# Lumo

| Lumo
 |
| --- |
|  |
| **production environment factor (en)**  |
| **elektromagneta ondo • optical radiation** |
|

| [Montri]  Partoj |
| --- |
|  | fotono  vd |

 |
|  |

Ondolongoj de videbla lumo:
400-700 nm
Ĉi tio estas luma ondo montrante la du komponantojn de lumo: elektra kampo **E** kaj magneta kampo **M**, kiuj oscilas orte unu al la alian kaj laŭ la direkto de delokiĝo (transversa ondo).
**Lumo** kutime nomiĝas tiu parto de la elektromagneta spektro, kiu estas videbla por homa okulo, sed oni ankaŭ uzas la vorton por ajnaj elektromagnetaj radiaĵoj.

## Fizikaj ecoj de lumo

La bazaj fizikaj ecoj de lumo estas koloro, heleco (aŭ lumintenso) kaj polarizado.

### Koloro

32 koloroj
Natura lumo estas miksaĵo el ondoj kun diversaj frekvencoj. La okulo perceptas ilin kiel erojn de iu precipa baza koloro. Bazaj koloroj estas:

**Spektraj koloroj**
| Koloro
 | Ondolongo
 | Frekvenco
 |
| --- | --- | --- |
| Infraruĝa radiado
 |
| Ruĝa
 | 625–740 nm
 | 480–405 THz
 |
| Oranĝa
 | 590–625 nm
 | 510–480 THz
 |
| Flava
 | 565–590 nm
 | 530–510 THz
 |
| Verda
 | 520–565 nm
 | 580–530 THz
 |
| Cejana
 | 500–520 nm
 | 600–580 THz
 |
| Blua
 | 450–500 nm
 | 670–600 THz
 |
| Indiga
 | 430–450 nm
 | 700–670 THz
 |
| Viola
 | 380–430 nm
 | 790–700 THz
 |
| Ultraviola radiado
 |

Aliaj koloroj estas miksaĵoj de tiuj bazaj koloroj.
La okulo (male al la orelo) ne kapablas analizi la frekvencojn
kaj perceptas en ĉiu punkto nur unu rezultan koloron.
Per aparatoj tamen eblas analizi miksfrekvencan lumon.

Oni rimarku, ke la rilato inter frekvenco kaj koloro dependas de kulturo kaj lingvo.

### Heleco (lumintenso)

Triangula prismo disigante radion de blanka lumo. La plej longaj ondolongoj (ruĝaj) kaj la plej mallongaj (bluaj) apartiĝas.
Malgraŭ ke heleco estas ĝenerala termino por priskribi helan aĵon, ĝia uzo estas aparte uzata en astronomio:

* *heleco*, aŭ pli simple *helo*, estas la lumintenso de la luma energio de stelo aŭ alia astro, esprimante per kandelo (simbolo **cd**),
* *helodenso*, aŭ ankoraŭ *luminanco*, estas la lumintenso je surfacunuo de lumfonto laŭ donita direkto, esprimante per kandelo je kvadrata metro (simbolo **cd/m2**),
* lumeco estas la elsendata energio je sekundo esprimata en vato (simbolo **W**),
* absoluta magnitudo (logaritma skalo de heleco),
* ŝajna magnitudo (logaritma skalo de heleco rilatante al alia astro).

### Polarizado

Distingeblas tri polarizadoj:

* *linia polarizado*
* *cirkla polarizado*
* *elipsa polarizado*

En speciala kaj ĝenerala relativeco, lumkonuso estas la vojo per kiu radiaro de lumo, eliranta el unusola situacio (en unusola punkto en spaco kaj en unusola momento en tempo) kaj veturanta en ĉiuj direktoj, irus tra spactempo.

### Lumrapido

 Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Lumrapido.
Lumradio pasas de Tero al Luno (de surfaco al surfaco) en 1.255 sekundoj. La bildo montras Teron kaj Lunon kaj ilian distancon en sama skalo.

