количественные определения величин, характеризующих Оптическое излучение (свет в широком смысле слова), оптические свойства материалов (прозрачность, отражательную способность) и пр. С. и. производятся приборами, в состав которых входят Приёмники света. В простейших случаях в диапазоне видимого света приёмником, с помощью которого оцениваются световые величины, служит человеческий глаз. Подробно о С. и. см. в ст. Фотометрия.

зрительное ощущение, возникающее в глазу, и видимое излучение, вызывающее такое ощущение. Это как бы две стороны одного явления - субъективная и физическая. Первой посвящена статья ГЛАЗ, а второй - статьи ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ; ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ; ОПТИКА; ФИЗИКА. Ниже дается краткий очерк истории развития представлений о природе света. (Эти представления столь важны для всего хода развития физики, что для полного изложения данного вопроса пришлось бы, пожалуй, написать историю физики.)

Ранние представления. О том, что такие представления, дошедшие до нас из древних времен, возникли на очень ранней стадии развития человечества, свидетельствуют как их примитивность, так и их разнообразие. От греков, а также индусов дошли утверждения о том, что зрение есть нечто исходящее из глаза и как бы ощупывающее предметы, но также и другие теории, согласно которым свет представляет собой поток вещества, исходящий от видимого предмета. Среди этих гипотез ближе всего к современным представлениям точка зрения Демокрита из Абдеры (5 в. до н.э.). Он учил, что свет - это поток частиц, обладающих определенными физическими свойствами, к которым не относится цвет (ощущение цвета возникает уже как следствие вхождения в глаз света). Он писал: "Сладость существует как условность, горечь - как условность, цвет - как условность; в реальности существуют лишь атомы и пустота".

Позднее платоники дали весьма сложное объяснение сущности зрения, основанное на гипотезе о трех потоках частиц, исходящих из Солнца, предмета и глаза, сливающихся воедино и возвращающихся в глаз. Положительным в этой теории было то, что признавалась необходимость источника света; однако она не привела ни к каким значительным научным выводам, и, по-видимому, новых идей не возникало до 11 в., когда знаменитый арабский ученый Альхазен (аль-Хасан), теории которого лежат в основе современных представлений об устройстве и функциях глаза, вернулся к мысли, что источником света служит светящийся предмет.

В средние века с возрождением наук в Европе пришло понимание того, что правильно объяснить физическое явление можно, лишь полностью изучив происходящее, и этот новый дух науки вызвал особый интерес к оптическим экспериментам. Одновременно с изобретением очков, микроскопа и телескопа в эти же века ученые, такие, как Р.Бэкон, Леонардо да Винчи, Й.Кеплер, Г.Галилей и Р.Декарт, пытались понять физические законы, описывающие истинную природу света. По-видимому, все, кроме Декарта, придерживались эмиссионной теории Альхазена. Декарту же мы обязаны понятием "светоносного эфира" (1637) - бесконечно упругой среды, заполняющей все пространство и передающей свет как некое давление. В начале 20 в. эта концепция была оставлена, но лишь после сотни лет интенсивной разработки, в течение которых она порождала весьма глубокие и долгоживущие гипотезы.

Опыты Ньютона. В 1666 приступил к экспериментальному изучению природы цвета И.Ньютон. Его выводы, представленные в ряде сообщений Королевскому обществу, произвели глубокое впечатление на научные круги Европы, опровергнув ряд хитроумных гипотез и впервые четко обозначив те фундаментальные вопросы, на которые следовало ответить. В итоге Ньютон создал теорию цвета в том виде, в каком она существует по сей день. Согласно его теории, белый свет есть смесь всех цветов, а предметы кажутся цветными, поскольку отражают в глаз наблюдателя одни компоненты белого цвета более интенсивно, нежели другие. Все это, как и множество других идей, было не просто изложено, но и подтверждено многочисленными искусными и точными экспериментами, результаты которых предвосхищали и отметали все возможные возражения. Даже сегодня серьезное изучение проблем цвета лучше всего начинать с внимательного прочтения "Оптики" Ньютона, впервые опубликованной в 1704; своими общими научными замечаниями особенно интересно ее 4-е издание (1728).

