Lumina vizibilă, care se deplasează cu o viteză amețitoare de 186.282 mile pe secundă prin spațiu, este doar o parte a spectrului larg al luminii, care cuprinde toată radiația electromagnetică. Putem detecta lumina vizibilă datorită celulelor în formă de con din ochii noștri care sunt sensibile la lungimile de undă ale unor forme de lumină. Alte forme de lumină sunt invizibile pentru oameni, deoarece lungimile lor de undă sunt fie prea mici, fie prea mari pentru a fi detectate de ochii noștri.
Natura ascunsă a luminii albe
Ceea ce numim lumină albă nu este deloc o singură culoare, ci spectrul complet al luminii vizibile, toate combinate. Pentru cea mai mare parte a istoriei umane, natura luminii albe a fost complet necunoscută. Abia în anii 1660 Sir Isaac Newton a descoperit adevărul din spatele luminii albe folosind prisme - bare de sticlă triunghiulare - pentru a sparge lumina în toate culorile sale diferite și apoi a le reasambla din nou.
Când lumina albă trece printr-o prismă, culorile sale componente sunt separate, dezvăluind roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Acesta este același efect pe care îl vedeți atunci când lumina trece prin picăturile de apă, creând un curcubeu pe cer. Când acele culori separate strălucesc printr-o a doua prismă, ele sunt reunite pentru a forma un singur fascicul de lumină albă.
Spectrul de lumină
Lumina albă și toate culorile curcubeului reprezintă o mică parte a spectrului electromagnetic, dar sunt singurele forme de lumină pe care le putem vedea din cauza lungimilor de undă. Oamenii pot detecta numai lungimi de undă cuprinse între 380 și 700 nanometri. Violetul are cea mai mică lungime de undă pe care o putem vedea, în timp ce roșul are cea mai mare.
Deși nu numim în mod normal alte forme de radiații electromagnetice lumină, există puține diferențe între ele. Lumina cu infraroșu este chiar în afara vederii noastre, cu o lungime de undă mai mare decât lumina roșie. Numai cu instrumente precum ochelarii de vedere nocturne putem detecta lumina în infraroșu generată de pielea noastră și de alte obiecte care emit căldură. Pe cealaltă parte a spectrului vizibil, mai mici decât undele de lumină violetă sunt lumina ultravioletă, razele X și razele gamma.
Culoarea luminii și energia
Culoarea luminii este de obicei determinată de energia produsă de sursa care o emite. Cu cât un obiect este mai fierbinte, cu atât radiază mai multă energie, rezultând o lumină cu lungimi de undă mai mici. Obiectele mai reci creează lumină cu lungimi de undă mai mari. De exemplu, dacă aprindeți o torcă, veți descoperi că flacăra este roșie la început, dar pe măsură ce o ridicați, culoarea devine albastră.
În mod similar, stelele emit diferite culori de lumină datorită temperaturilor lor. Suprafața soarelui are o temperatură de aproximativ 5.500 de grade Celsius, ceea ce face ca acesta să emită o lumină gălbuie. O stea cu o temperatură mai rece de 3.000 C, ca Betelgeuse, emite lumină roșie. Stelele mai fierbinți precum Rigel, cu o temperatură a suprafeței de 12.000 C, emit lumină albastră.
Natura dublă a luminii
Experimentele cu lumina de la începutul secolului al XX-lea au arătat că lumina avea două naturi. Majoritatea experimentelor au arătat că lumina se comporta ca o undă. De exemplu, atunci când străluciți lumina printr-o fantă foarte îngustă, aceasta se extinde la fel ca o undă. Cu toate acestea, într-un alt experiment, numit efect fotoelectric, atunci când străluciți lumina violetă pe metalul de sodiu, metalul scoate electroni, sugerând că lumina este formată din particule numite fotoni.
De fapt, lumina se comportă atât ca o particulă, cât și ca o undă și pare să-și schimbe natura pe baza experimentului pe care îl desfășurați. În celebrul experiment cu două fante, atunci când lumina întâlnește două fante într-o singură barieră, se comportă ca o particulă atunci când căutați particule, dar se comportă și ca o undă dacă căutați valuri.
