A látható fény, amely szédületesen 186 282 mérföld másodpercenként halad át az űrben, csak a fény széles spektrumának egy része, amely magában foglalja az összes elektromágneses sugárzást. A látható fényt a szemünk kúp alakú sejtjei miatt érzékelhetjük, amelyek érzékenyek bizonyos fényformák hullámhosszaira. A fény más formái láthatatlanok az emberek számára, mert hullámhosszuk vagy túl kicsi, vagy túl nagy ahhoz, hogy a szemünk észrevegye őket.
A fehér fény rejtett természete
Amit fehér fénynek hívunk, egyáltalán nem egy szín, hanem a látható fény teljes spektruma együttvéve. Az emberi történelem nagy részében a fehér fény természete teljesen ismeretlen volt. Sir Isaac Newton csak az 1660-as években fedezte fel az igazságot a fehér fény mögött prizmák segítségével - háromszög alakú üvegrudak - a fény összes színére törése, majd összerakása újra.
Amikor a fehér fény egy prizmán megy keresztül, az összetevő színei elválnak, felfedve a vörös, narancs, sárga, zöld, kék, indigó és ibolya színt. Ez ugyanaz a hatás, amelyet akkor lát, amikor a fény áthalad a vízcseppeken, és szivárványt hoz létre az égen. Amikor ezek a szétválasztott színek egy második prizmán ragyognak át, visszahozzák őket egyetlen fehér fénysugárrá.
A fény spektrum
A fehér fény és a szivárvány minden színe az elektromágneses spektrum kis részét képviseli, de hullámhosszuk miatt csak ezek a fényformák láthatók. Az emberek csak 380 és 700 nanométer közötti hullámhosszakat képesek felismerni. Az ibolya a lehető legrövidebb hullámhosszal rendelkezik, míg a vörös a legnagyobb.
Noha az elektromágneses sugárzás más formáit általában nem nevezzük fénynek, kevés a különbség közöttük. Az infravörös fény éppen a látásunkon kívül esik, a hullámhossza nagyobb, mint a vörös fény. Csak olyan eszközökkel tudjuk észlelni a bőrünk és más hőbocsátó tárgyak által generált infravörös fényt. A látható spektrum másik oldalán az ibolya fényhullámoknál kisebbek az ultraibolya fények, a röntgensugarak és a gammasugarak.
Világos szín és energia
A világos színt általában az azt kibocsátó forrás által termelt energia határozza meg. Minél forróbb egy tárgy, annál több energia sugárzik, így rövidebb hullámhosszú fényt eredményez. A hűvösebb tárgyak hosszabb hullámhosszúságú fényt hoznak létre. Például, ha felgyújt egy fúvókát, akkor azt találja, hogy a lángja először vörös, de ahogy felkapcsolja, a színe kék lesz.
Hasonlóképpen, a csillagok hőmérsékletük miatt különböző színű fényt bocsátanak ki. A nap felszínének hőmérséklete 5500 Celsius fok körül van, ami sárgás fényt bocsát ki. Egy 3000 C hűvösebb hőmérsékletű csillag, mint a Betelgeuse, vörös fényt bocsát ki. Az olyan forróbb csillagok, mint a Rigel, 12 000 C felületi hőmérséklet mellett kék fényt bocsátanak ki.
A fény kettős természete
A 20. század elején végzett fénykísérletek feltárták, hogy a fénynek két természete van. A legtöbb kísérlet azt mutatta, hogy a fény hullámként viselkedett. Például, amikor nagyon keskeny résen keresztül ragyog a fény, akkor az kitágul, ahogy egy hullám. Egy másik kísérletben, amelyet fotoelektromos hatásnak hívnak, amikor lila fényt sugároz a nátrium-fémre, a fém kidobja az elektronokat, ami arra utal, hogy a fény fotonoknak nevezett részecskékből áll.
Valójában a fény részecskeként és hullámként egyaránt viselkedik, és úgy tűnik, hogy megváltoztatja természetét annak alapján, hogy melyik kísérletet hajtja végre. A ma már híres kétréses kísérletben, amikor a fény két résszel találkozik egyetlen akadályban, akkor viselkedik részecskeként, amikor részecskéket keres, de hullámként is viselkedik, ha keres hullámok.