Однако для понимания природы света полученные Ньютоном экспериментальные результаты мало что давали, и здесь он оказался не столь удачлив. Он отверг предположения таких ученых, как Гук и Гюйгенс, основанные на более ранних догадках Декарта о том, что свет представляет собой некие возмущения типа волн (точнее, последовательности импульсов) в светоносном эфире. Между тем эта теория была способна хотя бы качественно объяснить явления интерференции и дифракции света. Ньютон же ошибочно полагал, что ей противоречат явление поляризации света и то обстоятельство, что непрозрачные предметы отбрасывают резкие тени. Его собственная гипотеза состояла в том, что свет - это поток частиц; он вообще не находил объяснения явлению поляризации, а явление интерференции (которое одним из первых начал экспериментально изучать) туманно объяснял "трудным и легким преломлением". Огромный авторитет Ньютона обеспечил господство этих взглядов на протяжении многих лет после его кончины.

Волновая теория. Лишь в начале 19 в. Т.Юнг в Англии и О.Френель во Франции создали детальную волновую теорию света, способную ответить на возражения Ньютона, а также просто и убедительно объяснить почти все известные в то время оптические явления. Математическая волновая теория Френеля и его последователей лежит в основе современной теоретической оптики, хотя и представляет собой просто теорию волнового движения. Она не нуждается в гипотезах относительно того, в какой среде происходит движение. Однако физика на протяжении всего 19 в. пыталась найти ответ на этот вопрос. Но при разработке чисто механической теории распространения волн в эфире возникла трудность: для объяснения поляризации света требовалось, чтобы световые волны были поперечными (подобно волнам, бегущим по веревке). Всякая среда, в которой могут распространяться поперечные колебания, должна обладать определенной жесткостью; это требование не удавалось согласовать со свойствами пустого пространства. Огромные усилия в этом направлении, в том числе использование самых мощных из существовавших тогда методов математического анализа, оказались тщетными. Всякая объединенная модель эфира, света и атомов, в которой эфир не оказывал бы воздействия на поведение атомов, давала следствия, которые опровергались экспериментом.

Максвелл. У истоков другого пути поисков природы света лежало открытие Дж.Максвелла, сделанное в 1861 и состоявшее в том, что световые явления связаны с электричеством и магнетизмом. Поначалу эфир рассматривался Максвеллом как сложная механическая система, действие которой проявляется в электрических и магнитных силах, но подчиняется законам механики. На основе уравнений, описывающих этот механизм, Максвелл установил возможность существования электромагнитного поля, способного отделяться от порождающих его зарядов и токов и уже независимо от них распространяться в пространстве с постоянной скоростью 310 745 км/с. Хотя Максвелл не занимался непосредственно построением теории света, совпадение этого числа с величиной скорости света, среднее значение которой по имевшимся тогда данным составляло 311 215 км/с, показалось ему крайне удивительным. (Результаты современных измерений дают 299 792 км/с, что согласуется с расчетами на основе уравнений Максвелла.) 10 декабря 1861 он писал своему другу У.Томсону (впоследствии лорду Кельвину): "Я составлял и решал уравнения, даже не подозревая, что скорость распространения магнитных эффектов может быть близка к скорости света, а потому, думаю, у меня есть основания полагать, что магнитная и светоносная среды идентичны".

Однако самой большой заслугой Максвелла было, пожалуй, то, что он сразу же понял: механическая модель не очень существенна для сделанных выводов. В его более поздней работе эти выводы представлены в их современном виде как соотношения между электрическими и магнитными величинами, остающиеся верными независимо от механического объяснения. Г.Герц показал на опыте, что теория Максвелла количественно верна при описании процессов испускания, распространения и поглощения излучения. Эти открытия сделали задачу сторонников эфира еще более сложной, т.к. теперь им следовало дать объяснение не только явлению света, но и электромагнитным явлениям. См. также ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
.

