מהם המאפיינים של ספקטרום האור הגלוי?

אור גלוי הוא האור שבני האדם רואים בעיניהם. אור גלוי מגיע בעיקר מהשמש, אך גם ממקורות אור טבעיים אחרים מעשה ידי אדם. ספקטרום האור הגלוי הוא טווח אורכי הגל המרכיבים את האור הנראה.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

אור גלוי הוא סוג האור שבני האדם יכולים לראות. אור גלוי נע במהירות מדהימה, מורכב ממגוון רחב של אורכי גל וקיים כגלים וחלקיקים.

אור הוא סוג של אנרגיה העשויה מגלים אלקטרומגנטיים, תערובת של מגנטיות וחשמל. אור גלוי הוא רק סוג אחד של אור, או קרינה אלקטרומגנטית. בעלי חיים מסוימים כמו דבורים יכולים לראות צורות אחרות של אור, כגון אור אולטרה סגול. גלי רדיו הם סוג אחר של אור, כמו גם אור אינפרא אדום. בני אדם יכולים לראות רק קטע קטן של קרינה אלקטרומגנטית, והפס הזה נקרא ספקטרום האור הנראה. אור גלוי עשוי גם מגלים וגם מחלקיקים. רעיון זה נקרא "דואליות גל-חלקיקים" והוא אחד העקרונות הבסיסיים של תגליות הפיזיקה המהפכניות בתורת הקוונטים.

כאשר אטומים מתרגשים, הם יכולים לפלוט חלקיק פוטון אם פוטון אחר בעל אותה אנרגיה עובר לידו.

האור שבני האדם רואים בעיניים נקרא אור גלוי. אור גלוי מכיל כל צבע שבני אדם יכולים לראות. ישנם מאפיינים מובחנים של אור גלוי המבדילים אותו מסוגים אחרים של קרינה אלקטרומגנטית.

אם ספקטרום האור הגלוי עובר דרך מנסרה, הקשת המתקבלת חושפת את כל הצבעים בספקטרום. אלה נעים בין אדום, עם אורך גל של 700 ננומטר (שהוא קטן להפליא), דרך כתום, צהוב, ירוק, כחול ולבסוף סגול, עם אורך גל של 380 ננומטר (שהוא אפילו קטן יותר!). לעומת זאת, אורכי גל הרדיו ארוכים למדי, גדולים ממטר. אורכי הגל של קרני הגמא קטנים אפילו יותר מאורכי הגל הנראים לעין, ברמת פיקומטר!

אחד המאפיינים של האור הנראה הוא נוכחות של קווי ספיגה כהים בספקטרום האור הנראה. קווים אלה משמשים כסמנים לאורכי גל חסרים. מדענים משתמשים בדפוסים אלה כדי לחקור את איפור הכוכבים, מכיוון שאורכי גל חסרים תואמים לאלמנטים מסוימים.

מאפיין מעניין של האור הנראה הוא שקיים גם כגל וגם כחלקיק. זה אולי נשמע מוזר, אך שקול תחילה את היבט הגל של האור הנראה. כמו כל גל אחר, כולל גלים באוקיאנוס, גלי אור יכולים לנוע לכל כיוון, לתקשר עם גלים אחרים ואפילו להתכופף.

גלים אלה עוברים 186,000 מייל לשנייה בחלל ריק, המכונה שנייה קלה אחת. אור גלוי אכן עובר כאשר הוא עובר דרך חומר צפוף יותר כמו אוויר או עיניים אנושיות.

אור גלוי אינו יכול לעבור דרך קירות אטומים, כמו גלי רדיו.

ניתן להנפיק אור גלוי ממספר מקורות. מקור האור הגלוי המשפיע ביותר על כדור הארץ הוא השמש. מקורות אור נראים אחרים כוללים כוכבים, כוכבי לכת וירחים (המציגים אור המוחזר מהשמש), הילות, מטאורים, הרי געש, ברקים, אש ואורגניזמים ביו-אורניים כגון גחליליות, מדוזות מסוימות, דגים ואפילו מסוימים חיידקים.

האם אתה יכול לדמיין לחיות בעידן ללא נורות או מנורות? הטכנולוגיה של מקורות האור האנושיים התפתחה רבות מאז בני אדם מוקדמים נאלצו להסתמך רק על האור בסביבתם. מקורות מלאכותיים של אור גלוי כוללים נרות, מנורות שמן, תאורת גז ונורות. כיום קיים מגוון רחב של נורות ומנורות, החל מהסוגים המוקדמים של נורות ליבון ועד אורות פלואורסצנטיים, וכלה בנורות דיודה פולטות אור. בכל שנה מייצרים נורות חסכוניות יותר באנרגיה.

