Valguse levimine

Valguskiired templisValguskiired levivad ühtlases keskkonnas sirgjooneliselt. Valguse sirgjooneline levimine pole tavalistes tingimustes vaadeldav, sest me ei näe puhtas õhus valguskiiri. Kuid tolmuses ruumis või udus on võimalik näha valguskiiri, tekitades näiteks taskulambiga valgusvihu.

Sõna „valguskiir“ on valgusõpetuses väga tähtis mõiste. Sisuliselt tähendab see peenikest kiirt, mis lähtub valgusallikast ja kulgeb vaadeldava objektini või levib lõpmatusse. Valgusallikast lähtub tavaliselt väga palju valguskiiri ja valguskiirte kimpe erinevates suundades. Valguskiirte teekonda saab kujutada paberil sirglõikudena ja nii konstrueerida valguskiirte käiku geomeetriliselt.

Valgus saab levida erinevates keskkondades, näiteks vaakumis, õhus, klaasis, vees. Need keskkonnad on valguse jaoks läbipaistvad (füüsikaliselt korrektne sõnastus oleks optiliselt läbipaistvad keskkonnad/materjalid). Mitteläbipaistvates keskkondades, nt metallis, puidus, kivis, ei saa valgus levida. Sellistesse keskkondadesse valguskiired ei sisene, vaid osaliselt peegelduvad ning osaliselt neelduvad materjali pinnal.

Valguse levimise kiirus vaakumis (ilma õhuta ruumis) on peaaegu 300000 km/s, õhus, vees ja klaasis levib valgus veidi aeglasemalt, sest need on optiliselt tihedamad keskkonnad. Kui me vaatleme valguse liikumist väikestel vahemaadel, siis ei oma valguse liikumiskiirus meie jaoks erilist tähtsust - valgus levib meie jaoks silmapilkselt. Kui aga vahemaad on suured, siis jõuab valgus vaatajani teatava hilinemisega. Näiteks valguse jõudmiseks Päikeselt Maale kulub umbes 8 minutit, aga Kuult Maale 1,2 sekundit. Kui vaadelda suurte teleskoopidega väga kaugel kosmoses asuvaid objekte - tähti ja galaktikaid - siis ei näe me neid sellistena, nagu need praegusel hetkel on, vaid sellistena, millised need olid väga kaua aega tagasi. Valguse teekond sealt siia võtab väga kaua aega.

GalaktikadJuuresoleval fotol on galaktikad, mis asuvad Maast 400 miljoni valgusaasta kaugusel, see tähendab, et valguse levimiseks sealt meieni on kulunud 400 miljonit aastat. Me näeme neid galaktikaid sellisena, nagu need olid 400 miljonit aastat tagasi. Ja meil ei ole võimalust näha siit, millised need galaktikad praegusel ajahetkel välja näevad.
(Allikas: NASA, ESA, and M. Livio and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/astronomy_year.html)

Valguskiired ei mõjuta üksteisest läbiminekul suunda, värvust ega kiirust. Kui tekitada korraga kahe arvutiprojektoriga toaseintele erinevad pildid, siis sõltumata sellest, kas projektorite valgusvihud lõikuvad üksteisega või mitte, on pildid õiged (vaata allolevat joonist). Seega ei avalda valgus teisest valgusallikast levivale valgusele mingisugust mõju ja valguskiirte vihud levivad üksteisest sõltumatult.
 

Projektorid