Квантовая теория. Теория относительности Эйнштейна появилась в 1905 и в удивительно короткий срок, учитывая ее радикальный характер, завоевала всеобщее признание. Отчасти это произошло потому, что теория относительности, благодаря глубокой связи с экспериментальными фактами, продемонстрировала, что теорию эфира следует отбросить. Хотя теория Эйнштейна и не давала ответа на фундаментальный вопрос, каким образом распространяется свет, оставляя проблему почти в том же виде, как и во времена Юнга и Френеля, она выбила почву из-под разного рода теорий эфира, доказав, что для данного вопроса нет механистического решения. См. также ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ
.

Когда теория эфира вступала в свою последнюю фазу, столь же фундаментальное и плодотворное замешательство возникло в другой области физики. Еще в 1887 в ходе экспериментальной проверки теории Максвелла Герц был озадачен явлением фотоэффекта (испусканием отрицательных электрических зарядов с поверхности металла под действием света). К 1902 стало очевидно, что теория Максвелла совершенно неверно предсказывает число и энергию электронов, испускаемых при фотоэффекте. Опираясь на высказанную ранее Планком идею, Эйнштейн в 1905 предложил очень простое объяснение фотоэффекта: свет падает на поверхность металла в виде потока частиц (возрождение представлений Ньютона), энергия которых пропорциональна частоте света, и каждая из них выбивает с поверхности один электрон. Пропорциональность энергии частоте записывается в виде E = h?, где E - энергия, . - частота падающего света, а h - универсальный коэффициент пропорциональности, называемый постоянной Планка. Существование дискретных порций энергии, названных квантами, а позднее фотонами, было экспериментально подтверждено в последующее десятилетие. Предложенное Эйнштейном соотношение выполнялось с высокой точностью и нашло свое место в квантовой теории, когда ее впервые применил к строению атома Н.Бор (1912). См. также КОМПТОНА ЭФФЕКТ; ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ; КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.

Однако долгое время физический смысл гипотезы Эйнштейна оставался неясным. Очевидно, что говорить о длине волны как о характеристике механической частицы означало бы смешивать электромагнитные и механические свойства, как это было в 19 в. Очевидно также, что интерференцию света от двух щелей невозможно объяснить каким-либо взаимодействием частиц, поскольку частица должна пройти либо через одну, либо через другую щель, и влиять на ее движение обе щели не могут.

Эти и многие подобные вопросы почти 20 лет тревожили сторонников квантовой теории, вздохнувших с облегчением лишь с появлением в 1925 ее современного варианта. Решение было простым, изящным и полностью согласовалось с экспериментом: свет представляет собой волну, но не механическую, пока не происходит обмен энергией с веществом. Переход энергии от света к веществу или от вещества к свету подчиняется соотношению E = h?. Данное соотношение является математическим следствием теории, которая предсказывает, что то же самое справедливо для волны любой природы, например звуковой. В обыденном же опыте дискретность испускания и поглощения энергии не обнаруживается по той причине, что энергия квантов, как правило, мала и лишь поток большого их числа может вызвать зрительное ощущение. (Например, нормальный человеческий глаз, полностью адаптированный к темноте, едва воспринимает освещенность, соответствующую попаданию в глаз примерно 60 фотонов в секунду, а обычные уровни освещенности во много тысяч раз больше.) В то же время фотоэффект и комптон-эффект, которые отражают воздействие отдельных фотонов, а также поглощение звука в кристаллах (соответствующие кванты называют фононами), хорошо известны в физике твердого тела. В настоящее время состояние теории света можно считать удовлетворительным в том смысле, что не осталось значительного объема необъясненной экспериментальной информации. Однако, как видно из истории развития представлений о природе света, нельзя уверенно предсказать судьбу физической гипотезы.

1) см. Излучение видимое; 2) см. Излучение оптическое.

