Световой вектор

Светово'й ве'ктор, определяет величину и направление переноса той части энергии электромагнитного излучения, которая может быть воспринята визуально, т. е. светового потока. Абсолютная величина С. в. — отношение переносимой через площадку DS в единицу времени световой энергии к DS при условии, что направление переноса (направление С. в.) перпендикулярно к DS. Понятие «С. в.» используется главным образом в теоретической фотометрии для количественного описания световых полей и является фотометрическим аналогом Пойнтинга вектора. ДивергенцияС. в. определяет объёмную плотность поглощения или испускания света в данной точке светового поля.

  Иногда, особенно в старой научной литературе, С. в. назывался вектор Е напряжённости электрического поля электромагнитной волны.

  Л. Н. Капорский.

Световой год

Светово'й год, единица длины, употребляемая преимущественно в популярной астрономической литературе; равна расстоянию, которое свет проходит за один тропический год. С. г. равен 63 240 астрономическим единицам; 0,3069 пс; 9,463×10¹²км.

Световой конус

Светово'й ко'нус, понятие, используемое при описании геометрических свойств четырёхмерного пространства-времени в частной (специальной) и общей относительности теории. С. к., соответствующим данной точке пространства-времени, называется трёхмерная поверхность в этом четырёхмерном пространстве, образованная совокупностью мировых линий свободно распространяющихся световых сигналов (или любых частиц с нулевой массой покоя), проходящих через эту точку (вершину конуса). Т. о., каждой точке четырёхмерного пространства-времени соответствует свой С. к.

  В случае, если справедлива частная теория относительности, геометрия пространства-времени есть псевдоевклидова геометрия, названная. геометрией Минковского, в которой все точки пространства-времени равноправны. Поэтому достаточно рассмотреть С. к. с вершиной в начале координат О: х=0, у=0, z=0, t=0 (где х, у, z — пространственные координаты, t — время). Уравнение поверхности С. к. с вершиной в О имеет вид: х²+у²+z²—c²t²=0 (с — скорость света в вакууме); это уравнение инвариантно относительно Лоренца преобразований. Точки (события) с х²+у²+z²£ c²t² и t>0, t<0 образуют т. н. верхнюю и нижнюю полости С. к., соответственно — области I, II; события с х²+у²+z²>c²t²образуют область III вне С. к.

  Пересечение С. к. с плоскостью у=0, z=0 изображено на рис. Поверхность С. к. пересекает эту плоскость по прямым x=±ct. События А, лежащие в области I, образуют т. н. абсолютное будущее по отношению к событию О; событие О может оказать непосредственное воздействие на любое событие А, т. к. они могут быть связаны с О сигналами или взаимодействиями. Соответственно, события В в области II образуют абсолютное прошедшее для события О; любое событие В может влиять на событие О, сигналы из В могут достичь О. События в области III не могут быть связаны с О никаким взаимодействием, т. к. никакие частицы и сигналы не распространяются быстрее света.

  Т. о., поверхность С. к. отделяет события, которые могут находиться в причинной связи с О, от событий, для которых это невозможно, — с этим связано фундаментальное значение понятия «С. к.». Наблюдатель, находящийся в О, может знать только о событиях в области II и воздействовать только на события в области I.

  При наличии полей тяготения мировые линии, образующие поверхность С. к., уже не являются прямыми; свойства С. к. вблизи вершины такие же, как в частной теории относительности, но в целом они оказываются уже другими, т. к. геометрия пространства-времени не псевдоевклидова.

  Лит.: см. при статьях Относительности теория, Тяготение.

  И. Ю. Кобзарев.

Рис. к ст. Световой конус.

Световой поток

Светово'й пото'к, одна из световых величин, которая оценивает энергетическую величину — поток излучения, т. е. мощность оптического излучения, по вызываемому им световому ощущению [точнее, по его действию на селективный приёмник света, спектральная чувствительность которого определяется функцией относительной спектральной световой эффективности излучения V (l); l — длина волны света в вакууме]. Единица С. п. — люмен. С. п. Ф_v связан с потоком излучения Ф_е соотношением

 

, где K_m — максимальное значение спектральной световой эффективности, равное » 680 лм/вт (при длине волны 555 нм).

Световой пробой

Светово'й пробо'й, оптический пробой, лазерная искра, переход вещества в состояние сильно ионизованного горячего газа — плазмы под действием электромагнитного поля оптической частоты. С. п. аналогичен СВЧ — пробою. С. п. впервые наблюдался в 1963 при фокусировке в воздухе излучения мощного импульсного лазера на кристалле рубина. При С. п. в фокусе линзы возникает искра, эффект воспринимается наблюдателем как яркая вспышка, сопровождаемая сильным звуком. Необходимые для достижения порога пробоя газов значения интенсивности светового потока в луче лазера ~10⁹—10¹¹вт/см², что соответствует напряжённости электрического поля 10⁶—10⁷в/см. Наблюдение С. п. положило начало исследованиям распространения и поддержания газового разряда лазерным лучом с целью создания оптических плазматронов (см. Лазерное излучение).

  С. п. наблюдается и в конденсированных средах при распространении в них мощного лазерного излучения и может являться причиной разрушения материалов и оптических деталей лазерных устройств.

  Лит.: Райзер Ю. П., Лазерная искра и распространение разрядов, М., 1974; Мак-Дональд А., Сверхвысокочастотный пробой в газах, пер. с англ., М., 1969.

  В. Б. Федоров.

Световой режим

Светово'й режи'м растений, условия освещения растений солнцем или различными искусственными источниками света. С. р. определяется приходом лучистой энергии и её распределением в биоценозе или посеве. С. р. характеризуется интенсивностью радиации, её спектральным составом, временной и пространственной изменчивостью. Большое значение имеет и соотношение длины дня и ночи (см. Фотопериодизм). При оценке С. р. учитывают не только видимую (физиологически активную) радиацию, при поглощении которой пигментами осуществляется фотосинтез и другие фотобиологические процессы, но и невидимую — ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, роль которых особенно велика в водно-тепловом режиме растений. Благоприятный С. р. достигается регулированием густоты посевов (и посадок), выбором направления рядков по отношению к сторонам света и пр. В условиях теплиц (или камер) благоприятный С. р. создаётся путём освещения растений излучением ламп (накаливания, ксеноновых, люминесцентных и др.), достаточным для фотосинтеза (см. Светокультура). Во избежание изгибов растений по направлению к свету (см. Фототропизм) их необходимо равномерно освещать со всех сторон.