Светлина во архитектурата и нејзините карактеристики

Универзитет “Св. Кирил и Методиј” - Скопје

Архитектонски Факултет – Скопје

Енергетска ефикасност

Семинарски труд – “Светлина во архитектурата и нејзините карактеристики”

Ментор: студент:

проф. д-р Страхиња Трпевски Атанас Пиличев 6633

Скопје, 2013

СВЕТЛИНАТА ВО АРХИТЕКТУРАТА И НЕЈЗИНИТЕ КАРАКТЕРИСТИКИ

VOVED:

Son~eva svetlina (ili solarna svetlina) pretstavuva svetlinata koja ja proizveduva Sonceto.Sonceto proizveduva energija so temnonuklearni reakcii na svojata povr{ina, koja me|u ostanatoto manifestira zra~ewe na fotoni na planetite vo Son~eviot sistem.

Na patot do Zemjinata povr[ina, Son~evata svetlina pominuva niz gust sloj od atmosferata, koja go filtrira nejzinoto ultra – violetovo zra~ewe i na toj na~in go namaluva nejzinoto [tetno dejstvo po zdravjeto na lu\eto.

Na Zemjata, Son~evata svetlina pretstavuva edna od osnovnite elementi odgovorni za nastanokot na ìvotot i konstanten izvor na energija, za skoro sekoe ìvo su[testvo na nea. Rastenijata ja koristat son~evata svetlina vo procesot na fotosinteza, vo koj ja pretvoraat energijata vo prosti [e]eri, a ostanatiot ìv svet, svojata energija ja dobivaat so jadewe na rastenijata, ili pak, so jadewe na ìvotnite koi posredno ili neposredno gi jadele rastenijata. Na ovoj na~in tie gi pretvaraat prostite [e]eri povtorno vo energija koja im e potrebna za dvièwe i za izvr[uvawe na site ìvotni funkcii.

Koga svetlinata pa\a vrz odreden del na Zemjinata povr[ina, toj period e popoznat kako den, a koga taa svetlina ja nema toj period e popoznat kako no].

Jaglenot, naftata i prirodniot gas, se se toa proizvodi na ostatocite na rastnijata i rastitelnite materii koi egzistirale na Zemjinata kora milioni

1


godini. ôvekot, denes, imaj]i pristap do ovie materii, vo sostojba e da ja iskoristi son~evata svetlina koja ostanala vo niv. Na ovoj na~in ~ovekot doa\a do dopolnitelni izvori na energija vo pogolemi koli~ini od tie koi momentalno Sonceto gi obezbeduva. Me\utoa, ovie izvori na energija gi nema vo neograni~eni koli~ini, porano ili podocna ~ovekot ]e gi potro[i. Ovoj problem go otvara pra[aweto za pogolemo iskoristuvawe na obnovlivite izvori na energija.

Govorejki za lu\eto, pregolemoto izloùvawe na son~evata svetlina znaeme deka toa predizvikuva [teti, prvenstveno na koàta, no i na drugite delovi na teloto. Poznati se razni tipovi na rak na koàta, predizvikani od ultravioletovoto zra~ewe, izgorenici kako proizvod na pregolema toplina koja ja zra~i Sonceto, son~anica i sl. se samo del od niv i istite bi moèle da imaat fatalni posledici po na[eto zdravje, no ovie sredstva moàt da se izbegnat sekako so koristewe na soodvetni za[titni merki.

Denes sostojbata so ozonskata obvivka se vlo[uva, taa se pove]e se zgolemuva, i pretstavuva glavnata pri~ina za pogolemoto dejstvo na ultra – violetovoto zra~ewe, na koe aktivno rabotat svetskite nau~nici.

2


Svetlinata se meri so dve alternativni edinici: radiometrija, koja sodrì merki za ja~inata na svetlinata za site branovi dolìni, i fotometrija, koja pak, gi meri branovite dolìni koi se odnesuvaat na standardniot model na ~ove~kata svetlosna percepcija. Fotometrijata e korisna da ja odredi svetlosniot intenzitet koj ~ovekot go koristi. Ovie SI edinici za dvata vida merki se sistematizirani niz slednive tablici:

Kvantitet Simbol

SI edinici Ed. merki Zabele[ka

Radioaktivnaenergija

Q joule J energija

Radioaktivenfluks

Φ watt W rad. energ. za ed. vreme

Radioaktivenintenzitet

I vat vrz radijan

W·sr−1 sila na ed. za proekt. povr[ina

Radius L vat na step. na m. ²

W·sr−1·m−2 sila za ed. intenzitet

Iradijacija E, I vat na m. ²

W·m−2 intenzitet

Radioaktivnoemituvawe

M vat na m. ²

W·m−2 sila vrz povr[ina

Radioaktivnost

J vat na m. ²

W·m−2 emituvawe i refleks.

