რა თვისებები აქვს ხილული სინათლის სპექტრს?

ხილული სინათლე არის სინათლე, რომელსაც ადამიანები თვალებით ხედავენ. ხილული სინათლე, პირველ რიგში, მზიდან მოდის, მაგრამ ასევე სხვა ბუნებრივი და ხელნაკეთი სინათლის წყაროებიდან. ხილული სინათლის სპექტრი არის ტალღის სიგრძის დიაპაზონი, რომელიც ქმნის ხილულ სინათლეს.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ხილული სინათლე არის ისეთი სინათლე, რომლის დანახვაც ადამიანს შეუძლია. ხილული სინათლე ძალიან სწრაფად მოძრაობს, შედგება ტალღის სიგრძის ფართო სპექტრისგან და არსებობს როგორც ტალღები, ისე ნაწილაკები.

სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღებისგან დამზადებული ენერგიის სახეობა, მაგნეტიზმისა და ელექტროენერგიის ნაზავი. ხილული სინათლე მხოლოდ ერთი სახის სინათლეა, ან ელექტრომაგნიტური გამოსხივება. გარკვეულ ცხოველებს, როგორიცაა ფუტკარი, ხედავენ სინათლის სხვა ფორმებს, მაგალითად, ულტრაიისფერ სინათლეს. რადიოტალღები სინათლის კიდევ ერთი სახეობაა, ისევე როგორც ინფრაწითელი სინათლე. ადამიანს მხოლოდ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მცირე მონაკვეთის დანახვა შეუძლია და ამ ჯგუფს ხილული სინათლის სპექტრს უწოდებენ. ხილული სინათლე მზადდება როგორც ტალღებისგან, ასევე ნაწილაკებისგან. ამ იდეას "ტალღოვან ნაწილაკთა ორმაგობას" უწოდებენ და კვანტური თეორიის რევოლუციური ფიზიკის აღმოჩენების ერთ-ერთი ძირითადი პრინციპია.

ატომების აღგზნებისას მათ შეუძლიათ გამოუშვან ფოტონის ნაწილაკი, თუ მასთან გაივლის სხვა ენერგიით იგივე ენერგია.

სინათლეს, რომელსაც ადამიანები თვალებით ხედავენ, ხილულ სინათლეს უწოდებენ. ხილული შუქი შეიცავს ყველა ფერს, რომლის დანახვაც ადამიანს შეუძლია. არსებობს ხილული სინათლის მკაფიო თვისებები, რომლებიც მას განასხვავებს სხვა ტიპის ელექტრომაგნიტური გამოსხივებისგან.

თუ ხილული სინათლის სპექტრი პრიზმაში გადის, შედეგად ცისარტყელა ავლენს სპექტრის ყველა ფერს. ესენი წითლიდან, ტალღის სიგრძით 700 ნანომეტრია (რაც ძალიან მცირეა), დაწყებული ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ლურჯი და ბოლოს იისფერი, ტალღის სიგრძით 380 ნანომეტრი (რაც თანაბარია უფრო პატარა!). რადიოტალღების სიგრძე, პირიქით, საკმაოდ გრძელია, აღემატება მეტრს. გამა სხივის ტალღის სიგრძე უფრო მცირეა, ვიდრე ხილული სინათლის ტალღის სიგრძე, პიკომეტრის დონეზე!

ხილული სინათლის ერთ-ერთი თვისება არის მუქი შთანთქმის ხაზების არსებობა ხილულ სინათლის სპექტრში. ეს ხაზები ემსახურება როგორც ტალღის სიგრძის დაკარგული მარკერები. მეცნიერები ამ ნიმუშებს იყენებენ ვარსკვლავების მაკიაჟის შესასწავლად, რადგან დაკარგული ტალღების სიგრძე შეესაბამება გარკვეულ ელემენტებს.

ხილული სინათლის საინტერესო მახასიათებელია ის, რომ არსებობს როგორც ტალღა, ისე ნაწილაკი. ეს შეიძლება უცნაურად ჟღერდეს, მაგრამ ჯერ გაითვალისწინეთ ხილული სინათლის ტალღური ასპექტი. სხვა ტალღების მსგავსად, ოკეანეში არსებული ტალღების ჩათვლით, სინათლის ტალღებსაც შეუძლიათ იმოგზაურონ ყველა მიმართულებით, ურთიერთქმედებენ სხვა ტალღებთან და მოხრაც კი.

