Lumina vizibilă este lumina pe care oamenii o văd cu ochii. Lumina vizibilă provine în primul rând de la soare, dar și de la alte surse de lumină naturale și artificiale. Spectrul luminii vizibile este gama de lungimi de undă care alcătuiesc lumina vizibilă.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Lumina vizibilă este genul de lumină pe care oamenii o pot vedea. Lumina vizibilă se deplasează incredibil de repede, constă dintr-o gamă largă de lungimi de undă și există atât ca unde, cât și ca particule.
Din ce este făcută lumina?
Lumina este un tip de energie realizat din unde electromagnetice, un amestec de magnetism și electricitate. Lumina vizibilă este doar un singur tip de lumină sau radiație electromagnetică. Anumite animale precum albinele pot vedea alte forme de lumină, cum ar fi lumina ultravioletă. Undele radio sunt un alt tip de lumină, la fel ca și lumina infraroșie. Oamenii pot vedea doar o mică secțiune de radiație electromagnetică, iar această bandă se numește spectrul luminii vizibile. Lumina vizibilă este formată atât din unde, cât și din particule. Această idee se numește „dualitatea undă-particulă” și este una dintre principiile de bază ale descoperirilor revoluționare ale fizicii în teoria cuantică.
Când atomii sunt excitați, aceștia pot emite o particulă de foton dacă trece pe lângă el un alt foton cu aceeași energie.
Proprietățile luminii vizibile
Lumina pe care oamenii o văd cu ochii se numește lumină vizibilă. Lumina vizibilă conține fiecare culoare pe care oamenii o pot vedea. Există proprietăți distincte ale luminii vizibile care o deosebesc de alte tipuri de radiații electromagnetice.
Dacă spectrul luminii vizibile trece printr-o prismă, curcubeul rezultat dezvăluie toate culorile din spectru. Acestea variază de la roșu, cu o lungime de undă de 700 nanometri (care este incredibil de mică), până la portocaliu, galben, verde, albastru și în cele din urmă violet, cu o lungime de undă de 380 nanometri (ceea ce este uniform mai mica!). În schimb, lungimile de undă radio sunt destul de lungi, mai mari de un metru. Lungimile de undă ale razelor gamma sunt chiar mai mici decât lungimile de undă ale luminii vizibile, la nivelul picometrului!
Una dintre proprietățile luminii vizibile este prezența liniilor de absorbție a întunericului în spectrul luminii vizibile. Aceste linii servesc drept markeri pentru lungimile de undă lipsă. Oamenii de știință folosesc aceste modele pentru a studia structura stelelor, deoarece lungimile de undă lipsă corespund anumitor elemente.
O caracteristică interesantă a luminii vizibile este că există atât ca undă, cât și ca particulă. Acest lucru poate suna ciudat, dar ia în considerare mai întâi aspectul de undă al luminii vizibile. Ca orice alt val, inclusiv valurile din ocean, undele ușoare pot călători în orice direcție, pot interacționa cu alte valuri și chiar se pot îndoi.
Aceste unde se deplasează cu o viteză de 186.000 de mile pe secundă într-un vid, care este denumit o secundă ușoară. Lumina vizibilă încetinește atunci când trece prin material mai dens, cum ar fi aerul sau ochii omului.
Lumina vizibilă nu poate trece prin orice pereți opaci, așa cum pot face undele radio.
Surse de lumină vizibilă
Lumina vizibilă poate fi emisă din mai multe surse. Cea mai influentă sursă de lumină vizibilă de pe Pământ este soarele. Alte surse de lumină vizibilă includ stele, planete și luni (care afișează lumina reflectată de soare), aurore, meteori, vulcani, fulgere, foc și organisme bioluminescente precum licuricii, anumite meduze, pești și chiar anumite microbi.
Vă puteți imagina că trăiți într-o eră fără becuri sau lămpi? Tehnologia surselor de lumină umană a evoluat foarte mult, deoarece primii oameni au trebuit să se bazeze doar pe lumina din mediul lor. Sursele artificiale de lumină vizibilă includ lumânări, lămpi cu ulei, iluminat cu gaz și becuri. Astăzi, există o gamă largă de becuri și lămpi, de la primele tipuri de becuri incandescente până la lumini fluorescente, până la lumini cu diode emițătoare de lumină (LED). În fiecare an se produc mai multe becuri eficiente din punct de vedere energetic.