Radijacija na spektar

L νLλ vat na m. ³vat na herc

W·sr−1·m−3

W·sr−1·m−2·Hz−1

Iradijacija na spektar

E λEν vat na m. ³vat na m.³ na herc

W·m−3

W·m−2·Hz−1

Kvantitet Simbol SI edinici Ed. merki Zabele[kaSvetlosna energija

Qv Svetlosna sekunda

Im. s Talbotni edinici

Svetlosen fluks

F Lumen(=cd. sr)

Im SvetlosniEdinici

Svetlosen intenzitet

Iv Kandela(=Im/sr)

cd Niti edinici

Osvetluvawe Lv Kandela na m² Cd/m² Niti ediniciSvetlosna mv Luks lx Povr[inska

3

http://en.wikipedia.org/wiki/Watt

http://en.wikipedia.org/wiki/Watt

http://en.wikipedia.org/wiki/Joule

http://en.wikipedia.org/wiki/Joule


emisija emitacijaIluminacja Ev Luks lx Svetl. inc. na

povr[inaSvetlosna efikasnost

Lumen na vat Lm/W Radijaciski fluks

Fotometri~kite edinici, se frazli~ni od pove]eto sistemi na fizi~ki edinici no site se odnesuvaat na toa kako ~ove~koto oko reagira na svetlinata. Kone keliite vo ~ove~koto oko se od tri tipovi i odgovaraat na site niv razli~no, bez razlika na vidliviot spektrum, so vidlivost na svetlina so branova dolìna od 555nm. No dva razli~Ni izvori na svetlina koi emituvaat ist intenzitet na svetlina (W/m2) vidliva so golo oko, ne zna~i deka tie ]e bidat podednakvo vidlivi i svetli. Fotometriskite edninice se dizajnirani taka da moàt da ja predvidat ovaa pojava se dobra pretstava za toa kako sjajnosta da ima dobar intenzitet. Tie se povrzuvaat so tn. surova energija so kvantiteti nare~eni svetlosna efikasnost, i se koristat za celi kako [to se determinirawe kako najdobro da se postigne dovolno svetlina za pove]e zada~i za vnatre[ni i nadvore[ni setinzi. Iluminacijata merena so foto]elii – senzori ne sekoga[ korespondiraat so toa [to ~ove~koto oko go prima i so filteri koi moè da bidat i skapi , foto]eliite i CCD-ata se nameneti da odgovaraat za infracrveni, ultravioletovi ili pak za obata tipa na svetlosni zraci.

4


RAZRABOTKA:

Arhitekturata e glavno, pravilna i veli~estvena igra na masi, zaedno izloèni na svetlina. Na[ite o~i se sozdadeni da gledaat formi na svetlo, svetloto i senkata gi otkrivaat formite.

Koga stanuva zbor za arhitekturata, za svetlinata i za toa [to tie imaat zaedni~ko, moè mnogu da se zboruva, no neizbeжno e da se kaè deka bez svetlinata, ~etirite osnovni postulati za arhitekturata nema da se ispolnat.

Sonceto e bogat izvor na svetlina za osvetluvawe na formi i prostori vo arhitekturata. Kvalitetot na svetlinata se menuva so tekot na denot i vo zavisnost od godi[noto vreme. Toa gi prenesuva promenite vo boja i raspoloènie na neboto i vremeto na povr[inite i formite koi gi osvetluva. Navleguvaj]i vo prostoriite niz prozorcite vo yidovite ili niz svetlarnicite vo krovnata ramnina, son~evata svetlina pa\a na povr[inite vo prostoriite

5


oìvuvaj]i gi nivnite boi i tekstura. So promena na svetlo i temno [to ja predizvikuva, sonceto gi animira prostorite vo prostoriite i gi artikulira formite vo niv. Spored intenzitetot i rasprostranuvaweto vo prostorijata, son~evata svetlina moè da naglasi ili da sokrie odredena prostorna forma; moè da predizvika vesela forma ili istata da ja naru[i. Bidej]i intenzitetot na svetlina [to ja dobivame od sonceto e re~isi konstantna, a nejziniot pravec predvidlivopredeluva~kiot faktor za nejziniot vizuelen dopir so povr[inite, formite i prostorot na prostorijata se goleminata, pozicijata i orientacijata na prozorcite i svetlarnicite vo prostorijata.

Nakratko, svetlinata pomaga da se zadovolat osnovnite funkciski i estetski potrebi. Tuka, sekako, stanuva zbor za prirodnata svetlina, koja vo objektite navleguva preku svetlosnite otvori – prozorci. Goleminata na prozorot. sekako vlijae na koli~inata na dnevnata svetlina [to prostorijata ja prima. Goleminata na otvorite na yidovite ili pak, krovot, se usloveni od dodatni faktori, kako materijalot i konstrukcijata na yidovite ili krovot, barawata za vizuelna privatnost, ventilacijata i zatvorenosta na prostorot ili od efektot koj go imaat otvorite na eksteriornata forma na objektot i nivnoto prisustvo. Zatoa pozicijata i orientacijata na prozorot, moè da e pova`na od negovata golemina vo opredeluvaweto na kvalitetot i koli~inata na dnevna svetlina, [to edna prostorija ja prima.

Spored pravilata za postavuvawe otvori, nivnata visina se odreduva spored dlabo~inata na prostorot(od 40, 60, 80, 90 pa do 100, 120 itn), a prozorskite parapeti se odreduvaat spored vidot na prostorijata ( od 20, 30, 40, pa se do 60, 80, 100, 120, 150...).