ეს ტალღები ვაკუუმში წამში მოძრაობენ 186,000 მილი წამში, რომელსაც უწოდებენ ერთ სინათლის წამს. ხილული სინათლე შენელდება, როდესაც უფრო მკვრივი მასალები გადის, როგორიცაა ჰაერი ან ადამიანის თვალები.

ხილული სინათლე ვერ გადის გაუმჭვირვალე კედლებს, ისევე როგორც რადიოტალღებს.

ხილული სინათლის გამოსხივება შესაძლებელია მრავალი წყაროსგან. ყველაზე გავლენიანი ხილული სინათლის წყარო დედამიწაზე არის მზე. ხილული სინათლის სხვა წყაროებია ვარსკვლავები, პლანეტები და მთვარეები (რომლებიც აჩვენებენ მზისგან არეკლილ სინათლეს), ავრორა, მეტეორები, ვულკანები, ელვა, ცეცხლი და ბიოლუმინესცენტული ორგანიზმები, როგორიცაა ციცინათელები, გარკვეული მედუზები, თევზები და კიდევ გარკვეული მიკრობები.

წარმოგიდგენიათ ეპოქაში ნათურების და ნათურების გარეშე ცხოვრება? ადამიანის სინათლის წყაროების ტექნოლოგია მნიშვნელოვნად განვითარდა, რადგან ადრეულ ადამიანებს მხოლოდ გარემოში მყოფი სინათლის იმედი უნდა ჰქონოდათ. ხილული სინათლის ხელოვნური წყაროებია სანთლები, ზეთის ნათურები, გაზის განათება და ნათურები. დღესდღეობით არსებობს ნათურების და ნათურების ფართო ასორტიმენტი, ინკანდესენტური ნათურების ადრეული ტიპებიდან დაწყებული ფლუორესცენტური ნათებებით დამთავრებული, დიოდური (LED) განათებებით დამთავრებული. ყოველწლიურად მზადდება უფრო ენერგოეფექტური ნათურები.

სიგრძის კიდევ ერთი ძლიერი წყაროა LASER, ან სინათლის გაძლიერება გამოსხივების სტიმულირებული გამოყოფით. დროის ამ ეტაპზე, ლაზერები არ ჰგავს იარაღს, რომელიც ჩანს სამეცნიერო ფანტასტიკის ფილმებსა და სატელევიზიო შოუებში. მაგრამ ისინი მაინც ძალიან სასარგებლოა. ლაზერული სხივები არის ერთი ტალღის სიგრძის სინათლის სხივები, რომლებიც გამოიყენება ბევრ თანამედროვე ტექნოლოგიაში, ბარკოდებიდან და მუსიკის შენახვადან დამთავრებული ქირურგიითა და მიკროსკოპიით. ლაზერულ ალტიმეტრიებს იყენებენ სატელიტებიც, რომლებიც დედამიწის პოლარული ყინულის ფენების შესასწავლად იყენებენ, თუ რამდენად წყალს ინახავენ ისინი. სინათლე მუდმივად გამოიყენება ახალი, ეფექტური გზებით კაცობრიობის დასახმარებლად და მთელ მსოფლიოში.