Ekzakta valoro | metroj/sekundo  | 299 792 458  |
| unuoj de Planck  | 1  |

Proksimumaj valoroj | kilometroj/sekundo  | 300 000  |
| kilometroj/horo  | 1079 milionoj  |
| astronomiaj unuoj/tago  | 173  |

Proksimuma vojaĝtempo de lumradioj | Distanco  | Vojaĝtempo  |
| --- | --- |
| 1 metro  | 3.3 nanosekundoj  |
| 1 kilometro  | 3.3 mikrosekundoj  |
| de tersinkrona orbito al Tero  | 119 milisekundoj  |
| de Luno al Tero  | 1.3 sekundoj  |
| de Suno al Tero (1 AU)  | 8.3 minutoj  |
| 1 parseko  | 3.26 jaroj  |
| de Alfo Centaŭra al Tero  | 4.4 jaroj  |
| tra la tuta Lakta Vojo  | 100 000 jaroj  |
| de Andromeda Galaksio al Tero  | 2.5 milionoj da jaroj  |

**Lumrapido**, kies kutima simbolo estas c (kaj ankaŭ c0), estas baza fizika konstanto. Ĝi estas la rapido de lumo kaj de ĉiu speco de elektromagneta radiado en vakuo, la rapido de senmasaj partikloj kaj la maksimuma ebla rapido de transportiĝo de energio kaj de informo. Ĝi egalas ekzakte al 299 792 458 metroj en sekundo. Ofte oni citas la proksimuman valoron 300 000 kilometroj en sekundo.

En speciala relativeco, *c* kunigas spacon kaj tempon en spactempon, kaj ĝi aperas en la fama ekvacio, kiu egalvalorigas mason kaj energion *E = mc*2. En ĉiu inercia referenckadro, sendepende de relativaj rapidoj de la elsendanto kaj la observanto, *c* estas la rapido de ĉiu senmasa partiklo kaj de fizika kampo ligita al tia, inkluzive de ĉia elektromagneta radiado en vakua spaco. La teorio antaŭdiras ke ĝi estas ankaŭ la rapido de gravito kaj de gravitaj ondoj. Ĝi estas la maksimuma limo de rapido por moviĝo de energio, materio kaj informo, ĉar superi ĝin "signifus detruon de la esenca rilato inter kaŭzo kaj efiko." Tio, ke lumrapido ne estas senlima, limigas ankaŭ la funkcian rapidecon de elektronikaj aparatoj.

La rapido de lumo pasanta en travidebla substanco, ekzemple vitro aŭ aero, estas malpli ol *c*. La kvociento de *c* per la rapido *v* de lumo en la trairata substanco estas nomata la refrakta indico *n* de la substanco (*n = c / v*). Ekzemple, por videbla lumo tipa refrakta indico de vitro estas ĉirkaŭ 1.5, kaj lumo en vitro do pasas je *c* / 1.5 ≈ 200 000 km/s. La refrakta indico de aero por videbla lumo estas ĉirkaŭ 1.0003, kaj la lumrapido en aero nur malmulte diferencas de *c*.

Tre longe dum la homa historio oni ne sciis, ĉu lumo atingas sian celon tuj, ĉu nur rapidege. La unua, kiu demonstris ke lumrapido ne estas senlima, estis Ole Rømer en la 17-a jarcento. Li pruvis la finiecon per studoj pri la ŝajna moviĝado de Io, luno de Jupitero. Post mezuradoj dum jarcentoj, ĉiam pli kaj pli precizaj, en 1975 eblis diri, ke la lumrapido egalas al 299 792 458 m/s kun relativa mezureraro je 4 miliardonoj. En 1983 oni redifinis *metron* per la lumrapido kaj tiel fiksis ankaŭ la ekzaktan valoron de *c* esprimitan per metroj en sekundo.

### Fluoresko

Kolekto de 47 mineraloj lumigitaj pere de ultraviola lumo, elsendataj lumon videblan diverskolore pere de la procezo de fluoresko.
La fluoresko estas partikulara tipo de lumo-elsendo, kiu karakterizas la substancojn kiuj estas kapablaj absorbi energion en formo de elektromagneta radiado kaj poste elsendi parton de tiu energio kiel elektromagneta radiado de diferenca ondolongo.

La totala energio elsendita kiel lumo estas ĉiam malpli granda ol la totala energio absorbita kaj la diferenco inter ambaŭ estas disigita en formo de varmo. En la majoritato de okazoj la ondolongo elsendita estas pli granda - kaj tiele de malpli da energio - ol tiu absorbita, tamen, se la radiado de ekscito estas intensa, eblas, ke elektrono absorbas du fotonojn; en tiu dufotona absorbo, la ondolongo elsendita estas pli mallonga ol tiu absorbita, tamen ambaŭokaze la totala energio elsendita estas malpli granda ol la totala energio absorbita.