O altă sursă puternică de lungime este LASER-ul sau Amplificarea luminii prin emisia stimulată de radiații. În acest moment, laserele nu seamănă cu armele văzute în filmele științifice și în emisiunile de televiziune. Dar ele sunt încă foarte utile. Fasciculele laser sunt fascicule de lumină cu o singură lungime de undă care sunt utilizate în multe tehnologii moderne, de la coduri de bare și stocare de muzică până la chirurgie și microscopie. Altimetrele laser sunt folosite și de sateliții utilizați pentru studierea stratelor de gheață polare ale Pământului, pentru a vedea cât de multă apă stochează. Lumina este folosită în mod constant în moduri noi și eficiente de a ajuta umanitatea și într-adevăr întreaga lume.
Componente de culoare ale luminii vizibile
Îți amintești prima ta cutie de creioane? Bucuria de a vedea atât de multe culori într-o cutie mică a însemnat atâtea posibilități! Poate că cea mai fascinantă caracteristică a luminii vizibile este culoarea. Oamenii văd o gamă largă de culori în lumina vizibilă și fiecare culoare are propria lungime de undă corespunzătoare. Componentele de culoare ale luminii vizibile includ violet, albastru, verde, galben până la portocaliu, roșu aprins și roșu închis. Întreaga gamă de lungimi de undă a luminii vizibile se întinde de la aproximativ 340 nanometri la aproximativ 750 nanometri. Lumina cuprinsă între 340 și 400 nanometri este aproape ultravioletă (UV), mai ales invizibilă pentru ochii omului. Culoarea violet este formată din lungimi de undă de la 400 la 430 nanometri. Gama de lungimi de undă a albastru este de 430 până la 500 nanometri, iar cea verde este de 500 până la 570 nanometri. Culorile galbene până la portocalii variază între 570 și 620 nanometri. Roșu aprins are o lungime de undă cuprinsă între 620 și 670 nanometri. Lungimea de undă a roșu închis este cuprinsă între 670 și 750 nanometri. Dincolo de aceasta, lumina în infraroșu apropiat este de peste 750 nanometri, iar dincolo de 1.100 nanometri nu mai este vizibilă pentru ochii omului. În acel moment, lumina se află în spectrul infraroșu (IR). Dacă doriți să vedeți cum arată lumina IR, puteți utiliza o cameră cu infraroșu, care preia lumina ca semnături de căldură. Pe măsură ce soarele apune, este posibil să observați culori diferite decât ați vedea dacă soarele ar fi direct deasupra capului. Acest lucru se datorează faptului că atmosfera Pământului servește ca un fel de prismă și îndoaie culorile soarelui.
În timp ce albastrul este adesea considerat o „culoare rece”, acesta poate reprezenta de fapt un obiect foarte fierbinte, cum ar fi flacăra albastră de pe o sobă cu gaz sau o stea fierbinte. Da, stelele au culori! Culorile stelelor corespund temperaturii stelei. Soarele este de culoare galbenă și are o temperatură de suprafață de aproximativ 5.500 de grade Celsius. O stea mai rece ca Betelgeuse, însă, are culoarea roșie, la aproximativ 3.000 de grade Celsius. Cele mai fierbinți stele sunt albastre, ca Rigel, care este la fel de fierbinte ca 12.000 de grade Celsius.
Fără componentele de culoare ale luminii vizibile, oamenii nu ar putea aprecia culoarea roșu aprins a căpșunilor sau multele nuanțe ale apusului. Culoarea oferă oamenilor informații despre lumea lor, precum și despre frumusețe.
Cum văd oamenii lumina vizibilă
Deoarece spectrul luminii vizibile este lumina pe care oamenii o pot vedea, cum funcționează asta? Ochiul uman și creierul lucrează împreună pentru a percepe lumina vizibilă. Ori trebuie să existe o sursă de lumină, cum ar fi lumina soarelui sau un bec, sau trebuie să fie lumină reflectată pe un obiect. Exemple de lumină reflectată includ lumina reflectată de zăpadă, gheață și nori. Lumina din orice sursă intră în ochiul uman și este primită de celulele oculare numite conuri. Nervii speciali care răspund la gama spectrului de lumină vizibilă trimit semnale către creier, care îi interpretează ca lumină. Nici doi oameni nu vor vedea lumina exact la fel, din cauza diferențelor mici în retina ochilor lor. Capacitatea de a vedea lumina la diferite lungimi de undă se schimbă și odată cu vârsta. În copilărie, oamenii pot vedea de obicei la lungimi de undă mai mici decât atunci când sunt mai în vârstă.