Какви са свойствата на спектъра на видимата светлина?

Видимата светлина е светлината, която хората виждат с очите си. Видимата светлина идва предимно от слънцето, но също така и от други естествени и изкуствени източници на светлина. Спектърът на видимата светлина е диапазонът от дължини на вълните, които съставляват видимата светлина.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Видимата светлина е вид светлина, която хората могат да видят. Видимата светлина пътува невероятно бързо, състои се от широк диапазон от дължини на вълните и съществува както като вълни, така и като частици.

Светлината е вид енергия, направена от електромагнитни вълни, смесица от магнетизъм и електричество. Видимата светлина е само един вид светлина или електромагнитно излъчване. Някои животни като пчелите могат да виждат други форми на светлина, като ултравиолетова светлина. Радиовълните са друг вид светлина, както и инфрачервената светлина. Хората могат да видят само малка част от електромагнитното излъчване и тази лента се нарича спектър на видимата светлина. Видимата светлина е направена както от вълни, така и от частици. Тази идея се нарича „двойственост на вълновите частици“ и е един от основните принципи на революционните физически открития в квантовата теория.

Когато атомите се възбудят, те могат да излъчат фотонна частица, ако друг фотон със същата енергия минава покрай него.

Светлината, която хората виждат с очи, се нарича видима светлина. Видимата светлина съдържа всеки цвят, който хората могат да видят. Съществуват различни свойства на видимата светлина, които я отличават от другите видове електромагнитно излъчване.

Ако спектърът на видимата светлина премине през призма, получената дъга разкрива всички цветове в спектъра. Те варират от червено с дължина на вълната от 700 нанометра (което е невероятно малко) до оранжево, жълто, зелено, синьо и накрая виолетово, с дължина на вълната от 380 нанометра (което е равномерно по-малки!). За разлика от тях дължините на радиовълните са доста дълги, по-големи от метър. Дължините на вълните на гама лъчите са дори по-малки от дължините на вълните на видимата светлина, на ниво пикометър!

Едно от свойствата на видимата светлина е наличието на тъмни абсорбционни линии в спектъра на видимата светлина. Тези линии служат като маркери за липсващите дължини на вълната. Учените използват тези модели, за да изследват състава на звездите, тъй като липсващите дължини на вълната съответстват на определени елементи.

Интересна характеристика на видимата светлина е, че съществува и като вълна, и като частица. Това може да звучи странно, но помислете първо за вълновия аспект на видимата светлина. Както всяка друга вълна, включително вълните в океана, светлинните вълни могат да пътуват във всяка посока, да взаимодействат с други вълни и дори да се огъват.

Тези вълни се движат с 186 000 мили в секунда във вакуум, което се нарича една светлинна секунда. Видимата светлина се забавя, когато преминава през по-плътен материал като въздух или човешки очи.

Видимата светлина не може да премине през непрозрачни стени, както радиовълните могат.

Видима светлина може да се излъчва от редица източници. Най-влиятелният видим източник на светлина на Земята е слънцето. Други източници на видима светлина включват звезди, планети и луни (които показват светлина, отразена от слънцето), сияния, метеори, вулкани, мълнии, огън и биолуминесцентни организми като светулки, някои медузи, риби и дори някои микроби.

Можете ли да си представите да живеете в епоха без крушки или лампи? Технологията на човешките източници на светлина еволюира много, тъй като ранните хора трябваше да разчитат само на светлината в своята среда. Изкуствените източници на видима светлина включват свещи, маслени лампи, газово осветление и крушки. Днес съществува широка гама от крушки и лампи, от ранните видове крушки с нажежаема жичка до флуоресцентни светлини, до светлини с диодни светлини. Всяка година се правят по-енергийно ефективни крушки.

Друг мощен източник на дължина е ЛАЗЕР, или Усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на радиация. Към този момент от време лазерите не приличат на оръжията, гледани във филми с научна фантастика и телевизионни предавания. Но те все още са много полезни. Лазерните лъчи са светлинни лъчи с една дължина на вълната, които се използват в много съвременни технологии, от баркодове и съхранение на музика до хирургия и микроскопия. Лазерните висотомери се използват и от спътниците, използвани за изследване на полярните ледени покривки на Земята, за да се види колко вода съхраняват. Светлината непрекъснато се използва по нови, ефикасни начини за подпомагане на човечеството и всъщност целия свят.

Помните ли първата си кутия пастели? Радостта да видиш толкова много цветове в малка кутия означаваше толкова много възможности! Може би най-очарователната характеристика на видимата светлина е цветът. Хората виждат широка гама от цветове във видима светлина и всеки цвят има своя собствена дължина на вълната. Цветните компоненти на видимата светлина включват виолетово, синьо, зелено, жълто до оранжево, ярко червено и тъмно червено. Пълният обхват на дължината на вълната на видимата светлина се простира от около 340 нанометра до около 750 нанометра. Светлината в диапазона от 340 до 400 нанометра е близо до ултравиолетовата (UV), предимно невидима за човешките очи. Виолетовият цвят се състои от дължини на вълната от 400 до 430 нанометра. Обхватът на дължината на вълната на Blue е 430 до 500 нанометра, а зеленият е от 500 до 570 нанометра. Жълтите до оранжевите цветове варират между 570 до 620 нанометра. Ярко червеното има дължина на вълната, варираща от 620 до 670 нанометра. Дължината на вълната на тъмночервеното е между 670 до 750 нанометра. Освен това, близката инфрачервена светлина е над 750 нанометра, а над 1100 нанометра вече не се вижда от човешките очи. В този момент светлината е в инфрачервения (IR) спектър. Ако искате да видите как изглежда IR светлината, можете да използвате инфрачервена камера, която улавя светлината като топлинен подпис. Докато слънцето залязва, може да забележите различни цветове, отколкото бихте видели, ако слънцето е директно над главата. Това е така, защото атмосферата на Земята служи като вид призма и огъва цветовете на слънчевата светлина.

Въпреки че синьото често се счита за „студен цвят“, то всъщност може да представлява много горещ обект, като синия пламък на газова печка или гореща звезда. Да, звездите имат цветове! Цветовете на звездите съответстват на температурата на звездата. Слънцето е с жълт цвят и има повърхностна температура около 5500 градуса по Целзий. По-хладна звезда като Бетелгейзе обаче е с червен цвят, на около 3000 градуса по Целзий. Най-горещите звезди са сини, като Ригел, който е горещ до 12 000 градуса по Целзий.

Без цветните компоненти на видимата светлина хората не биха могли да оценят яркочервения цвят на ягодите или многото нюанси на залеза. Цветът дава на хората информация както за техния свят, така и за красотата.

Тъй като спектърът на видимата светлина е светлината, която хората могат да видят, как работи това? Човешкото око и мозъкът работят заедно, за да възприемат видимата светлина. Или трябва да има източник на светлина, като слънчева светлина или крушка, или трябва да има отразена светлина върху обект. Примерите за отразена светлина включват светлината, отразена от сняг, лед и облаци. Светлината от всеки източник влиза в човешкото око и се приема от очните клетки, наречени конуси. Специални нерви, които реагират на спектъра на видимата светлина, изпращат сигнали до мозъка, който ги интерпретира като светлина. Няма двама души да виждат светлината точно по същия начин, поради малки разлики в ретините на очите им. Способността да виждаме светлина на различни дължини на вълните също се променя с възрастта. В детството хората обикновено виждат на по-къси дължини на вълната, отколкото когато са по-възрастни.