### Refrakto

 Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Refrakto.
Observo de refrakto pro la malsamaj refraktaj indicoj inter aero kaj akvo
Refrakto estas ŝanĝo de la direkto de ondo, kiam ĝi iras de unu medio al alia. Ekzemple, lumo refraktiĝas kiam ĝi trapasas vitron. La leĝo de Snell donas la valoron de angulo je kiu aperas la refraktita radio por izotropaj medioj (kiel vitro). En neizotropaj medioj kiel iu kristaloj aŭ mekanike malformigitaj solidoj, duobla refrakto povas fendi la refraktitan radion en du radiojn, la ordinaran aŭ *o*-radion kiu sekvas leĝon de Snell, kaj la alian eksterordinaran aŭ *e*-radion kiu povas ne esti en ebeno difinita per la incida radio kaj la normalo de la limo inter la du medioj. Tiam povas esti dependeco ankaŭ de polarizo de la lumo.

### Propragado kaj difrakto

 Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Difrakto.
Difrakto estas perturbo de ondo, ekz-e lumo, kiam ĝi renkontas obstaklon kun dimensio simila al ĝia ondolongo. Ekzemplo estas difrakto de ikso-radioj tra kristala reto.

### Interfero

 Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Interfero.
Interfero estas la rezulto de pluraj ondoj en samaj momento kaj loko. Pluraj fenomenoj eblas depende de la frekvenco, amplitudo kaj fazo de la ondoj kaj la ecoj de la medio. Ĉiuokaze ekestas interfera bildo, en kiu estas lokoj kun pli alta intenseco, kie la ondoj estas samfazaj. Tie la ondoj plifortigas unu la alian kaj tie ekestas ventro. Tio nomiĝas "adicia interfero" Ankaŭ ekestas lokoj kun malpli alta intenseco aŭ eĉ nula intenseco, kie la ondoj nuligas unu la alian. Tie la ondoj estas malfazaj kaj tie troviĝas noda punkto. Tio nomiĝas "subtraha interfero". Lumo povas montri interferon: vidu ekzemple artikolon hologramo.

## Teorioj pri lumo

Historie oni multe diskutis pri la naturo de lumo. Teorio pri tio ĉi devas klarigi la agon de lumo en diversaj situacioj, ekz. reflekton kaj refrakton.

### Historiaj teorioj

#### Klasika Grekio kaj Helenismo

Skulptaĵo reprezentanta Eŭklidon, *Oxford University Museum*.
En la 5a jarcento a.K., Empedoklo postulis, ke ĉio estas komponita el kvar elementoj: aero, akvo, tero, fajro. Li kredis, ke Afrodito faris la homan okulon el la kvar elementoj kaj ke ŝi lumigis fajron en la okulo kiu brilis el ĝi farante la vidkapablon ebla. Se tio estus prava, tiam oni povus vidi dumnokte same kiel dumtage, tiele Empedoklo postulis interagadon inter radioj el la okuloj kaj radioj el la fonto kia la suno.

Ĉirkaŭ 300 a.K., Eŭklido verkis *Optikon*, en kiu li studis la proprecojn de lumo. Eŭklido postulis, ke la lumo veturis laŭ rektaj linioj kaj li priskribis la leĝojn de reflekto kaj studis ilin matematike. Li pristudis ke vidkapablo estas la rezulto de radio el la okulo, kaj li pridemandis kiel oni vidas la stelojn tuje, se oni fermas la okulojn kaj poste oni malfermas ilin nokte. Kompreneble se la radio el la okulo veturas senfine rapide tio ne estas problemo.

En 55 a.K., Lukrecio, nome romiano kiu uzis la ideojn de la pli fruaj grekaj atomistoj, verkis la jenon:

"*La lumo kaj varmo de la suno; tiuj estas komponitaj el malgrandegaj atomoj kiuj, kiam ili estas forigitaj, ne perdas tempon en tuj eliri tra la interspaco de aero en la direkto pelita de la eliro.*" – *Pri la naturo de la Universo*

Spite esti similaj al la postaj partikloteorioj, la vidpunktoj de Lukrecio ne estis ĝenerale akceptitaj.

Ptolemeo (ĉ. 2a jarcento) verkis pri la refrakto de lumo en sia libro *Optiko*.

