Видимый свет, который движется в космосе со скоростью 186 282 миль в секунду, является лишь частью широкого спектра света, который включает в себя все электромагнитное излучение. Мы можем обнаруживать видимый свет благодаря конусообразным клеткам наших глаз, чувствительным к длинам волн некоторых форм света. Другие формы света невидимы для людей, потому что их длины волн либо слишком малы, либо слишком велики, чтобы их могли обнаружить наши глаза.
Скрытая природа белого света
То, что мы называем белым светом, - это вообще не один цвет, а полный спектр видимого света вместе взятый. На протяжении большей части истории человечества природа белого света была совершенно неизвестна. Только в 1660-х годах сэр Исаак Ньютон открыл правду о белом свете с помощью призм - треугольные стеклянные полосы - чтобы разбить свет на все его разные цвета, а затем собрать их очередной раз.
Когда белый свет проходит через призму, составляющие его цвета разделяются, показывая красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. Это тот же эффект, который вы видите, когда свет проходит через капли воды, создавая в небе радугу. Когда эти разделенные цвета светятся через вторую призму, они снова собираются вместе, образуя единый луч белого света.
Световой спектр
Белый свет и все цвета радуги представляют собой небольшую часть электромагнитного спектра, но это единственные формы света, которые мы можем видеть из-за их длины волны. Люди могут обнаруживать волны только с длинами волн от 380 до 700 нанометров. У фиолетового цвета самая короткая длина волны, которую мы видим, а у красного - самая большая.
Хотя мы обычно не называем другие формы электромагнитного излучения светом, между ними нет большой разницы. Инфракрасный свет находится вне поля нашего зрения, его длина волны больше, чем у красного света. Только с помощью таких приборов, как очки ночного видения, мы можем обнаружить инфракрасный свет, излучаемый нашей кожей и другими излучающими тепло объектами. На другой стороне видимого спектра меньше фиолетовых световых волн находятся ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-лучи.
Светлый цвет и энергия
Цвет света обычно определяется энергией, производимой источником, который его излучает. Чем горячее объект, тем больше энергии он излучает, в результате чего получается свет с более короткими длинами волн. Более холодные объекты создают свет с более длинными волнами. Например, если вы включите паяльную лампу, вы обнаружите, что ее пламя сначала красное, но когда вы включаете его, цвет становится синим.
Точно так же звезды излучают свет разного цвета из-за своей температуры. Поверхность Солнца имеет температуру около 5 500 градусов по Цельсию, из-за чего она излучает желтоватый свет. Звезда с более низкой температурой 3000 ° C, как Бетельгейзе, излучает красный свет. Более горячие звезды, такие как Ригель, с температурой поверхности 12000 C, излучают синий свет.
Двойственная природа света
Эксперименты со светом в начале 20 века показали, что свет имеет две природы. Большинство экспериментов показали, что свет ведет себя как волна. Например, когда вы пропускаете свет через очень узкую щель, он расширяется, как волна. Однако в другом эксперименте, называемом фотоэлектрическим эффектом, когда вы светите фиолетовым светом на металлический натрий, металл выбрасывает электроны, предполагая, что свет состоит из частиц, называемых фотонами.
Фактически, свет ведет себя и как частица, и как волна, и, кажется, меняет свою природу в зависимости от того, какой эксперимент вы проводите. В теперь известном эксперименте с двумя щелями, когда свет попадает на две щели в одном барьере, он ведет себя как частица, когда вы ищете частицы, но также ведет себя как волна, если вы ищете волны.