Светлоста е еден од најзначајните елементи за дефинирање на просторните односи. Изворот на светлоста, сенката, бојата, аголот и

јачината на распространетост, се некои од елементите кој го карактеризираат одредениот начин на дефинирање на комотноста во

просторот. Зависно од тоа просторот ќе биде интимен, нагласен, темпераментен,

романтичен, свечен, раскошен итн. Со примена на различните врсти на светло, можно е да се остварат сите набројани, комотности и на тој начин,

на истиот простор да се доделат различни особини.

6


Ова е посебно интересно за сите оние кои имаат потреба за чести промени на внатрешниот простор, бидејќи со играта, ефектот што го нуди

светлото, ке се постигне на економичен и едноставен начин.Наместо измена на мебелот, просторот обогатете го со нови светлосни тела, кои ќе

бидат декорација во тек на денот, а моќно ќе го дефинираат просторот во ноќните часови.

Со бојата на светлоста може да се надомести саканата боја на ѕидот. Белиот ѕид во вечерните часови има нов колорит, а просторот ќе

завземе сосема поинаков карактер. Варијациите на ова тема се разноврсни, како и ефектите коишто може да се постигнат.

Освен примената на осветлени тела како столни и стоечки ламби кои се мобилни во просторот, интересни решенија може да се постигнат

со зглобни рефлектори, со регулирање на јачината на аголот. На овој начин можете со светлоста да ги нагласите важните елементи во

просторот како уметничките слики и скулптури.

7

http://architect.mk/images/stories/arhitektura/enterieri_i_dizajn/nesto_za_svetlo/Modern-Glass-Ceiling-Interior-Lamp-1.jpg


Создавање нагласок во ентериерот со појачани светлосни ефекти, е одличен начин за креирање на различни угодности. Светлоста како

декоративен и функционален елементн а просторот може во потполност да биде интегриран во вертикалната ѕидна, или хоризонтална подна

плоха. Ова се особено ефектни решенија, чие изразување се појачува со плохите на бои те во кои се вградени.

Белата светлост која се распрснува од обоената подлога создава динамична комфортност а од белата елегантна и свечена. Едноставна а во

крајното доживување со егзибиционистички решенија се постигнува индиректно светло, кое може да биде вградено или во долж на цел доминантен ѕид во просторот.

8

http://architect.mk/images/stories/arhitektura/enterieri_i_dizajn/nesto_za_svetlo/x3225771139564527_7.jpg


Посебен ефект создава градењето на матно стакло или плексиглас, кој пропушта индиректно светло насочено нагоре или надоле, па така

целиот ѕид или одреден сегмент станува светлечка плоха во просторот. Играта со светло продолжува со примената на светлото во

одредени бои, кое го регулирате според вашите желби.Исклучителните светлосни ефекти се постигнуваат со применана ЛЕД

светилки , осветлување кое не е ограничено во својата намена.

Интегрираното осветлување треба да е пропратено во базата, основата која е најчесто централна – од функционални причини, ново моментите на

релаксација, уживајте и склучиво во декоративната и амбиенталната диспозиција, која постои само од една причина- да го потенцира

просторот како амбиент со квалитетно доживување.

9


http://architect.mk/images/stories/arhitektura/enterieri_i_dizajn/nesto_za_svetlo/luxury-bedroom-interior-design-ideas-1.jpg



No sepak, vo poslednite nekolku decenii ovie pravila koi gi odreduvaat visinite na otvorite i parapetite se zanemaruvaat i ne samo do odredeni merki, tuku celosno, so cel da se sozdadat celosno osvetleni prostorii i zgradi, vo ime na estetskiot izgled i funkcionalnosta na istite, pa taka denes, ne retko moè da vidime celosno zastakleni zgradi i ku]i, koi izgledaat fascinira~ki. No, so razvojot na tehnolgijata, celosnata zastaklenost, pokraj toa [to ovozmoùva dobar izgled na gradbite, isto taka, ovozmoùva i zatopluvawe i ventilirawe na istite, pa taka denes imame gradbi od staklo za koi i ne sme svesni kakva druga uloga igraat tie stakla, dali e toa samo estetska ili staklata sluàt i za zagrevawe, ventilirawe ili pak ne[to sosem drugo?!

Pokraj prirodnoto osvetluvawe na zgradite, tie vo ime na ubaviot izgled i funkcioniraweto na zgradata nave~er imame i ve[ta~ko osvetluvawe i vnatre i nadvor. Denes, imame zgradi koi imaat dekorativno nadvore[no osvetluvawe, a koi plenat so svojot izgled.

