Viditelné světlo, které cestuje vesmírem závratnou rychlostí 186 282 mil za sekundu, je jen jednou částí širokého spektra světla, které zahrnuje veškeré elektromagnetické záření. Viditelné světlo můžeme detekovat díky kuželovitým buňkám v očích, které jsou citlivé na vlnové délky některých forem světla. Jiné formy světla jsou pro člověka neviditelné, protože jejich vlnové délky jsou příliš malé nebo příliš velké na to, aby je naše oči detekovaly.
Skrytá povaha bílého světla
To, čemu říkáme bílé světlo, není vůbec jedna barva, ale celé spektrum viditelného světla dohromady. Po většinu lidských dějin byla povaha bílého světla zcela neznámá. Až v šedesátých letech 16. století objevil sir Isaac Newton pravdu za bílým světlem pomocí hranolů - trojúhelníkové skleněné tyče - rozbít světlo do všech jeho různých barev a poté je znovu sestavit znovu.
Když bílé světlo prochází hranolem, jeho jednotlivé barvy jsou odděleny a odhalují červenou, oranžovou, žlutou, zelenou, modrou, indigovou a fialovou barvu. Jedná se o stejný efekt, jaký vidíte, když světlo prochází kapičkami vody a vytváří na obloze duhu. Když tyto oddělené barvy prosvítají druhým hranolem, spojí se dohromady a vytvoří jediný paprsek bílého světla.
Světelné spektrum
Bílé světlo a všechny barvy duhy představují malou část elektromagnetického spektra, ale jsou to jediné formy světla, které můžeme vidět kvůli jejich vlnovým délkám. Lidé mohou detekovat pouze vlnové délky mezi 380 a 700 nanometry. Fialová má nejkratší vlnovou délku, jakou vidíme, zatímco červená má největší.
I když běžně nenazýváme jiné formy elektromagnetického záření světlem, je mezi nimi malý rozdíl. Infračervené světlo je těsně mimo naši vizi s vlnovou délkou větší než červené světlo. Pouze s nástroji, jako jsou brýle pro noční vidění, dokážeme detekovat infračervené světlo generované naší kůží a jinými předměty emitujícími teplo. Na druhé straně viditelného spektra jsou vlny menší než fialové světlo ultrafialové, rentgenové a gama.
Barva světla a energie
Barva světla je obvykle určena energií produkovanou zdrojem, který ji emituje. Čím je objekt teplejší, tím více energie vyzařuje, což vede ke světlu s kratšími vlnovými délkami. Chladnější objekty vytvářejí světlo s delšími vlnovými délkami. Například pokud zapálíte hořák, zjistíte, že jeho plamen je zpočátku červený, ale jakmile jej rozsvítíte, barva se změní na modrou.
Podobně hvězdy emitují různé barvy světla kvůli jejich teplotám. Povrch slunce má teplotu kolem 5 500 stupňů Celsia, což způsobuje, že vyzařuje nažloutlé světlo. Hvězda s chladnější teplotou 3000 ° C, jako Betelgeuse, vyzařuje červené světlo. Žhavější hvězdy jako Rigel s povrchovou teplotou 12 000 C vyzařují modré světlo.
Duální povaha světla
Pokusy se světlem na počátku 20. století odhalily, že světlo má dvě přirozenosti. Většina experimentů ukázala, že světlo se chovalo jako vlna. Například, když svítíte světlem velmi úzkou štěrbinou, rozšiřuje se to stejně jako vlna. V jiném experimentu, který se nazývá fotoelektrický efekt, ale když na kov sodný zasvítíte fialovým světlem, kov vysune elektrony, což naznačuje, že světlo je tvořeno částicemi zvanými fotony.
Ve skutečnosti se světlo chová jako částice i vlna a zdá se, že mění svou povahu na základě experimentu, který provádíte. V nyní známém experimentu se dvěma štěrbinami se světlo chová, když světlo narazí na dvě štěrbiny v jedné bariéře jako částice, když hledáte částice, ale také se chová jako vlna, pokud hledáte vlny.