გახსოვთ ფანქრების პირველი ყუთი? პატარა ყუთში ამდენი ფერის ნახვის სიხარული ამდენ შესაძლებლობას ნიშნავდა! შეიძლება ხილული სინათლის ყველაზე მომხიბვლელი მახასიათებელი ფერია. ადამიანები ხილულ სინათლეში ფერების ფართო სპექტრს ხედავენ და თითოეულ ფერს აქვს საკუთარი შესაბამისი ტალღის სიგრძე. ხილული სინათლის ფერის კომპონენტებს მოიცავს იისფერი, ლურჯი, მწვანე, ყვითელი ნარინჯისფერი, ნათელი წითელი და მუქი წითელი. ხილული სინათლის ტალღის სიგრძის სრული სპექტრი გადაჭიმულია დაახლოებით 340 ნანომეტრიდან დაახლოებით 750 ნანომეტრამდე. 340-დან 400 ნანომეტრამდე სინათლე ულტრაიისფერი (UV) ახლოსაა, ძირითადად ადამიანის თვალებისთვის უხილავია. იისფერი ფერი შედგება ტალღის სიგრძისაგან 400-დან 430 ნანომეტრამდე. ლურჯი ტალღის სიგრძეა 430-დან 500 ნანომეტრი, ხოლო მწვანე 500-დან 570 ნანომეტრია. ყვითელი და ნარინჯისფერი ფერები 570-დან 620 ნანომეტრამდეა. ნათელი წითელი აქვს ტალღის სიგრძე 620-დან 670 ნანომეტრამდე. მუქი წითელი ტალღის სიგრძეა 670-დან 750 ნანომეტრამდე. ამის მიღმა, ინფრაწითელი სინათლის მახლობლად 750 ნანომეტრია, ხოლო 1100 ნანომეტრის მიღმა ადამიანის თვალები აღარ ჩანს. ამ დროს, სინათლე ინფრაწითელი (IR) სპექტრშია. თუ გსურთ ნახოთ როგორია IR სინათლე, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ინფრაწითელი კამერა, რომელიც სინათლეს აიღებს როგორც სითბოს ხელმოწერები. მზის ჩასვლისთანავე შეიძლება შენიშნოთ სხვადასხვა ფერები, ვიდრე ნახავდით, თუ მზე პირდაპირ ზევით იქნებოდა. ეს იმიტომ ხდება, რომ დედამიწის ატმოსფერო ერთგვარ პრიზმას წარმოადგენს და ის მზის შუქის ფერს აქცევს.

მიუხედავად იმისა, რომ ლურჯი ხშირად განიხილება როგორც "მაგარი ფერი", ის სინამდვილეში შეიძლება წარმოადგენდეს ძალიან ცხელ ობიექტს, მაგალითად გაზქურაზე ლურჯი ალი ან ცხელი ვარსკვლავი. დიახ, ვარსკვლავებს აქვთ ფერები! ვარსკვლავის ფერები შეესაბამება ვარსკვლავის ტემპერატურას. მზე არის ყვითელი ფერის და ზედაპირის ტემპერატურა დაახლოებით 5,500 გრადუსი ცელსიუსით. სამაგიეროდ, Betelgeuse– ის მაგარი ვარსკვლავი წითელი ფერისაა, დაახლოებით 3000 გრადუსი ცელსიუსით. ყველაზე ცხელი ვარსკვლავები ლურჯია, რიგელის მსგავსად, რომელიც 12000 გრადუსი ცელსიუსით არის ცხელი.

ხილული სინათლის ფერის კომპონენტების გარეშე ხალხი ვერ აფასებს მარწყვის მკვეთრ წითელ ფერს ან მზის ჩასვლის მრავალ ელფერს. ფერი ხალხს აძლევს ინფორმაციას მათი სამყაროს, ასევე სილამაზის შესახებ.

მას შემდეგ, რაც ხილული სინათლის სპექტრი არის სინათლე, რომელსაც ადამიანები ხედავენ, როგორ მუშაობს ეს? ადამიანის თვალი და ტვინი ერთად მუშაობენ ხილული სინათლის აღქმაზე. ან საჭიროა არსებობდეს სინათლის წყარო, მაგალითად მზის ან ნათურა, ან ობიექტზე უნდა იყოს ასახული სინათლე. არეკლილი სინათლის მაგალითებია თოვლიდან, ყინულიდან და ღრუბლებიდან არეკლილი სინათლე. ნებისმიერი წყაროდან სინათლე შემოდის ადამიანის თვალში და იღებს თვალის უჯრედებს, რომლებსაც გირჩებს უწოდებენ. სპეციალური ნერვები, რომლებიც რეაგირებენ ხილული სინათლის სპექტრის დიაპაზონში, აგზავნიან სიგნალებს ტვინში, რაც მათ განმარტავს, როგორც სინათლეს. არც ერთი ადამიანი ვერ ხედავს სინათლეს ზუსტად ისე, როგორც თვალის ბადურას მცირე განსხვავებებით. ასაკის მატებასთან ერთად იცვლება სინათლის დანახვის უნარი სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე. ბავშვობაში, ჩვეულებრივ, ხალხს მოკლე ტალღის სიგრძეზე შეუძლია დანახვა, ვიდრე ასაკში.