LED diodite go menuvaat izgledot na zgradite, mostovite, [oping centrite, administrativnite zgradi itn. Obi~nata svetilka e zameneta so LED diodi koi se poekolo[ki i poekonomi~ni. LED industrijata vo momentov vredi 10,2 milijardi dolari. Eve nekoi od najbleskavite gradbi na dene[nicata koi koristat svetlina proizvedena od LED diodi:

10

http://architect.mk/images/stories/arhitektura/enterieri_i_dizajn/nesto_za_svetlo/love-in-paris-by-elif-serencio.jpg

http://architect.mk/images/stories/arhitektura/enterieri_i_dizajn/nesto_za_svetlo/6a00d83452b82f69e201157159dab4970c-800wi.jpg


Queen Elizabeth Conference Center

LED , Користејќи ја најсовремената технологија тимот кој учествувал во изградбата на овојцентар успеал да направи извонредна работа со

2800 , оглед на тоа дека сите светилки трошат вкупно вати што е навистина .малку

Centralnata Korejska banka bila izgradena vo 1950 godina. Klasi~nata gradba bila modernizirana koristej]i go izvonrednoto rozovo LED osvetluvawe.

11


Presti`niot Takarazuka Univerzitet za art i dizajn vo Japonija, spoj na tradicionalnoto so modernoto.

Singapore's Safra Club

Оваа рекреативна установа во Сингапур, од обичен SAFRA Town Club, со помош на светилките е претворен во објект со мошне колоритна фасада.

12


Norman Foster, dizajnerot na ova remek delo od fudbalski stadion imal namera stadionot da go zadr`i originalniot oblik, a nadvore[nosta da dobie nov izgled. Nave~er panelite bi ja propu[tale svetlinata koja doa\a od proyirni polikarbonatni paneli.

Hillsboro Arch

580 индивидуални 9mm минијатурнисветилки.Користејќи LED светилкинаместорегуларните (пазарски) сезаштедуваоколу 8.491.2 ватиначасспоред Ledtronics.

13


Kaberat: Kabaret's Prophecy

Првата перманентна инсталација во Англија, оваа светлечка комбинација која што менува боја и расположение е контролирана секоја ноќ од VJ.

Chicago Millennium Park

The Crown Fountains Chicago's Millennium Park ( во конвертира видео сигнали во ) stream LED живо или снимени во кој што се прикажува на системот во

.форма на пиксели

14


Basketball Hall of Fame

. Lumen Design Award.Сликата кажува сеДобитник на

Fleur d'Eau Shopping Centre

ReStore .LED Овој шопинг центар во Франција ја доби престижната награда .осветлувањето е интегрален дел од нивниот дизајн

Ovoj na~in na gradewe stana mnogu popularen vo poslednite nekolku decenii, so pojavuvaweto na fenomenalnite stakleni ku]i, a pokasno koga ovoj metod se poka`a kako funkcionalen, moderen, i prakti~en po~naa da

15


se pojavuvaat se pove]e vakvi zgradi, koi ve]e stanuvaat del i od na[eto sekojdnevie.

Op[tinskata zgrada - London

16


Vistinsko uìvawe so pomo[ na igra na svetlinata, sekako, ni pruàat i nekolkute objekti izgradeni poslednive godini, vo Obedinetite Arabski Emirati, koi poslednava decenija stanaa vistinski predizvik za mladite arhitekti, kako i pole za nivno eksperimentirawe so stilovi i svoe li~no izrazuvawe kade se e dozvoleno, sekako dokolku toa predizvikuva voodu[evuvawe kaj ostanatiot svet.

Me\u arhitektite koi uspeale da se dokaàt kako talentirani i inovativni spa\a i Jean Nouvel so muzejot Louvrevo Abu Dabi. Ovoj objekt osven toa [to pruà uìvawe, ni dozvoluva barem za moment da se po~uvstvuvame kako voop[to da ne se nao\ame na Zemjata.

17


“Vo 21- vek zgradite ]e bidat poinakvi od onie vo 20 - vek, tie ve]e nema da se orientirani kon betonot, ~elikot i stakloto, tuku i kon novi intelegentni materijali i tehnologija, multimedija i interakcija i samo so razbirawe na ovie ne[ta ]e mo`eme da vneseme nova forma - od arhitektura vo svetlina,]e sozdademe Sajbertektura”.

James Law

I ovoj ~ovek imal pravo koga ova go izjavil i nie sme svedoci na toa, taa takanatre~ena sajbertektura se slu~uva sega i se slu~uva nasekade okolu nas:

18


(Sybertecture Egg - Mumbai, India)

Lu\eto otsekoga[ nao\ale interes za svetlinata, zatoa i za nea se dadeni razni teorii, od razli~ni narodi i nacii vo razli~ni vremiwa. Eve del od optiчkite teorii:

Rene Dekart (1569 – 1650) tvrdel deka svetlinata e disturbacija na plenumot, kontinuirana substanca od koja bil sostaven Univerzumot. Vo 1637 god. toj ja objavil teorijata za refrakcijata na svetlinata i kako [to se pretpostavilo, neto~na, deka svetlinata patuva pobrzo niz cvrst medium a pobavno niz porazreden medium. Dekart do ovoj zaklu~ok do[ol analogno, razgleduvaj]i i prou~uvaj]i gi zvu~nite branovi. No, iako Dekart ne bil vo paravo za relativnata brzina na svetlinata, toj to~no pretpostavil deka svetlinata isto taka patuva vo branovi.