#### Klasika Hindio

En la antikva Hindio, la hinduismaj skoloj Samĥja kaj Vajŝeŝika, el ĉirkaŭ la komencaj jarcentoj a.K. disvolvigis teoriojn prilumajn. Laŭ la skolo Samĥja, lumo estas unu el la kvin fundamentaj "subtilaj" elementoj (*tanmatra*) el kiuj aperas la ĉefaj elementoj. La atomeco de tiuj elementoj ne estas specife menciitaj kaj ĝi aperas ke ili estas fakte konsideritaj kontinuaj.
Aliflanke, la skolo Vajŝeŝika havigas atoman teorion el la fizika mondo sur la neatoma grundo de etero, spaco kaj tempo. La bazaj atomoj estas tiuj de tero (*prthivi*), akvo (*pani*), fajro (*agni*), kaj aero (*vayu*). Lumradioj estas el radio de alta rapideco de atomoj *tejas* (fajro). La partikloj de lumo povas montri diferencajn karakterojn depende el la rapido kaj el la aranĝoj de la atomoj *tejas*.

La *Viŝnu Purana* aludas al la sunlumo kiel "la sep radioj de la suno".

La hindiaj Budhistoj, kiaj Dignāga en la 5a jarcento kaj Dharmakirti en la 7a jarcento, disvolvigis tipon de atomismo kiu estas filozofio pri realeco kiel io komponita el atomaj entoj kiuj estas pormomente brilaĵoj el lumo aŭ energio. Ili rigardis lumon kiel atoman enton ekvivalenton de energio.

#### Kartezio

René Descartes labore.
René Descartes (1596–1650) asertis, ke la lumo estas meĥanika propreco de la luma korpo, malakceptante la "formojn" de Ibn al-Hajtam kaj de Vitelono same kiel la "specojn" de Bacon, Grosseteste, kaj de Kepler. En 1637 li publikigis teorion pri refrakto de lumo kiu estas konsiderita, malĝuste, ke lumo veturis pli rapide en pli densa etoso ol en malpli densa etoso. Descartes alvenis al tiu konkludo per analogio kun la konduto de sonaj ondoj. Kvankam Descartes malpravis pri la relativaj rapidoj, li pravis en akcepto ke la lumo kondutas kiel ondo kaj en konkludo ke refrakto povu esti klarigita per la rapido de la lumo en diferencaj etosoj.

Descartes ne estis la unua, kiu uzis la meĥanikajn analogiojn sed ĉar li klare asertas ke la lumo estas nur meĥanika propreco de la luma korpo kaj la transmita etoso, la teorio de Descartes pri lumo estas konsiderata kiel komenco de la moderna fizika optiko.

### Partikla teorio

* proponita fare de Isaac Newton en la 17-a jarcento
* lumo konsistas el partikloj elradiataj en ĉiujn direktojn
* reflekto okazas samkiel ĉe normalaj objektoj

Isaac Newton pruvis, ke la refrakto estas okazigita de la ŝanĝo de la lumrapido je la ŝanĝo de medio kaj klopodis por klarigo dirante, ke la partikloj pliigas sian rapidon je la pliigo de la denseco de la medio. La sciencista komunumo, konscia de la prestiĝo de Newton, akceptis lian teorion korpusklan.

### Onda teorio

* proponita fare de Christiaan Huygens ankaŭ en la 17-a jarcento
* lumo konsistas el ondoj
* klarigas la fenomenojn de polarizado kaj interfero
* ondoj bezonas medion por transmoviĝi (vidu artikolon etero)

Estis forgesita la teorio de Christian Huygens, kiu en 1678 proponis, ke la lumo estas onda fenomeno kiu elsendas tra medio nomita "etero". Tiu teorio restis forgesita ĝis la unua duono de la 19a jarcento, kiam Thomas Young kapablis nur klarigi la fenomenon de la interferoj, en la supozo ke la lumo estas reale ondo. Aliaj studoj samepoko klarigis fenomenojn kiel la difrakto kaj la polarizado, akceptante la teorion ondan.

