Kokios yra matomos šviesos spektro savybės?

Matoma šviesa yra šviesa, kurią žmonės mato savo akimis. Matoma šviesa pirmiausia gaunama iš saulės, bet ir iš kitų natūralių ir žmogaus sukurtų šviesos šaltinių. Matomos šviesos spektras yra bangos ilgių diapazonas, kuris sudaro matomą šviesą.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Matoma šviesa yra tokia šviesa, kurią gali pamatyti žmonės. Matoma šviesa sklinda neįtikėtinai greitai, susideda iš plataus bangų ilgio ir egzistuoja kaip bangos ir dalelės.

Šviesa yra tam tikra energijos rūšis, pagaminta iš elektromagnetinių bangų, magnetizmo ir elektros mišinio. Matoma šviesa yra tik vienos rūšies šviesa arba elektromagnetinė spinduliuotė. Tam tikri gyvūnai, pavyzdžiui, bitės, gali matyti kitas šviesos formas, tokias kaip ultravioletiniai spinduliai. Radijo bangos yra dar viena šviesos rūšis, kaip ir infraraudonoji. Žmonės gali matyti tik nedidelę elektromagnetinės spinduliuotės dalį, ir ši juosta vadinama regimosios šviesos spektru. Matoma šviesa susidaro tiek iš bangų, tiek iš dalelių. Ši idėja vadinama „bangų dalelių dvilypumu“ ir yra viena iš pagrindinių revoliucinės fizikos atradimų kvantinėje teorijoje nuostatų.

Kai atomai sužadinami, jie gali išskirti fotono dalelę, jei pro ją praeina kitas tos pačios energijos fotonas.

Šviesa, kurią žmonės mato akimis, vadinama regima šviesa. Matomoje šviesoje yra visos spalvos, kurias gali pamatyti žmonės. Yra aiškios matomos šviesos savybės, kurios išskiria ją iš kitų elektromagnetinės spinduliuotės rūšių.

Jei matomos šviesos spektras praeina per prizmę, susidariusi vaivorykštė atskleidžia visas spektro spalvas. Jie svyruoja nuo raudonos spalvos, kurios bangos ilgis yra 700 nanometrų (tai yra neįtikėtinai maža) iki oranžinė, geltona, žalia, mėlyna ir galiausiai violetinė, kurių bangos ilgis yra 380 nanometrų (kuris yra lygus mažesnis!). Radijo bangų ilgiai, priešingai, yra gana ilgi, didesni nei metras. Gama spindulių bangos ilgiai yra dar mažesni nei matomos šviesos bangos ilgiai, esant pikometro lygiui!

Viena iš matomos šviesos savybių yra tamsių absorbcijos linijų buvimas matomos šviesos spektre. Šios linijos yra trūkstamų bangos ilgių žymekliai. Mokslininkai naudoja šiuos modelius žvaigždžių makiažui tirti, nes trūkstami bangos ilgiai atitinka tam tikrus elementus.

Įdomi matomos šviesos savybė yra ta, kuri egzistuoja ir kaip banga, ir kaip dalelė. Tai gali skambėti keistai, tačiau pirmiausia apsvarstykite matomos šviesos bangų aspektą. Kaip ir bet kuri kita banga, įskaitant bangas vandenyne, taip ir šviesos bangos gali sklisti visomis kryptimis, sąveikauti su kitomis bangomis ir netgi sulenkti.

Šios bangos vakuume, kuris vadinamas viena šviesos sekunde, važiuoja 186 000 mylių per sekundę greičiu. Matoma šviesa sulėtėja, kai praeina per tankesnę medžiagą, pvz., Orą ar žmogaus akis.

Matoma šviesa negali praeiti pro jokias nepermatomas sienas, kaip gali radijo bangos.

Matomą šviesą galima skleisti iš daugybės šaltinių. Įtakingiausias matomos šviesos šaltinis Žemėje yra saulė. Kiti matomos šviesos šaltiniai yra žvaigždės, planetos ir mėnuliai (rodantys saulės atspindimą šviesą), auroras, meteorai, ugnikalniai, žaibai, ugnis ir bioliuminescenciniai organizmai, tokie kaip ugninukai, tam tikros medūzos, žuvys ir net mikrobai.

Ar galite įsivaizduoti gyvenimą epochoje be lempučių ar lempų? Žmogaus šviesos šaltinių technologija labai išsivystė, nes ankstyvieji žmonės turėjo pasikliauti tik savo aplinkos šviesa. Dirbtiniai matomos šviesos šaltiniai yra žvakės, alyvinės lempos, dujų apšvietimas ir lemputės. Šiandien egzistuoja platus lempučių ir lempų asortimentas, pradedant ankstyvųjų kaitrinių lempučių tipais, baigiant fluorescencinėmis lemputėmis, baigiant šviesos diodų (LED) lemputėmis. Kiekvienais metais gaminamos energiją taupančios lemputės.