Ibn al – Hajtm (Avicena) smetal deka deka svetlinata patuva vo branovi sostaveni od svetlosni ~esti~ki so nekoja odredena i ograni~ena brzina. Toj negovite teorii gi baziral na geometrijata i gi dokaùval preku eksperimenti. Avicena, isto taka, pretpostavil deka percepcijata na svetlinata moè da bide zabeleàna samo ako taa e emituvana od nekoe iluminozno telo – izvor.

Pjer Gasendi (1592 – 1655), koj se zanimaval so izu~uvawe i prou~uvawe na atomite dal teorija za ~esti~kite i svetlinata i nivnata povrzanost, Isak Wutn vo 1675 god. ja postavil teorijata za svetlinata vo koja kaàl deka svetlinata e sostavena od ~esti~ki na materija koi se emituvaat vo site nasoki od strana na izvorot. Edna od teoriite na Wutn, koja dala argumenti protiv toa deka svetlinata pretstavuva bran bila deka branovite prodiraat niz pre~ki, a deka svetlinata toa ne go moè, no toj dal objasnuvawe za fenomenot na difrakcijana svetlinata, so ovozmoùvawe na svetlosnite ~esti~ki da sozdadat bran niz eterot.

19


Ovaa teorija na Wutn, mowela da koristi vo postavuvaweto na teorijata za reflekcijata na svetlinata, no moèla samo, da ja objasni refrakcijata ([to se dokaàlo deka bilo pogre[no). Wutn ja objavil kone~nata verzija na negovata kniga “Optika” vo 1704 god. Negovata reputacija pomognala negovata teorija za ~esti~kite i svetlinata da izdrì duri do 18 vek.

Vo 1660 god. Robert Huk ja objavil teorijata za svetlosniot bran. Kristijan Higens rabotel na svoja teorija za svetlosni branovi i vo 1690 god. gi objavil negovite “Tezi za Svetlinata”. Toj pretpostavil deka svetlinata pretstavuva bran emitiran niz serii od branovi niz medium nare~en svetlosen eter. Kako [to bilo poznato deka branovite ne se podlo`ni na gravitacija, se pretpostavuvalo deka tie dopiraat do povr[inite preku t.n. denser medium.

(skica na Tomas Jung za [irewe na svetlinata niz branovi)

Teorijata na branot kaùvala deka svetlinata moè da se probiva niz tvrdi prepreki isto kako i zvukot i deka taa svetlina moè da se polarizira, dokolku postoi obraten bran. Jung, preku eksperimenti i skici dokaàl deka svetlinata se odnesuva kako branot. Isto taka, toj, kaàl deka rzli~ni boi se rezultat na razli~ni svetlosni branovi i taa pojava ja objasnil kako trobojna recepcija na ~ove~koto oko. Drug poddrùva~ na teoriite za branot bil i Leonard Ojler. Toj kaàl deka difrakcijata na svetlinata moè najto~no da se objasni so branovi.

Podocna, Agustin - @an Fresnel nezavisno rabotel na negova teorija za svetlosniot bran i istata ja prezentiral na Akademinata na Naukite vo 1817 god. Simeon Denis Puason dodal na Fresnelovata teorija matemati~ka rabota so cel da proizvede ubedliva teorija vo polza na teorijata na svetlosniot bran , pomagaj]i m u na Wutn da ja poddrì i zacvrsti svojata teorija. Do 1821 god. Fresnel uspeal da pokaè po matemati~ki pat deka polarizacijata moè da objasni samo so teorija na svetlosen bran, samo ako svetlinata e celosno transverzalna , bez longitudinalni branovi da se pojavat voop[to.

20


Slabosta na teoriite za svetlosnite branovi, bila toa [to i na svetlosnite branovi bi im bil potreben medium da se emituvaat. Hipoteti~kata supstancija nare~ena svetlosen eter bila predloèna, no nejzinoto postoewe bilo dovedeno vo pra[awe i golem somne` vo docniot 19 vek od strana na Mi~elson i Morli.

Vo 1845 god. Majkl Faradej otkril deka linearno polariziranata svetlina rotira koga svetlosnite zraci patuvaat niz magletnto pole, niz presencija od transparenten dielektrik, efekt popoznat kako Faradeeva rotacija. Ova pretstavuvalo prv dokaz za toa deka svetlinata e povrzana so elektromagnetizmot.Vo 1846 god. toj [pekuliral deka svetlinata moèbi e nekakov vid na disturbacija zaedno so liniite na magnetnoto pole. Faradej vo 1847 god. kaàl deka svetlinata pretstavuva visoko frekventna elektromagnetna vibracija. Ovaa teorija bila izdr`liva zatoa [to ne sodrèla medium kako [to bil eterot.