La fina frapo kontraŭ la teorio korpuskla ŝajne venis en 1848, kiam oni sukcesis mezuri la lumrapidon en diferencaj medioj kaj oni trovis, ke ĝi varias tute male al la supozo de Newton. Tial preskaŭ ĉiu sciencistoj akceptis, ke la lumo havas ondan naturon. Tamen, ankoraŭ restis kelkaj detaloj klarigendaj, kiel la propagado de la lumo tra la vakuo, ĉar ĉiuj konataj ondoj moviĝas uzante fizikan medion, dum la lumo vojaĝas eĉ pli rapide ol en la aero aŭ en la akvo. Oni supozis, ke tiu medio estas la "etero" pri kiu parolis Huygens, sed neniu sukcesis trovi ĝin.

### Elektromagneta teorio

Juna James Clerk Maxwell ĉe la Trinity College (Kembriĝo). Li tenas kolorradon por eksperimentoj pri lumo.
* proponita fare de James Clerk Maxwell fine de la 19-a jarcento
* lumo konsistas el elektromagnetaj ondoj
* tiuj ne bezonas medion / elektromagneta kampo agas kiel medio
* videbla lumo estas nur parto de la pli granda elektromagneta spektro

En 1845, Michael Faraday malkovris, ke la angulo de polarizado de la lumo estas modifebla per apliko de magneta kampo (efiko de Faraday), kaj du jarojn poste proponis, ke la lumo estas elektromagneta vibrado de alta frekvenco. James Clerk Maxwell, inspirita per la trovitaĵoj de Faraday, studis matematike tiujn elektromagnetajn ondojn kaj rimarkis, ke ili ĉiam propagiĝis je konstanta rapideco, kiu koincidis kun la lumrapideco, kaj ke ili ne bezonas propagan medion, ĉar ili mempropagiĝas. La eksperimenta konfirmo de la teorioj de Maxwell forigis la lastajn dubojn kiuj restis pri la onda naturo de la lumo.

Tamen, fine de la 19-a jarcento, oni trovis novajn efikojn neklarigeblajn en la supozo, ke la lumo estas ondo, kiel ekzemple ĉe la fotoelektra efiko, tio estas, la elsendo de elektronoj el la surfacoj de solidoj kaj likvoj kiam oni lumigas ilin. La laboroj pri la procezo de absorbo kaj energielsendo fare de la materio estas klarigeblaj nur se oni akceptas, ke la lumo estas formata de partikloj. Tiam la scienco alvenis al punkto tre komplika kaj malkomforta: oni konis multajn lumefekojn, tamen, kelkaj el ili estas klarigeblaj nur se oni konsideras, ke la lumo estas ondo, dum aliaj estas klarigeblaj nur se oni konsideras, ke la lumo estas partiklo.

La klopodo klarigi tiun duecon ondo-partiklon, pelis la disvolvigon de la fiziko dum la 20-a jarcento. Aliaj sciencioj, kiel la biologio kaj la kemio, suferis revoluciojn pro la novaj teorioj pri la lumo kaj ties rilato kun la materio.

### Kvantuma teorio

* kombinaĵo de la tri antaŭaj teorioj
* lumo konsistas el energikvantumoj (fotonoj), kiuj agas foje kiel partikloj, foje kiel ondoj
* Max Planck proponis en 1900, ke lumo konsistas el kvantoj de energio
* Albert Einstein ricevis la Nobelan premion en 1921 por sia klarigo pri la fotoelektra efiko.

### Relativeca teorio / Lumrapideco

 Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Lumrapideco.
La plej konata teorio fare de Albert Einstein, la speciala teorio pri la relativeco, baziĝas sur la hipotezo, ke la rapideco de lumo sendependas de la rapideco de la spektantoj, kontraŭe al la rapideco de aliaj objektoj.

Laŭ ĉi-teorio la lumrapideco en vakuo egalas al

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_0

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_2 kaj WIKINIUM\_MATH\_PH\_4 estas elektromagnetaj konstantoj, kiuj sendependas de la sistemo de la spektanto, do ankaŭ la rapideco de lumo devas sendependi.

Laŭ la relativeca teorio, nenio ajn povas transiri la rapidon de lumo.

