. Открытие вольтовой дуги. Дуговые электрические лампы

Презентация для дошкольников «Почему загорается лампочка»

Почему лампочка горит в полнакала: тусклый свет от гирлянд

Почему лампа горит тускло

Светодиодные лампы – особенности устройства

Из-за выключателя при выключенном свете светится светодиодная лампочка

Cвечению лампы при отключенной нагрузке

Лампы светодиодные светятся после выключения: устранение неисправности

Почему светится или мигает лампа

Светильник горит после выключения – варианты решения проблемы

Используем свечение на благо

Как решить проблему тусклого света

Рекомендации по выбору диодной лампы

Почему моргает свет? Причины и способы их решения

Неисправность светильника

Неисправность электропроводки

Другие причины

Светодиодная лампа светится после выключения — причины и меры устранения

На что необходимо обращать внимание при покупке LED-лампы

Неправильное подсоединение проводов коммутирующего устройства

Методы устранения

Удивительно сложная физика лампочки

Что такое световое излучение. Простой обзор — Oxford Instruments

Электрические цепи

Противопоставление взглядов студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

Научная точка зрения

Критические идеи обучения

Педагогическая деятельность

Открытое обсуждение через обмен опытом

Бросьте вызов существующим идеям

Уточняйте и объединяйте идеи для / путем общения с другими

Сосредоточьте внимание студентов на недооцененной детали

Поощряйте студентов определять явления, которые не объясняются (представленной в настоящее время) научной моделью или идеей.

Содействовать размышлению и разъяснению существующих идей

Canon: Технология Canon | Canon Science Lab

Свет в естественном мире

Что такое флуоресценция и фосфоресценция?

Можете ли вы прочитать книгу при свете светлячка?

Жутко ли светятся корабли темными ночами?

Статическое электричество молнии с отношением?

Являются ли полярные сияния световым шоу?

509 Превышен предел пропускной способности

Явления, связанные со светом — обзор

9.3.2 Оптические иммуносенсоры

свет | Определение, свойства, физика, характеристики, типы и факты

Теории света на протяжении истории

Теории света в древности world

Share This Story, Choose Your Platform!

Related Posts

Насморк при прорезывании зубов у детей: причины, симптомы и лечение

Как развивать ребенка в 10 месяцев: игры и занятия для малыша

Во сколько месяцев можно ставить мальчиков в ходунки: оптимальный возраст и безопасность использования

УЗИ брюшной полости у детей: подготовка, проведение и расшифровка результатов

Когда и как вводить прикорм грудному ребенку: рекомендации педиатров

Leave A Comment Отменить ответ