(svetlosen zrak, amplituda vo elektri~no i magnetno pole)

Faradeevata teorija go inspirirala Xejms Klark Maksvel da ja prou~uva elektromagnetnata radijacija i svetlinata. Maksvel otkril deka elektromagnetnite branovi bi patuvale niz prostorot so konstantna brzina ~ie patuvawe bi bilo ednakvo na predhodno izmerenata brzina so koja svetlinata patuva. Od ova Maksvel konstatital deka svetlinata e eden vid na elektromagnetna radijacija i za istoto dal celosna matemati~ka potkrepa i opis za odnesuvaweto na elektri~nite i magnetnite poliwa popoznato u[te kako Maksvelova ravenka (edna~ewe). Brzo potoa, Henri Herc ja potvrdil Maksvelovata taorija, eksperimentiraj]i so generirawe zabeleùvawe na radio branovi vo negovata labaratorija i demonstriraj]i deka tie branovi se odnesuvaat isto kako vidlivata svetlina, davaj]i im karakteristiki kako refrakcija, difrakcija, i interferencija. Maksvelovata teorija i Hercovite eksperimenti vodele direktno do razvivaweto na radio modemot, radarot, televizorot i televizijata, elektromagnetnite sliki i bezì~nata komunikacija.

21


Teorijata za branot bila uspe[na vo objasnuvaweto na skoro site opti~ki i elektromagnetni fenomeni i pretstavuvala golem triumf vo fzikata vo 19 vek. No, vo docniot 19 vek mnogu od eksperimentite pokaàle anomalii pokaàle deka moèbi ne bilo objasneto od kade i od kogo tie se sozdale. Edna od ovie anomalii vklu~uvala i kontroverzija nad brzinata na svetlinata. Konstantnosta na svetlosnata brzina pokaàna niz ravenkata an Maksvel i potvrdata od Mi~elson – Morli esperimentotprotivre~ela so mehani~kite zakoni na dvièweto koi postoele u[te od vremeto na Galileo, [to dokaàlo deka brzinata so koja svetlinata patuva ne e ednakva so brzinata na nejzinoto nabquduvawe. Vo 1905 god. Albert Ajn[tajn go re[il ovoj paradoks so revizija na modelot na Galileo za prostorot i vremeto na smetka na konstantnosta na brzinata na svetlinata. Ajn[tajn ja formuliral svojata ideja vo negovata teorija na relativitetot, so [to naprenalo ~ovekovoto sfa]awe za vremeto i prostorot. Ajn[tajn isto taka, demonstriral predhodno nepoznata fundamentalna ednakvost na energijata i masata vo negovata poznata ravenka:

kade E pretstavuva energija, m e masata, a s e brzinata na svetlinata vo vakuum

U[te edna eksperimentalna gre[ka pretstavuval fotoelektri~niot efekt, spored koja svetlinata koja udira na metalna povr[ina proizveduva elektroni od povr[inata predizvikuvaj]i elektricitet, koj imal i odredena voltaà. Eksperimentalnite merewa demonstrirale deka energijata [to edno praznewe proizveduva elektroni proporcionalni so frekfencijata pove]e otkolku so intenzitetot na svetlinata. Ponataka pod odredena minimum frekfencija koja zavisela od metalot nemalo sovpa\awe so so intenzitetot. Ovie observacii bile kontradiktorni so teoriite za branot i fizi~arite so godini se obiduvale da najdat re[enie i verodostojno objasnuvawe za ovoj problem. Vo 1905 god. Ajn[tajn ja re[il zagatkata, ovoj pat reviziraj]i ja teorijata za ~esti~kite na svetlinata. No poradi razni[uvaweto na teorijata za branot ovoj dokaz na Ajn[tajn bil prifaten so golem skepticizam me\u renomiranite fizi~ari, me\utoa ovaa teorija na Ajn[tajn ]e rezultira so triumf na krajot baziraj]i se na dualitet pome\u branot i ~esti~kata (kvantna mehanika).

Treta anomalija se pojavila vo docniot 19 vek koja se vklu~uvala kontradiktornost me\u teorijata na branot i merewata na elektromagnetniot spektrum t.n. crna dupka. Fizi~arite se borele so re[avaweto na ovoj problem [to podocna bilo nare~eno ultravioletovata katastrofa, neuspe[na mnogu godini. Vo 1900 god. Maks Plank razvil nova teorija za radijacijata na

22


cnite tela [to so nabquduvawata na spektrumot se dokaàlo deka e to~na. Plankovata teorija bila bazirana vrz tvrdewata deka takanare~enite crni tela emitiraat svetlina i drugi elektromagnetni radijacii samo kako paket na energija. Ovie paketi bile nare~eni kvanti, a ~esti~kite svetlina bile nare~eni fotoni, so cel da k0respondiraat so drugite ~esti~ki nare~ni elektroni i protoni. Eden foton ima energija E, proporcionalna na negovata frekfencija f so:

kadeh e konstanta, λ e branova dolìna, a s e brzinata na svetlinata

Modernata teorija koja ja objasnuva prirodata na svetlinata vklu~uva dualitet bran - ~esti~ka, opi[ana vo teorijata na Albert Ajn[tajn vo 1900 god. a koi bile bazirani na studiite za fotoelektri~niot efekt i rezultatite na Plank. Ajn[tajn gi dokaàl deka energijata na eden foton e proporcionalna so negovata frekfencija. Generalno, ovaa teorija gi sodrì obete karakteristiki i na ~esti~kata i na branot i deka nekolku eksperimenti moè da ja potvrdat i to~nosta na teorijata a i zavisnosta na ovie dva elementa.