מקור אורך חזק נוסף הוא ה- LASER, או הגברה קלה על ידי פליטת הקרינה המגורה. בנקודת זמן זו, לייזרים אינם דומים לכלי הנשק הנראים בסרטי מדע בדיוני ובתוכניות טלוויזיה. אבל הם עדיין מאוד שימושיים. קרני לייזר הן קרני אור באורך גל אחד המשמשות בטכנולוגיות מודרניות רבות, החל מברקודים ואחסון מוזיקה ועד ניתוחים ומיקרוסקופיה. מדדי לייזר משמשים גם לוויינים המשמשים לחקר יריעות הקרח הקוטביות של כדור הארץ, כדי לראות כמה מים הם אוגרים. האור משמש כל הזמן בדרכים חדשות ויעילות לעזור לאנושות, ואכן לעולם כולו.

אתה זוכר את קופסת העפרונות הראשונה שלך? השמחה לראות כל כך הרבה צבעים בקופסה קטנה פירושה כל כך הרבה אפשרויות! אולי המאפיין המרתק ביותר של האור הנראה הוא צבע. בני אדם רואים מגוון רחב של צבעים באור הנראה לעין, ולכל צבע אורך הגל המתאים לו. מרכיבי הצבע של האור הנראה כוללים סגול, כחול, ירוק, צהוב עד כתום, אדום בוהק ואדום כהה. הטווח המלא של אורך הגל הנראה לעין נמתח מכ -340 ננומטר לכ- 750 ננומטר. האור בטווח של 340 עד 400 ננומטר הוא קרוב לאולטרה סגול (UV), בעיקר לא נראה לעיני האדם. צבע סגול מורכב מאורכי גל שבין 400 ל -430 ננומטר. טווח אורכי הגל של כחול הוא 430 עד 500 ננומטר, והירוק הוא 500 עד 570 ננומטר. צבעים צהובים עד כתומים נעים בין 570 ל -620 ננומטר. לאדום בוהק יש אורך גל שנע בין 620 ל -670 ננומטר. אורך הגל האדום כהה הוא בין 670 עד 750 ננומטר. מעבר לכך, ליד אור אינפרא אדום הוא מעל 750 ננומטר, ומעבר ל -1,100 ננומטר כבר לא נראה לעיניים אנושיות. בנקודה זו, האור נמצא בספקטרום האינפרא אדום (IR). אם אתה רוצה לראות איך נראה אור IR, אתה יכול להשתמש במצלמת אינפרא אדום, שמרימה את האור כחתימות חום. כשהשמש שוקעת, יתכן שתבחינו בצבעים שונים ממה שהייתם רואים אם השמש הייתה מעל הראש. הסיבה לכך היא שהאטמוספירה של כדור הארץ משמשת סוג של מנסרה והיא מכופפת את צבעי אור השמש.

בעוד שכחול נחשב לעיתים קרובות כ"צבע קריר ", הוא יכול למעשה לייצג חפץ חם מאוד, כמו הלהבה הכחולה על כיריים גז, או כוכב חם. כן, לכוכבים יש צבעים! צבעי הכוכב תואמים את הטמפרטורה של הכוכב. השמש בצבע צהוב וטמפרטורת פני השטח שלה היא כ -5,500 מעלות צלזיוס. כוכב קריר יותר כמו Betelgeuse, לעומת זאת, הוא בצבע אדום, כ -3,000 מעלות צלזיוס. הכוכבים החמים ביותר הם כחולים, כמו ריגל, שהוא חם כמו 12,000 מעלות צלזיוס.

ללא מרכיבי הצבע של האור הנראה, אנשים לא יכלו להעריך את הצבע האדום הבהיר של תותים, או את הגוונים הרבים של השקיעה. צבע נותן לאנשים מידע על עולמם כמו גם על יופי.

מכיוון שספקטרום האור הגלוי הוא האור שבני האדם יכולים לראות, איך זה עובד? העין האנושית והמוח עובדים יחד כדי לתפוס אור גלוי. או שצריך להיות מקור אור, כגון אור שמש או נורה, או שיש להחזיר אור על עצם. דוגמאות לאור מוחזר כוללות את האור המוחזר משלג, קרח ועננים. אור מכל מקור שהוא נכנס לעין האדם ומתקבל על ידי תאי עיניים הנקראים קונוסים. עצבים מיוחדים המגיבים לטווח ספקטרום האור הנראה שולחים אותות למוח, המפרש אותם כאור. לא שני אנשים יראו אור בדיוק באותה דרך, בגלל הבדלים קטנים ברשתית העיניים. היכולת לראות אור באורכי גל שונים משתנה גם עם הגיל. בילדות, אנשים בדרך כלל יכולים לראות באורכי גל קצרים יותר מאשר כשהם מבוגרים יותר.