муж. состоянье, противное тьме, темноте, мраку, потемкам, что дает способ видеть; иные свет принимают за сотрясение малейших частиц вещества, другие - за особое, тончайшее вещество, разливаемое всюду солнцем и огнем. Свет прямой, самосвет, от горящего тела, солнца; свет чужой, отражательный, от темного тела, на которое падает прямой свет. Свет денной, солнечный: свет огневой. Свет ширится лучами, от точки повсюдно, образуя шар. Отойди от свету, не заступай свету, не засть, не стой в свету, против света. Свет настал, рассветает, солнце всходит. Чуть свет, набрезгу, зарей, на заре. Светом крыто, ветром огорожено, ничего нет. В теми свет виден, зарево, огонек, или сиянье, блеск. Летом свет во всю ночь, светло. Не только свету, что в окне: на улицу выйдешь - больше увидишь (здесь свет может означать и мир). Ни свет, ни заря (рано). От солнца бегать, света не видать. Тьма света не любит - злой доброго не терпит. Один женился - свет увидал; другой женился -с головою пропал. Ты мой свет в окне. Не отлагает свет заутрени, ни тьма вечерни. Чтоб мне свету Божьего не взвидеть! Первый вечер (весной) играют до бела света. Кто нечаянно завидит свет в своем доме - жди счастья. По стене ползет - то к свету, то от света (волоковой ставенек). А что краше света. (красное солнышко). Мету, не вымету; пора придет, сам уйдет (свет солнца).

| Освещенье, что дает свет или светит. У вас какой свет. Лучина, или жирник, свеча и пр. Порядить молотильщиков на своем, либо на ихнем свету. У нас свет казенный. Нанял жилье с теплом и со светом, с отопленьем и с освещеньем. На дворе свет, светок, или ·*смол. светок, расвет, светает, солнце близится к восходу. Светком приходи, рано, чуть свет.

| Просвет, простор для света, светла. Окно или дверь пяти, шести четвертей в свету, шириной, ширина проема окна, меж косяков. Прорубить свет, окно.

| Видение, зрение, свет очей, способность различать глазами, видеть. У него свет отнялся, свету нет, он темный, невидущий, невишной, слепой, ослеп. Свет очей его погас. Бог ему свету не дал, свет отнял.

| Истина или правое ученье, наука, про свещенье. Свет веры, - истины, Евангелие. Свет разума, ученье или наука. Ученье свет, а неученье тьма. Мы ныне свет увидали, наставились, просветились. Потемщики света не ищут. Народ озарился светом христианства. Муж, во свете благодати. Свет приде в мир, Иоан. Спаситель. Вы есте свет мира, Матф. просветители, наставники. Кем мир свет увидел, того и обидел (кого свет видел, того и обидел, всякого). Кем человек свет увидел, того и возненавидел.

| Свет, светик мой, свет очей моих, ласк. милый, любезный, ненаглядный, сердечный, болезный, желанный. И я (царь) ему (патриарху) свету молвил: не гораздо ли, государь, недомогаешь. Ни за что тебя, свет мой, или света, не покину, ·песен. Ты мой свет очной! Один брат - один свет милый. Свет-цветочек в сыру землю зашел, синю шапочку нашел (лен). Уж у Бога-света сначала света все доспето. Где совет (союз или любовь), там и свет. Увидать свет, родиться. Больной свет увидел, поправляется. Ангел света, ·противоп. ангел тьмы, добрый и злой. Встанем (со) светком, на заре.

| Вселенная, мир, земля наша, шар земной. Птичьего молока по всему свету не найдешь. Пожили мы на свете, посрамили добрых людей! На свете жить, не светом жить, не по истине, а по-мирскому. Белый свет не клином стал (или сошелся), простору много. Подумаешь, как чудно создан свет! Грибоедов. Преставленье света, страшный суд и конец миру. Отец светов, всех миров, Бог. Сыны света, чада света, озаренные истиною; чада света сего, мира, дети суеты, соблазна. Белый свет на волю. Даниил. Не нами свет начался, не нами и кончится. Кто людей веселит, за того весь свет стоит. Дураками свет стоит (или: красится). Неправда светом началась, светом и кончится. Родился мал, вырос пьян, помер стар - и свету не видал! На весь свет и солнышку не угреть (не усветить). Всего света не захватишь. Не мил и свет, когда милого нет. От бела света отстану, а старого любить не стану! Видал свету, не только что в окошке. Свету видал: со свиньями корм едал. Божьей волей свет стоит, наукой люди живут. Боятьсясмерти - на свете не жить.

