Ученые ПНИПУ раскрыли тайны света и объяснили его свойства и технологии Li-Fi

16 мая мир отмечает Международный день света. Ученые из Пермского Политеха поделились подробностями о том, почему свет движется быстрее любой материи, как функционируют лампы накаливания и многие другие интересные аспекты. Информацию об этом предоставила пресс-служба образовательного учреждения в разговоре с Газетой.Ru.

Свет является частью электромагнитного спектра, в который также входят радиоволны, рентгеновское, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения. Человеческий глаз способен воспринимать лишь узкий диапазон волн длиной от 380 до 750 нанометров.

«Все, что выходит за пределы этого диапазона, остается невидимым для нас, так как у нас не имеется биологических рецепторов для их восприятия», — пояснил профессор кафедры «Общая физика» ПНИПУ, доктор физико-математических наук Виктор Криштоп.

По словам ученого, свет демонстрирует как волновые, так и корпускулярные характеристики. Например, проходя через две щели, он формирует интерференционные полосы, что указывает на волновую природу, а при взаимодействии с детектором фиксируется как отдельный фотон.

Скорость света в вакууме составляет приблизительно 300 тысяч километров в секунду и считается предельной для всей Вселенной. Любой объект с массой не способен достичь этой скорости, так как для ускорения требуется все больше энергии.

«В ускорителях частиц протоны могут достигать 99,9999% скорости света, однако 100% они никогда не достигают», — добавил Виктор Криштоп.

В то же время в веществах свет движется медленнее. Например, в бриллианте скорость света снижается примерно в 2,5 раза из-за постоянного взаимодействия фотонов с атомами среды.

Ученый также напомнил, что ультрафиолетовое излучение может повреждать ДНК клеток и вызывать ожоги. В то время как инфракрасное излучение воспринимается как тепло и применяется в медицине для прогревания тканей.

Несмотря на широкое распространение светодиодов, традиционные лампы накаливания продолжают работать при экстремально высоких температурах. Вольфрамовая нить внутри них нагревается до 2500–2700 градусов Цельсия, что сопоставимо с температурой поверхности некоторых красных карликов.

Еще одной многообещающей технологией, о которой говорят специалисты, является Li-Fi — система передачи данных с помощью света. В этой системе светодиод мигает миллиарды раз в секунду, а приемник расшифровывает эти вспышки как информацию.

«Li-Fi уже тестируется в аэропортах и подводных системах передачи данных; в ближайшие годы технология может найти применение в умных офисах и беспилотном транспорте», — отметил Виктор Криштоп.

Отсутствие света, по словам ученых, может негативно сказаться на здоровье человека. После месяца полной темноты нарушаются биоритмы, ухудшается качество сна, снижается иммунитет и увеличивается риск депрессии.

«Без смены дня и ночи нарушается выработка мелатонина и кортизола, что может приводить к бессоннице, тревожности и проблемам с памятью», — добавил старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук Валерий Литвинов.

Специалисты рекомендуют проводить на дневном свете не менее 30–60 минут в день, а для домашнего использования выбирать лампы с теплым или нейтральным светом в диапазоне 2700–4000 Кельвинов, поскольку они считаются наиболее комфортными для глаз.

Читайте также: