Nähtav valgus on valgus, mida inimesed näevad oma silmaga. Nähtav valgus tuleb peamiselt päikesest, aga ka muudest looduslikest ja inimtekkelistest valgusallikatest. Nähtava valguse spekter on lainepikkuste vahemik, millest moodustub nähtav valgus.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Nähtav valgus on selline valgus, mida inimesed näevad. Nähtav valgus liigub uskumatult kiiresti, koosneb laiast lainepikkuste vahemikust ja eksisteerib nii lainete kui ka osakestena.
Millest valgus koosneb?
Valgus on teatud tüüpi energia, mis on valmistatud elektromagnetlainetest, segu magnetismist ja elektrist. Nähtav valgus on ainult ühte liiki valgus ehk elektromagnetkiirgus. Teatud loomad, nagu mesilased, näevad muid valguse vorme, näiteks ultraviolettvalgust. Raadiolained on teist tüüpi valgus, nagu ka infrapuna. Inimesed näevad ainult väikest osa elektromagnetkiirgusest ja seda riba nimetatakse nähtava valguse spektriks. Nähtav valgus koosneb nii lainetest kui ka osakestest. Seda ideed nimetatakse laineosakeste duaalsuseks ja see on üks kvantteooria revolutsioonilise füüsikaavastuse põhitõdesid.
Kui aatomid on ergastatud, võivad nad eraldada footoni osakest, kui sellest möödub teine sama energiaga footon.
Nähtava valguse omadused
Valgust, mida inimesed silmadega näevad, nimetatakse nähtavaks valguseks. Nähtav valgus sisaldab kõiki värve, mida inimesed näevad. Nähtaval valgusel on erinevad omadused, mis eristavad seda muud tüüpi elektromagnetkiirgusest.
Kui nähtava valguse spekter läbib prisma, paljastab tekkinud vikerkaar kõik spektri värvid. Need ulatuvad punasest lainepikkusega 700 nanomeetrit (mis on uskumatult väike) kuni oranž, kollane, roheline, sinine ja lõpuks violetne lainepikkusega 380 nanomeetrit (mis on ühtlane väiksem!). Raadio lainepikkused on seevastu üsna pikad, üle meetri. Gammakiirte lainepikkused on pikomeetri tasemel isegi väiksemad kui nähtava valguse lainepikkused!
Üheks nähtava valguse omaduseks on tumedate neeldumisjoonte olemasolu nähtava valguse spektris. Need jooned toimivad puuduvate lainepikkuste markerina. Teadlased kasutavad neid mustreid tähtede koostise uurimiseks, kuna puuduvad lainepikkused vastavad teatud elementidele.
Nähtava valguse huvitav omadus on see, mis eksisteerib nii laine kui ka osakesena. See võib tunduda kummaline, kuid kõigepealt võtke arvesse nähtava valguse lainelist aspekti. Nagu iga teine laine, sealhulgas ookeanilained, võivad valguslained liikuda igas suunas, suhelda teiste lainetega ja isegi painutada.
Need lained liiguvad vaakumis kiirusega 186 000 miili sekundis, mida nimetatakse üheks valgusekundiks. Tihedamast materjalist nagu õhk või inimese silmad läbides aeglustub nähtav valgus.
Nähtav valgus ei pääse läbi ühtegi läbipaistmatut seina, nagu saavad raadiolained.
Nähtava valguse allikad
Nähtavat valgust saab eraldada mitmest allikast. Maa mõjukaim nähtav valgusallikas on päike. Teised nähtava valguse allikad on tähed, planeedid ja kuud (mis näitavad päikeselt peegelduvat valgust), aurorid, meteoorid, vulkaanid, välk, tulekahjud ja bioluminestsentsorganismid nagu tulekärbsed, teatud millimallikad, kalad ja isegi teatud mikroobid.
Kas te kujutate ette elamist ajastul, kus pole lambipirne ega lampe? Inimeste valgusallikate tehnoloogia on palju arenenud, kuna varajased inimesed pidid lootma ainult oma keskkonna valgusele. Kunstlikud nähtava valguse allikad on küünlad, õlilambid, gaasivalgustus ja lambid. Tänapäeval eksisteerib lai valik lambipirne ja lampe, alates varajastest hõõglampide tüüpidest kuni päevavalguslampideni kuni valgusdioodlampideni. Igal aastal tehakse energiatõhusamaid lambipirne.
Teine võimas pikkuse allikas on LASER ehk valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse abil. Praegusel hetkel ei sarnane laserid ulmefilmides ja telesaadetes nähtud relvadega. Kuid need on siiski väga kasulikud. Laserkiired on ühe lainepikkusega valgusvihud, mida kasutatakse paljudes kaasaegsetes tehnoloogiates, alates vöötkoodidest ja muusika salvestamisest kuni kirurgia ja mikroskoopiani. Laserkõrgusmõõtureid kasutavad ka satelliidid, mida kasutatakse Maa polaarsete jääkihtide uurimiseks, et näha, kui palju vett nad salvestavad. Valgust kasutatakse pidevalt uutel ja tõhusatel viisidel, et aidata inimkonda ja tõepoolest kogu maailma.
Nähtava valguse värvikomponendid
Kas mäletate oma esimest värvipliiatsikarpi? Rõõm näha väikeses karbis nii palju värve tähendas nii palju võimalusi! Võib-olla on nähtava valguse kõige põnevam omadus värv. Inimesed näevad nähtavas valguses laias valikus värve ja igal värvil on oma vastav lainepikkus. Nähtava valguse värvikomponentide hulka kuuluvad violetne, sinine, roheline, kollane kuni oranž, erepunane ja tumepunane. Kogu nähtava valguse lainepikkuse vahemik ulatub umbes 340 nanomeetrist kuni umbes 750 nanomeetrini. Valgus vahemikus 340 kuni 400 nanomeetrit on ultraviolett (UV) lähedal, enamasti inimese silmadele nähtamatu. Violetne värv koosneb lainepikkustest 400 kuni 430 nanomeetrit. Sinise lainepikkuste vahemik on 430–500 nanomeetrit ja rohelise 500–570 nanomeetrit. Kollane kuni oranž värv jääb vahemikku 570–620 nanomeetrit. Helepunase lainepikkus on vahemikus 620–670 nanomeetrit. Tumepunase lainepikkus on 670–750 nanomeetrit. Peale selle on infrapunavalguse lähedus üle 750 nanomeetri ja 1100 nanomeetri kaugus ei ole inimese silmadele enam nähtav. Sel hetkel on valgus infrapuna (IR) spektris. Kui soovite näha, kuidas IR-valgus välja näeb, võite kasutada infrapunakaamerat, mis võtab valguse kätte soojaallkirjana. Päikese loojudes võite märgata erinevaid värve kui näeksite, kui päike oleks otse pea kohal. Selle põhjuseks on asjaolu, et Maa atmosfäär toimib nagu omamoodi prisma ja see painutab päikesevalguse värve.
Kui sinist peetakse sageli „lahedaks värviks“, võib see tegelikult kujutada väga kuuma eset, näiteks sinist leeki gaasipliidil või kuuma tähte. Jah, tähtedel on värve! Tähevärvid vastavad tähe temperatuurile. Päike on kollast värvi ja selle pinnatemperatuur on umbes 5500 kraadi Celsiuse järgi. Jahedam täht nagu Betelgeuse on aga punast värvi, umbes 3000 kraadi Celsiuse järgi. Kuumimad tähed on sinised, nagu Rigel, mis on nii kuum kui 12 000 kraadi.
Ilma nähtava valguse värvikomponentideta ei osanud inimesed hinnata maasikate erkpunast värvi ega päikeseloojangu paljusid toone. Värv annab inimestele teavet nii oma maailma kui ka ilu kohta.
Kuidas inimesed näevad nähtavat valgust
Kuna nähtava valguse spekter on valgus, mida inimesed näevad, siis kuidas see toimib? Inimsilm ja aju teevad nähtava valguse tajumiseks koostööd. Kas seal peab olema valgusallikas, näiteks päikesevalgus või lambipirn, või objektil peab olema peegeldunud valgus. Peegeldunud valguse näited hõlmavad lumelt, jäält ja pilvedelt peegelduvat valgust. Igast allikast pärinev valgus siseneb inimese silma ja seda saavad silma rakud, mida nimetatakse koonusteks. Spetsiaalsed närvid, mis reageerivad nähtava valguse spektri vahemikule, saadavad aju signaale, mis tõlgendab neid valgusena. Ükski inimene ei näe valgust täpselt ühtemoodi, väikeste erinevuste tõttu silma võrkkestal. Vanusega muutub ka võime näha valgust erineval lainepikkusel. Lapsepõlves näevad inimesed tavaliselt lühemat lainepikkust kui vanemad.