ما هي خصائص طيف الضوء المرئي؟

الضوء المرئي هو الضوء الذي يراه البشر بأعينهم. يأتي الضوء المرئي بشكل أساسي من الشمس ، ولكن أيضًا من مصادر الضوء الطبيعية والتي من صنع الإنسان. طيف الضوء المرئي هو نطاق الأطوال الموجية التي تشكل الضوء المرئي.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

الضوء المرئي هو نوع الضوء الذي يمكن للبشر رؤيته. ينتقل الضوء المرئي بسرعة مذهلة ، ويتكون من نطاق واسع من الأطوال الموجية ويوجد على شكل موجات وجسيمات.

الضوء نوع من الطاقة مصنوع من الموجات الكهرومغناطيسية ، مزيج من المغناطيسية والكهرباء. الضوء المرئي هو نوع واحد فقط من الضوء ، أو الإشعاع الكهرومغناطيسي. يمكن لحيوانات معينة مثل النحل رؤية أشكال أخرى من الضوء ، مثل الأشعة فوق البنفسجية. تعتبر موجات الراديو نوعًا آخر من الضوء ، مثلها مثل ضوء الأشعة تحت الحمراء. يمكن للبشر فقط رؤية جزء صغير من الإشعاع الكهرومغناطيسي ، وهذا النطاق يسمى طيف الضوء المرئي. يتكون الضوء المرئي من موجات وجسيمات. تسمى هذه الفكرة "ازدواجية موجة-جسيم" وهي أحد المبادئ الأساسية لاكتشافات الفيزياء الثورية في نظرية الكم.

عندما تكون الذرات متحمسة ، يمكنها إصدار جسيم فوتون إذا مر به فوتون آخر بنفس الطاقة.

الضوء الذي يراه الإنسان بالعيون يسمى الضوء المرئي. يحتوي الضوء المرئي على كل لون يمكن للبشر رؤيته. هناك خصائص مميزة للضوء المرئي تميزه عن الأنواع الأخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي.

إذا مر طيف الضوء المرئي عبر منشور ، فإن قوس قزح الناتج يكشف كل الألوان في الطيف. وتتراوح هذه من الأحمر ، بطول موجة 700 نانومتر (وهو صغير بشكل لا يصدق) ، حتى البرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق وأخيراً البنفسجي ، بطول موجة 380 نانومتر (وهو متساوي الأصغر!). على النقيض من ذلك ، فإن الأطوال الموجية للراديو طويلة جدًا ، أكبر من متر. تعد الأطوال الموجية لأشعة جاما أصغر من أطوال موجات الضوء المرئي ، على مستوى البيكومتر!

من خصائص الضوء المرئي وجود خطوط امتصاص داكنة في طيف الضوء المرئي. تعمل هذه الخطوط كعلامات للأطوال الموجية المفقودة. يستخدم العلماء هذه الأنماط لدراسة تكوين النجوم ، حيث تتوافق الأطوال الموجية المفقودة مع عناصر معينة.

من الخصائص المثيرة للاهتمام للضوء المرئي وجوده كموجة وجسيم. قد يبدو هذا غريبًا ، لكن ضع في اعتبارك أولاً الجانب الموجي للضوء المرئي. مثل أي موجة أخرى ، بما في ذلك الموجات في المحيط ، يمكن لموجات الضوء أن تنتقل في كل اتجاه ، وتتفاعل مع الأمواج الأخرى وحتى تنحني.

تنتقل هذه الموجات بسرعة 186000 ميل في الثانية في الفراغ ، والذي يشار إليه على أنه ثانية ضوئية واحدة. يتباطأ الضوء المرئي عند المرور عبر مادة أكثر كثافة مثل الهواء أو عيون الإنسان.

لا يمكن للضوء المرئي المرور عبر أي جدران غير شفافة ، مثل موجات الراديو.

يمكن أن ينبعث الضوء المرئي من عدد من المصادر. مصدر الضوء المرئي الأكثر تأثيرًا على الأرض هو الشمس. تشمل المصادر الأخرى للضوء المرئي النجوم والكواكب والأقمار (التي تعرض الضوء المنعكس من الشمس) ، والشفق القطبي ، النيازك والبراكين والبرق والنار والكائنات الضيائية الحيوية مثل اليراعات وقناديل البحر والأسماك وحتى بعض الميكروبات.

هل يمكنك تخيل العيش في عصر بدون مصابيح أو مصابيح؟ لقد تطورت تقنية مصادر الضوء البشرية بشكل كبير منذ أن كان على البشر الأوائل الاعتماد فقط على الضوء في بيئتهم. تشمل المصادر الاصطناعية للضوء المرئي الشموع ومصابيح الزيت وإضاءة الغاز والمصابيح الكهربائية. اليوم ، توجد مجموعة واسعة من المصابيح والمصابيح ، من الأنواع المبكرة من المصابيح المتوهجة إلى مصابيح الفلورسنت ، إلى مصابيح الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED). يتم تصنيع المزيد من المصابيح الموفرة للطاقة كل عام.