## Naturo de la lumo

Lumo havas kompleksan naturon: depende de kiel oni observas ĝin, ĝi manifestiĝas ĉu kiel ondo ĉu kiel partiklo. Ĉi tiuj du statoj ne estas reciproke ekskluzivaj, sed prefere komplementaj (vidu koncepton *ondo-partikla dueco*). Tamen, por akiri klaran kaj koncizan studon pri ĝia naturo, oni povas klasifiki la malsamajn fenomenojn en kiuj ĝi partoprenas laŭ ilia teoria interpreto:

### Onda teorio

#### Priskribo

Ĉi tiu teorio, evoluigita de Christiaan Huygens, konsideras lumon kiel elektromagnetan ondon, konsistantan el elektra kampo kiu varias laŭlonge de la tempo, siavice generante magnetan kampon, kaj inverse, ĉar la varieblaj elektraj kampoj generas magnetajn kampojn (leĝo de Ampère), kaj variaj magnetaj kampoj generas elektrajn kampojn (leĝo de Faraday). Tiel, la ondo mem-propagiĝas senfine tra la spaco, kun magnetaj kaj elektraj kampoj estantaj kontinue generitaj. Ĉi tiuj elektromagnetaj ondoj estas sinusoidaj, kun la elektraj kaj magnetaj kampoj perpendikularaj unu al la alia kaj al la direkto de propagado.

Por priskribi elektromagnetan ondon oni povas uzi la kutimajn parametrojn de iu ajn ondo:

* **Amplitudo (*A*)**: Ĝi estas la maksimuma longo rilate al la ekvilibra pozicio, kiun la ondo atingas en sia delokiĝo.
* **Periodo (*T*)**: Ĝi estas la tempo bezonata por ke du sinsekvaj maksimumoj aŭ minimumoj trairu fiksan punkton en la spaco.
* **Frekvenco (*ν*)**: Nombro de kampaj osciloj por unuo de tempo. Ĝi estas inverso de la periodo.
* **Ondolongo (*λ*)**: Ĝi estas la lineara distanco inter du ekvivalentaj punktoj de sinsekvaj ondoj.
* **Propaga rapideco (*V*)**: Ĝi estas la distanco, kiun ondo trairas en unuo de tempo. En la kazo de la rapido de lumdisvastiĝo en vakuo, ĝi estas reprezentita per la litero *c*.

Rapido, frekvenco, periodo kaj ondolongo estas rilataj per la jenaj ekvacioj:

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_6
#### Ondaj fenomenoj

 Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Onda movo.
Kelkajn el la plej gravaj fenomenoj de lumo oni povas facile kompreni se oni konsideras, ke ĝi havas ondsimilan konduton.

La principo de ondsupermeto permesas klarigi la fenomenon de interfero: se oni kunigas du ondojn kun la sama ondolongo kaj amplitudo en la sama loko, se ili estas en fazo (la ondokrestoj koincidas), ili formos konstruivan interferon, kaj la intenseco de la rezulta ondo estos maksimuma kaj egala al duoblo de la amplitudo de la ondoj, kiuj konsistigas ĝin. Se ili estas malfazaj, estos punkto, kie la fazoŝovo estas maksimuma (la ondokresto koincidas precize kun valo), formante detruan interferon, nuligante la ondon. La eksperimento de Young, kun siaj fendoj, permesas akiri du lumfontojn de la sama ondolongo kaj amplitudo, kreante interferan bildon sur ekrano.

Ondoj ŝanĝas sian disvastiĝdirekton kiam ili transiras pintan obstaklon aŭ trapasas mallarĝan aperturon. Kiel diras la principo de Fresnel-Huygens, ĉiu punkto laŭlonge de ondofronto elsendas novan ondofronton, kiu disvastiĝas en ĉiuj direktoj. La sumo de ĉiuj novaj ondofrontoj kaŭzas, ke la perturbo daŭre disvastiĝas en la originala direkto. Tamen, se fendo aŭ pinta obstaklo apartigas unu aŭ kelkajn el la novaj ondemisiiloj, la nova disvastiĝdirekto superregos la originalan.

Ondo propagiĝanta sin tra fendo.
La **difrakto** estas facile klarigebla per konsidero de ĉi tiu efiko, kiu estas unika al ondoj. Ankaŭ la **refrakto** povas esti klarigita per ĉi tiu principo, konsiderante ke la novaj ondofrontoj generitaj en la nova medio ne estos transdonitaj je la sama rapideco kiel en la malnova medio, generante distordon en la direkto de disvastiĝo:

Refrakto de la lumo laŭ la principo de Huygens.
Alia facile identigebla lumfenomeno kun sia onda naturo estas polarizado. Nepolarizita lumo konsistas el ondoj, kiuj vibras laŭ ĉiuj anguloj. Kiam ili atingas polarigan medion, nur ondoj, kiuj vibras laŭ certa angulo, povas trapasi ĝin. Kiam alia polarizilo estas metita apud ĝi, se la angulo, laŭ kiu la medio pasas, koincidas kun la vibra angulo de la ondo, la tuta lumo trapasos. Alie, nur parto de ĝi trapasos ĝis 90° angulo estas atingita inter la du polariziloj, kie neniu lumo trapasos.