Kitas galingas ilgio šaltinis yra LASER arba šviesos stiprinimas stimuliuojant spinduliuotę. Šiuo metu lazeriai neprimena ginklų, matomų mokslinės fantastikos filmuose ir televizijos laidose. Bet jie vis tiek yra labai naudingi. Lazerio spinduliai yra vienos bangos ilgio šviesos pluoštai, naudojami daugelyje šiuolaikinių technologijų, pradedant brūkšniniais kodais ir muzikos saugojimu, baigiant chirurgija ir mikroskopija. Lazerinius altimetrus taip pat naudoja palydovai, naudojami tiriant Žemės poliarinius ledo sluoksnius, siekiant sužinoti, kiek vandens jie kaupia. Šviesa nuolat naudojama naujais, efektyviais būdais, padedant žmonijai ir iš tikrųjų visam pasauliui.

Ar prisimenate savo pirmąją kreidelių dėžutę? Džiaugsmas, matant tiek spalvų daug mažoje dėžutėje, reiškė tiek daug galimybių! Gal labiausiai žavi matomos šviesos savybė yra spalva. Žmonės matomoje šviesoje mato platų spalvų diapazoną, o kiekviena spalva turi savo atitinkamą bangos ilgį. Spalvoti matomos šviesos komponentai yra violetinė, mėlyna, žalia, geltona arba oranžinė, ryškiai raudona ir tamsiai raudona. Visas matomos šviesos bangos ilgis svyruoja nuo maždaug 340 nanometrų iki maždaug 750 nanometrų. Šviesa nuo 340 iki 400 nanometrų yra arti ultravioletinių spindulių (UV), dažniausiai nematoma žmogaus akyse. Violetinę spalvą sudaro bangų ilgiai nuo 400 iki 430 nanometrų. Mėlynosios bangos ilgio diapazonas yra nuo 430 iki 500 nanometrų, o žaliosios - nuo 500 iki 570 nanometrų. Geltonos arba oranžinės spalvos svyruoja nuo 570 iki 620 nanometrų. Ryškiai raudonos spalvos bangos ilgis svyruoja nuo 620 iki 670 nanometrų. Tamsiai raudonos spalvos bangos ilgis yra nuo 670 iki 750 nanometrų. Be to, netoli infraraudonųjų spindulių yra daugiau nei 750 nanometrų, o viršija 1 100 nanometrų nebematoma žmogaus akims. Tuo metu šviesa yra infraraudonųjų spindulių (IR) spektre. Jei norite pamatyti, kaip atrodo IR šviesa, galite naudoti infraraudonųjų spindulių kamerą, kuri surenka šviesą kaip šilumos parašus. Saulei leidžiantis galite pastebėti kitokias spalvas, nei matytumėte, jei saulė būtų tiesiogiai virš galvos. Taip yra todėl, kad Žemės atmosfera tarnauja kaip tam tikra prizmė ir ji lenkia saulės spindulių spalvas.

Nors mėlyna spalva dažnai laikoma „šalta spalva“, ji iš tikrųjų gali atspindėti labai karštą daiktą, pavyzdžiui, mėlyną liepsną ant dujinės viryklės ar karštą žvaigždę. Taip, žvaigždės turi spalvas! Žvaigždės spalvos atitinka žvaigždės temperatūrą. Saulė yra geltonos spalvos, o paviršiaus temperatūra yra apie 5500 laipsnių Celsijaus. Tačiau tokia vėsesnė žvaigždė, kaip „Betelgeuse“, yra raudonos spalvos - apie 3000 laipsnių Celsijaus. Karščiausios žvaigždės yra mėlynos, pavyzdžiui, „Rigel“, kurios temperatūra siekia net 12 000 laipsnių Celsijaus.

Be matomos šviesos spalvų komponentų žmonės negalėjo įvertinti ryškiai raudonos braškių spalvos ar daugybės saulėlydžio atspalvių. Spalva suteikia žmonėms informacijos apie savo pasaulį ir grožį.

Kadangi regimosios šviesos spektras yra šviesa, kurią gali matyti žmonės, kaip tai veikia? Žmogaus akis ir smegenys kartu suvokia matomą šviesą. Arba turi būti šviesos šaltinis, pavyzdžiui, saulės šviesa ar lemputė, arba turi būti atspindėta šviesa ant objekto. Atspindėtos šviesos pavyzdžiai yra sniego, ledo ir debesų atspindėta šviesa. Šviesa iš bet kurio šaltinio patenka į žmogaus akį ir ją gauna akių ląstelės, vadinamos kūgiais. Specialūs nervai, reaguojantys į matomos šviesos spektro diapazoną, siunčia signalus į smegenis, kurie juos interpretuoja kaip šviesą. Nėra dviejų žmonių, kurie matytų šviesą visiškai vienodai dėl mažų akių tinklainės skirtumų. Gebėjimas matyti šviesą skirtingais bangos ilgiais taip pat keičiasi su amžiumi. Vaikystėje žmonės paprastai mato trumpesnį bangos ilgį nei būdami vyresni.