مصدر آخر قوي للطول هو الليزر ، أو تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع. في هذا الوقت ، لا يشبه الليزر الأسلحة التي نراها في أفلام الخيال العلمي والبرامج التلفزيونية. لكنها لا تزال مفيدة للغاية. أشعة الليزر عبارة عن أشعة ضوئية أحادية الطول تستخدم في العديد من التقنيات الحديثة ، من الرموز الشريطية وتخزين الموسيقى إلى الجراحة والفحص المجهري. تستخدم أيضًا أجهزة قياس الارتفاع بالليزر بواسطة الأقمار الصناعية المستخدمة لدراسة الصفائح الجليدية القطبية للأرض ، لمعرفة كمية المياه التي تخزنها. يتم استخدام الضوء باستمرار بطرق جديدة وفعالة لمساعدة البشرية ، والعالم بأسره بالفعل.

هل تتذكر أول علبة من الطباشير الملون؟ فرحة رؤية الكثير من الألوان في علبة صغيرة تعني الكثير من الاحتمالات! ربما تكون السمة الأكثر روعة للضوء المرئي هي اللون. يرى البشر مجموعة واسعة من الألوان في الضوء المرئي ، ولكل لون طول موجي خاص به. تشمل مكونات اللون للضوء المرئي البنفسجي والأزرق والأخضر والأصفر إلى البرتقالي والأحمر الساطع والأحمر الداكن. يمتد النطاق الكامل للطول الموجي للضوء المرئي من حوالي 340 نانومتر إلى حوالي 750 نانومتر. يقع الضوء في حدود 340 إلى 400 نانومتر بالقرب من الأشعة فوق البنفسجية (UV) ، ومعظمها غير مرئي للعين البشرية. يتكون اللون البنفسجي من أطوال موجية من 400 إلى 430 نانومتر. يتراوح مدى الطول الموجي للأزرق ما بين 430 إلى 500 نانومتر ، والأخضر يتراوح من 500 إلى 570 نانومتر. تتراوح الألوان من الأصفر إلى البرتقالي بين 570 إلى 620 نانومتر. يبلغ الطول الموجي للون الأحمر الفاتح 620 إلى 670 نانومتر. يتراوح الطول الموجي للون الأحمر الداكن بين 670 و 750 نانومتر. أبعد من ذلك ، الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء يزيد عن 750 نانومتر ، وما يزيد عن 1100 نانومتر لم يعد مرئيًا للعين البشرية. عند هذه النقطة ، يكون الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء (IR). إذا كنت تريد أن ترى كيف يبدو ضوء الأشعة تحت الحمراء ، يمكنك استخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء ، التي تلتقط الضوء كتوقيعات حرارية. مع غروب الشمس ، قد تلاحظ ألوانًا مختلفة عما ستراه إذا كانت الشمس في السماء مباشرة. وذلك لأن الغلاف الجوي للأرض يعمل كنوع من الموشور ، وهو يحني ألوان ضوء الشمس.

على الرغم من أن اللون الأزرق غالبًا ما يعتبر "لونًا رائعًا" ، إلا أنه في الواقع يمكن أن يمثل شيئًا ساخنًا جدًا ، مثل اللهب الأزرق على موقد الغاز أو النجم الساخن. نعم ، النجوم لها ألوان! تتوافق ألوان النجوم مع درجة حرارة النجم. الشمس صفراء اللون وتبلغ درجة حرارة سطحها حوالي 5500 درجة مئوية. النجم الأكثر برودة مثل منكب الجوزاء يكون أحمر اللون ، عند حوالي 3000 درجة مئوية. النجوم الأكثر سخونة هي زرقاء ، مثل Rigel ، حيث تصل درجة حرارتها إلى 12000 درجة مئوية.

بدون مكونات الألوان للضوء المرئي ، لا يمكن للناس تقدير اللون الأحمر الساطع للفراولة ، أو الأشكال العديدة لغروب الشمس. يمنح اللون الناس معلومات عن عالمهم بالإضافة إلى جمالهم.

بما أن طيف الضوء المرئي هو الضوء الذي يمكن للبشر رؤيته ، فكيف يعمل ذلك؟ تعمل العين البشرية والدماغ معًا لإدراك الضوء المرئي. إما أن يكون هناك حاجة إلى مصدر ضوء ، مثل ضوء الشمس أو مصباح كهربائي ، أو يجب أن يكون هناك ضوء ينعكس على كائن ما. من أمثلة الضوء المنعكس الضوء المنعكس من الثلج والجليد والغيوم. يدخل الضوء من أي مصدر إلى عين الإنسان وتستقبله خلايا العين التي تسمى المخاريط. ترسل الأعصاب الخاصة التي تستجيب لنطاق طيف الضوء المرئي إشارات إلى الدماغ ، مما يفسرها على أنها ضوء. لن يرى شخصان الضوء بنفس الطريقة تمامًا ، وذلك بسبب الاختلافات الطفيفة في شبكية عينيهما. تتغير أيضًا القدرة على رؤية الضوء بأطوال موجية مختلفة مع تقدم العمر. في مرحلة الطفولة ، يمكن للناس عادةً الرؤية بأطوال موجية أقصر مما كانت عليه عندما كانوا أكبر سناً.