Kvantnata mehani~ka teorija za svetlinata i elektromagnetnata radfijacija prodolìla da se razviva niz 1920 i 1930 god. i kulminirala vo 1940 god. so teorijata za kvantnata elektrodinamika. Ovaa teorija bila predizvik za izu~uvawe na mnog fizi~ari niz godinite, a bila razviena od fizi~arite Ri~ard Fejnman, Frimen Dison, Xulijan {vinger i {in I~iro Tomonaga, na koi vo 1965 godina im donese Nobelova Nagrada za Fizika, zaradi nivniot golem doprinos na ova pole.

Svetlinata gi pritiska site tela koi ]e se najdat na nejziniot pat, na ist na~in kako [to i vetrot bi gi pritiskal. Ovoj pritisok najlesno se objasnuva niz slednava teorija: fotonite udiraat i go prenesuvaat nivniot momentum. Svetlosniot pritisok moè da predizvika asteroidite da se dviàt pobrzo, dejstvuvaj]i vrz nivnata povr[ina kako vrternica ili vrtlog. Ovaa pojava seu[te se ispituva.

23


Razli~nite branovi dolìni koi se detektirani od ~ovekovoto oko, mozokot gi integrira vo boi. Ovoj spektar se dviì od crvena no violetova boja. Frekfenciite koi egzistiraat pome]u ovie dva kraja na vidliviot spektar mozokot gi preveduva kako portokalova, òlta, zelena i sina boja .

Branovite dolìni na elektromagnetniot spektar koi se nao\aat vedna[ do krajnite to~ki na vidliviot spektar se narekuvaat ultra violetova (UV) i e so kratka branova dolìna i visoka frekfencija, i infracrvena (IC) so dolga branova dolìna i kratka frekfencija. Nekoi ìvotni kako [to se p~elite moàt da ja detektiraat UV radijacijata, dodeka drugi, kako na primer, zmijata (del od niv) moàt da detektiraat infracrvena svetlina. Ultra – violetovata radijacija vo golemi dozi e [tetna za ~ovekot i dolgotrajnoto izloùvawe na nea moè da predizvika izgorenici, duri i rak na koàta.

Svetlinata nastanuva koga elektri~niot naboj se dviì niz elektromagnetnoto pole. Atomot emituva svetlina koga nekoj od negovite elektroni e pottiknat od dopolnitelna energija odnadvor. zra~eweto na pottiknatite elektroni pretstavuva bran. Svetlinata so mala energija ima mala frekfencija.no pogolema branova dolìna, a svetlinata so pogolema energija ila pogolema frekfencija a pomala branova dolìna.

branobva dolìna = brzina na svetlinata / frekfencija

Brzinata na svetlinata, kako i ostanatite elektromagnetni branovi iznesuva 299,743 km/s.

Vegetacijata gi apsorbira crvenata i sinata boja, a reflektira zelena, pa zatoa rastenijata gi gledame kako zeleni.Ne[tata koi apsorbiraat sina boja, a reflektiraat crvena gi gledame kako crveni, a tie koi apsorbiraat crvena, a reflektiraat sina, gi gledame kako sini, a boi koji podednakvo reflektiraat svetlost vo site boi se bela, crna i siva.

Site boi koi gi gledame na Zemjata se samo pra[awe koi svetlosni branovi se podolgi i najdobro se reflektiraat.

Elektromagnetniot spektrum pretstavuva opsegot na site mo`ni frekfencii na elektromagnetnata radijacija. “Elektromagnetniot spektrum”na

24


eden objekt e karakteristi~nata distribucija na elektromagnetnata radijacija emitirana ili absorbirana od eden partikularen objekt.

Elektromagnetniot spektrum se [iri od najmalata frekfencija upotrebena kaj radioto do gama radijacijata kaj kratkite branovi, opfa]aj]i iljanici kilometri do frakcija so golemina na atom. Dolgite branovi se limitirani so samiot univerzum, a dodeka kratkite branovi se veli deka se so golemina na eden Plank, spered principot na opsegot na spektrumot (beskone~en).

Infracrveniot del od elektromagnetniot spektrum pokriva opseg od okolu300 GHz (1 mm) to 400 THz (750 nm) i mo`e da se podeli na tri delovi:

dale~na infracrvena. sredna infracrvena. neposredna infracrvena

Vedna[ posle feekfencijata na infracrvenata radijacija doa\a vidlivata radijacija ili kaj nas popoznata kako svetlina. Na ovoj na~in sonceto i yvezdite ja emitiraat pogolemata koli~ina na nivnata radijacija. elektromagnetnata radijacija so branova dol`ina me\u 380 nm i 760 nm (790–400 terahertz) e detektirana od ~ove~koto oko i se narekuva vidliva tokmu poradi toa.

25


Spektar e slika na apsorbirano, emitirano ili reflektirano zra~ewe, podredeni po energija, branovi dolìni, ili frekfencii. Se podrazbira deka e vo pra[awe elektromagnetno zra~ewe, iako moè da ima isklu~oci, kako na primer kaj masnata spektrometrija, kade slikata e uredena po masi i stanuva zbor za joni a ne za zra~ewe.