Du polarigiloj serie.
Ĉi tiu efiko krome ebligas pruvi la transversan naturon de lumo (ĝiaj ondoj vibras en direkto perpendikulara al la direkto de propragado).

La efiko de Faraday kaj la kalkulo de la lumrapideco, *c*, el la elektraj (permeseblo, WIKINIUM\_MATH\_PH\_8 ) kaj magnetaj (Magneta permeablo|permeablo, WIKINIUM\_MATH\_PH\_10 ) konstantoj laŭ la teorio de Maxwell:

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_12
konfirmas, ke la ondoj, kiuj konsistigas lumon, estas elektromagnetaj laŭ naturo. Ĉi tiu teorio ankaŭ sukcesis forigi la ĉefan obĵeton kontraŭ la ondoteorio de lumo, kiu estis trovi manieron por ke ondoj vojaĝu sen materia medio.

### Korpuskla teorio

#### Priskribo

La korpuskula teorio studas lumon kvazaŭ fluon de senŝargaj, senmasaj partikloj nomataj fotonoj, kapablaj porti ĉiajn formojn de elektromagneta radiado. Ĉi tiu interpreto aperis ĉar, en siaj interagadoj kun materio, lumo interŝanĝas energion nur en diskretaj kvantoj (multobloj de minimuma valoro) de energio nomataj kvantumoj. Ĉi tiun fakton malfacilas kombini kun la ideo, ke lumenergio estas elsendata en la formo de ondoj, sed ĝi estas facile bildebla laŭ lumkorpuskloj, aŭ fotonoj.

#### Korpusklaj fenomenoj

Max Planck.
Ekzistas tri efikoj, kiuj montras la partiklan naturon de lumo. Historie, la unua efiko, kiun ne eblis klarigi per la onda koncepto de lumo, estis la *nigrakorpa radiado*.

Nigra korpo estas teorie perfekta radiatoro, kiu absorbas ĉian lumon, kiu falas sur ĝin, kaj tial, kiam varmigita, fariĝas ideala elsendanto de varmoradiado, ebligante klaran studadon de la energia interŝanĝa procezo inter radiado kaj materio. La observita frekvenca distribuo de la radiado elsendita de la skatolo je difinita kavaĵtemperaturo ne kongruis kun la teoriaj antaŭdiroj de klasika fiziko. Por klarigi tion, Max Planck, komence de la 20-a jarcento, postulis, ke por esti ĝuste priskribita, oni devas supozi, ke lumo de frekvenco ν estas absorbita de entjeraj obloj de energia kvanto egala al *hν*, kie *h* estas universala fizika konstanto nomata Konstanto de Planck.

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_14
## Pensoj pri lumo en la homa socio

"La apartigo de lumo kaj mallumo" de Mikelanĝelo.
Ofte la koncepto de lumo havas asociojn kun bono, kaj la inverso estas ke mallumo havas asociojn kun malbono. Tio estas komuna en literaturo kaj en la Biblio, ktp. "La apartigo de lumo kaj mallumo" estas la unua fresko de la serio de Genezo pentrita de Mikelanĝelo sur la volbo de la Siksta Kapelo. Tiu murpentraĵo estas la reprezento de la unua tago de la Mondokreo laŭ la Biblio:

|  |
| --- |
|  |
|  |

|  |
| --- |
| **„** Diris Dio: "Estu lumo", kaj estis lumo. Dio vidis, ke la lumo estas bona kaj Dio apartigis la lumon disde la mallumo, kaj Dio nomis la lumon tago, kaj la mallumon nomis nokto. (Genezo 1, 4-5) **”** |

 |

*Lumo de la Mondo* (antikve-greke *φώς τοῦ κόσμου*, *Phṓs tou kósmou*) estas frazo dirita de Jesuo por priskribi sin mem kaj siajn disĉiplojn laŭ la Nova Testamento. La frazo estas registrita en la Evangelio laŭ Johano kaj en la Evangelio laŭ Mateo kaj ĝi estas tre rilata al la paraboloj de la salo kaj la lumo kaj de la lampo.