| Род людской, мир, община, общество, люди вообще;

| отборное, высшее общество, суетное в обычаях или условиях жизни;

| суетность, мирщина; все земное, житейское, насущное, ·противоп. духовное
, нравственное
, Божеское
. На весь свет не угодишь. Весь свет обмолвится, молва правдива. Всему свету ведомо, всем светом признано. Издать книгу в свет, напечатать и пустить в продажу. Свет лукав. Он в свете живет, в большом свете, бывает на вечерах, на обедах, на сборищах в высшем кругу. Покинуть свет, умереть; или удалиться, уединиться, жить одиноко; или идти в монастырь.

| Свет, ·в·знач. мир, привет мирянину от монаха или духовного лица; светский, суетный человек. А ты, свет, удаляйся греха. Светы вы мои! бабье восклицанье изумления, просьбы и пр.

свет в широком смысле слова, Электромагнитные волны, длины которых заключены в диапазоне с условными границами от 1 нм до 1 мм. К О. и., помимо воспринимаемого человеческим глазом видимого излучения, относятся Инфракрасное излучение и Ультрафиолетовое излучение. Параллельный термину "О. и." термин "свет" исторически имеет менее определенные спектральные границы - часто им обозначают не все О. и., а лишь его видимый поддиапазон. Для оптических методов исследования характерно формирование направленных потоков излучения с помощью оптических систем (См. Оптические системы), включающих линзы (См. Линза), зеркала (См. Зеркало), Призмы оптические, дифракционные решётки (См. Дифракционная решётка) и т.д.

Волновые свойства О. и. обусловливают явления дифракции света (См. Дифракция света), интерференции света (См. Интерференция света), поляризации света (См. Поляризация света) и др. В то же время ряд оптических явлений невозможно понять, не привлекая представления об О. и. как о потоке быстрых частиц - фотонов. Эта двойственность природы О. и. сближает его с иными объектами микромира и находит общее объяснение в квантовой механике (см. также Корпускулярно-волновой дуализм). Скорость распространения О. и. в вакууме (Скорость света) - около 3·10⁸ м/сек. В любой другой среде скорость О. и. меньше. Значение преломления показателя (См. Преломления показатель) среды, определяемое отношением этих скоростей (в вакууме и среде), в общем случае неодинаково для разных длин волн О. и., что приводит к дисперсии О. и. (см. Дисперсия света).

Различные виды О. и. классифицируют по следующим признакам: природа возникновения (Тепловое излучение, люминесцентное излучение, см. Люминесценция); степень однородности спектрального состава (монохроматическое, немонохроматическое, см. Монохроматический свет); степень упорядоченности ориентации электрического и магнитного векторов (естественное, поляризованное линейно, по кругу, эллиптически); степень рассеяния потока излучения (См. Поток излучения) (направленное, диффузное, смешанное) и т.д.

Падающий на поверхность какого-либо тела поток О. и. частично отражается (см. Отражение света), частично проходит через тело и частично поглощается в нём (см. Поглощение света). Поглощённая часть энергии О. и. преобразуется главным образом в тепло, повышая температуру тела. Однако возможны и другие виды преобразования энергии О. и. - Фотоэффект (Фотоэлектронная эмиссия) Фотолюминесценция, фотохимические превращения (см. Фотохимия) и пр.

О роли О. и. и оптических методов исследования в науке и технике см. ст. Оптика и литературу при ней.

Ю. С. Черняев.