Zborot spektar, voveden e vo 17 vek, vo optikata da ozna~i opseg na boi koi se dobivaat so propu[tawe na bela son~eva svetlina niz opti~ka prizma. Nabrzo izrazot e preciziran na slika na intenzitetot na svetlinata vo funkcija na frekfencijata ili branovata dolìna.

Potoa zna~eweto na izrazot spekter se pro[iril i na ostanatite branovi, kako na primer zvu~ni branovi, i se do denes se koristi da opi[e zavisnost na bilo koj signal koj moè da bide razdelen na sopstveni frekfentni komponenti. Spektarot obi~no pretstavuva dvodimenzionalen crte` kade nezavisno promenlivata e frekfencijata, branovata dolìna ili niz niv izvedena veli~ina (energija, branov broj, period...). Me\utoa vo poslednite dvaesetina godini se razvieni metodi na pove]e dimenzionalni spektroskopii, posebno vo nuklearno – magnetno – rezonantnata spektroskopija, kade ima pove]e nezavisno promenlivi frekfencii, pa spektrite moè da imaat dimenzii od 2, 3, 4, 5, 6. (iako nema principielno ograni~uvawe se zastanlo na 6 od prakti~ni pri~ini)

26


Vo fizikata, radijacijata go opi[uva bilo koj proces vo koj energijata emituvana od edno telo patuva niz prostorot, za kone~o da bide apsorbirana od drugo telo. Ne- fizi~ki naj~esto se povrzuva so jonizirana radijacija, no isto taka moè da se povrze i so elektromagnetnata radijacija i koja isto taka moè da bide od jonizirana radijacija, do akusti~na radijacija, ili do drugi procesi. Toa [to predizvikuva radijacija e toa [to energijata e radioaktivna. Ovaa geometriski prirodno vodi do sistem od merki i fizi~ki edinici, koi se prirodno skloni na bilo kakva radijacija. Nekoi vidovi na radijacija moè da se katastrofalni, i toa ne samo po zdravjeto na ~ovekot, tuku i kon se [to se smeta za priroda.

Nekoi vidovi na radijacija imaat dovolno energija da joniziraat ~esti~ki. Generalno, ova vklu~uva elektron da bide pottiknat (“~uknat”) od atomska elektronska ]elija, koja bu mu dala pozitivno polnewe. Ova ~esto e [tetno za biolo[kite sistemi i moè da predizvika mutacii ili rak.

Ovoj vid na procesi naj~esto se slu~uvaat vo radioaktivni podra~ja.

Svetlina ili poto~no vidliva svetlina, e elektromagnetna radijacija na branova dolìna koja e vidliva so ~ove~koto oko. Fizi~arite koga zboruvaat za svetlinata preferiraat da se koristat so izrazite elektromagnetna radijacija na site branovi dolìni, bilo da se vidlivi ili ne.

Drugi vidovi na radijacija:

radijacija na crni tela termi~ka radijacija elektro – magnetna radijacija radijacija na neutroni ne – jonizira~ka radijacija

27


Studijata za svetlinata i nejzinata interakcija so materijata se narekuva optika. Opservacijata i studijata za opti~kite fenomeni, kako [to se vino`itata i sl. nudat mnogu zaklu~oci za prirodata na svetlinata, kako i za nejzinoto dejstvo, kako opti~kite fenomeni, na koi, nie, nesomneno mnogu im se voshituvame i u`ivame vo nivnata gletka.

28


ZAKLUЧOK:

Moèbi, sekoj od nas nema potreba da gi znae definiciite, ravenkite i grankite na svetlinta, koj se ja prou~uval i postavuval teorii, se [to svetlinata prou~uva, no potrebno e da zapametime [to se ni ovozmoùva svetlinata: da gi definirame site ostanati raboti okolku nas, dewe i no]e: promenata na percepcijata na ne[tata i ili telata na koi svetlinata pa\a i prostorot koj gi sodrì. Svetlinata ili nedostigot na svetlinata, moè i se menuva vo sekoe godi[no vreme, sekoj den, sekoja godina, den, ~as, sekoj moment...

Iako vidovme kolkavo e vlijanieto na svetlinata vrz na[ite ìvoti i kolkav e nejziniot opseg vo fizikata, [to se e povrzano so nea, sepak rabotata [to nas bi trebalo da ne zasega (i ne zasega), e sekako, vlijanieto na svetlinata vrz i na arhitekturata i kolkavo moè da bide toa vlijanie. Vidovme i kako so igra so svetlinata ednostavnite i “zdodevni” zgradi moàt da se pretvorat vo interesni formi koi ]e privlekuvaat vnimanie kaj lu\eto i ]e pottiknuvaat voodu[evuvawe kaj niv, [to sekako predizvikuva zadovolstvo kaj sekoj arhitekt, a i pottik za ponatamo[na dobra rabota i inspiracija.

Vidovme [to se svetlinata i igrata so svetlinata moè da napravat, [to predizvikuvaat i kakvi se nejzinite efekti, pa dokolku sakame da prodolìme da ja koristime svetlinata, toa treba da bide svesno i racionalno bez da zaboravame deka Sonceto, nejziniot izvor, ne e ve~no.

29


30

Светлина во архитектурата и нејзините карактеристики

Documents