La movado de la **Lumoj** (*Lumières*) estis kultura, filozofa, literatura kaj intelektula movado kiu aperis en la dua duono de la 17a jarcento danke al filozofoj kiaj Spinoza, Locke, Bayle kaj Newton, antaŭ disvolviĝi en la tuta Eŭropo, ĉefe en Francio, en la 18a jarcento. Pliampleksigite, oni donis al tiu periodo la nomon de Jarcento de la Lumoj.

Tiurilate *El siglo de las luces* (la lumjarcento) estas romano de la kuba verkisto Alejo Carpentier, kiu rakontas kiel alvenas la revoluciajn ideojn al la francaj Antiloj inter la 18-a kaj la 19-a jarcentoj.

## Proverbo

Ekzistas 6 proverboj pri ombro (nenio pri mallumo, kaj 2 pri ombro) en la Proverbaro Esperanta de L. L. Zamenhof:

* |  |
| --- |
|  |
|  |

|  |
| --- |
| **„Lumo fariĝos, kulpulo troviĝos*. **”** |

 |

* |  |
| --- |
|  |
|  |

|  |
| --- |
| **„Kie lumo ekzistas, ankaŭ ombro troviĝas*. **”** |

 |

* |  |
| --- |
|  |
|  |

|  |
| --- |
| **„La lumo por vero ofte estas danĝero*. **”** |

 |

## Bildaro

* Sunlumo eniranta en sakristio de la Katedralo de Ĥaeno, en Hispanio.
* Sunluma radio disigita per polveroj en la Antilopa Kanjono, en Usono.
* *Transparente* de la Katedralo de Toledo, Narciso Tomé, 1729-1732.
* Interno de la Sankta Kapelo de Parizo.
* Lunefiko de la vitraloj de la Baziliko de Saint-Denis sur tomboj.
* Lumigo de koncerto.

## Vidu ankaŭ

* Elektra lumo
* Fotofobio
* Fotono
* Irizeco
* Lumantaj bestoj
* Luma poluo
* Lum-eliganta diodo
* Lumigo
* Luminesko
* Lumjaro
* Lumkoloro
* Lumturo
* Mallumo
* Sonoluminesko
* Spontanea eligo estas procezo per kiu luma fonto kiel atomo, molekulo aŭ atomkerno en ekscitita stato spertas trairon al la tera stato kaj disradias fotonon.
* Sunĉelo
* Vaglumo
* Videbla spektro
* Vitralo

## Referencoj

## Bibliografio

* Atkins, Peter; de Paula, Julio (2002). «Quantum theory: introduction and principles». *Physical Chemistry*. New York: Oxford University Press. 0-19-879285-9.
* Burke, John Robert (1999). *Física: la naturaleza de las cosas*. México DF: International Thomson Editores. 968-7529-37-7.
* Einstein, Albert (1905). "Zur Elektrodynamik Bewegter Korper". *Annalen der Physik* 17: 891-921.
* Michelson, A. A.; Morley, E. W. (1887). «El Movimiento Relativo de la Tierra y del Éter Luminífero». *The American Journal of Science*: 333-345. (En hispana).
* Skoog, Douglas A.; Holler, F. James; Nieman, Timothy A. (2001). «Introducción a los métodos espectrométricos». *Principios de Análisis instrumental*. Kvina eldono. Madrid: McGraw-Hill. 84-481-2775-7.
* Tipler, Paul Allen (1994). *Física*. Tria eldono. Barcelona: Reverté. 84-291-4366-1.

## Eksteraj ligiloj

* OPTIKO Arkivigite je 2006-06-20 per la retarkivo Wayback Machine: Ĉapitro el lernolibro fare de SÁRKÖZI János. Subĉapitroj: optiko ĝenerale, fotometrado, ekesto, propagiĝo, refrakto de la lumo, ondooptiko, polarizigo, lumo kaj materialo, la okuloj, optikaj instrumentoj. 129 paĝoj, formo PDF, 882 KB.
* [1] Arkivigite je 2006-03-16 per la retarkivo Wayback Machine
* [2] Arkivigite je 2006-02-05 per la retarkivo Wayback Machine AnfoWorld
* [3] Arkivigite je 2006-03-09 per la retarkivo Wayback Machine
* [4] Arkivigite je 2003-11-25 per la retarkivo Wayback Machine Altair, Esplori la elektromagnetan spektron