Vidna svetloba je svetloba, ki jo ljudje vidijo z očmi. Vidna svetloba prihaja predvsem od sonca, pa tudi od drugih naravnih in umetnih virov svetlobe. Spekter vidne svetlobe je obseg valovnih dolžin, ki tvorijo vidno svetlobo.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Vidna svetloba je vrsta svetlobe, ki jo ljudje lahko vidimo. Vidna svetloba potuje neverjetno hitro, sestavljena je iz širokega razpona valovnih dolžin in obstaja tako kot valovi kot delci.
Iz česa je narejena svetloba?
Svetloba je vrsta energije iz elektromagnetnih valov, mešanica magnetizma in električne energije. Vidna svetloba je le ena vrsta svetlobe ali elektromagnetno sevanje. Nekatere živali, kot so čebele, lahko vidijo druge oblike svetlobe, na primer ultravijolično svetlobo. Radijski valovi so druga vrsta svetlobe, prav tako pa tudi infrardeča svetloba. Ljudje lahko vidimo le majhen del elektromagnetnega sevanja, temu pasu pa pravimo spekter vidne svetlobe. Vidna svetloba je narejena tako iz valov kot iz delcev. Ta ideja se imenuje "dvojnost valovnih delcev" in je eno od temeljnih načel revolucionarnih fizikalnih odkritij v kvantni teoriji.
Ko so atomi vzbujeni, lahko oddajo delček fotona, če mimo njega mine drug foton z enako energijo.
Lastnosti vidne svetlobe
Svetlobo, ki jo ljudje vidimo z očmi, imenujemo vidna svetloba. Vidna svetloba vsebuje vse barve, ki jih ljudje vidijo. Obstajajo različne lastnosti vidne svetlobe, ki jo ločujejo od drugih vrst elektromagnetnega sevanja.
Če spekter vidne svetlobe prehaja skozi prizmo, nastala mavrica razkrije vse barve v spektru. Ti segajo od rdeče z valovno dolžino 700 nanometrov (kar je neverjetno majhno) do oranžna, rumena, zelena, modra in na koncu vijolična z valovno dolžino 380 nanometrov (kar je enakomerno manjši!). Nasprotno pa so radijske valovne dolžine precej dolge in presegajo meter. Valovne dolžine gama žarkov so na ravni pikometra celo manjše od valovnih dolžin vidne svetlobe!
Ena od lastnosti vidne svetlobe je prisotnost temnih absorpcijskih linij v spektru vidne svetlobe. Te črte služijo kot označevalci manjkajočih valovnih dolžin. Znanstveniki te vzorce uporabljajo za preučevanje sestave zvezd, saj manjkajoče valovne dolžine ustrezajo določenim elementom.
Zanimiva lastnost vidne svetlobe je, da obstaja tako kot val kot kot delci. Morda se sliši nenavadno, vendar najprej upoštevajte valovni vidik vidne svetlobe. Kot kateri koli drug val, vključno z valovi v oceanu, lahko tudi svetlobni valovi potujejo v vse smeri, komunicirajo z drugimi valovi in se celo upognejo.
Ti valovi v vakuumu potujejo s hitrostjo 186.000 milj na sekundo, kar imenujemo ena svetlobna sekunda. Vidna svetloba se upočasni pri prehodu skozi gostejši material, kot sta zrak ali človeške oči.
Vidna svetloba ne more skozi nobene neprozorne stene, tako kot lahko radijski valovi.
Viri vidne svetlobe
Vidno svetlobo lahko oddaja več virov. Najvplivnejši vidni vir svetlobe na Zemlji je sonce. Drugi viri vidne svetlobe vključujejo zvezde, planete in lune (ki prikazujejo svetlobo, ki se odbija od sonca), polarne svetlobe, meteorji, vulkani, strele, ogenj in bioluminiscentni organizmi, kot so kresnice, nekatere meduze, ribe in celo nekateri mikrobi.
Si predstavljate, da bi živeli v dobi brez žarnic ali svetilk? Tehnologija človeških virov svetlobe se je zelo razvila, saj so se morali zgodnji ljudje zanašati samo na svetlobo v svojem okolju. Umetni viri vidne svetlobe vključujejo sveče, oljne svetilke, plinsko razsvetljavo in žarnice. Danes obstaja široka paleta žarnic in žarnic, od zgodnjih vrst žarnic z žarilno nitko do fluorescentnih luči, do luči z LED diodami. Vsako leto izdelujejo energetsko učinkovitejše žarnice.
Drug močan vir dolžine je LASER ali ojačanje svetlobe s spodbujenim oddajanjem sevanja. V tem trenutku laserji niso več podobni orožju, ki ga vidimo v znanstvenofantastičnih filmih in televizijskih oddajah. So pa še vedno zelo koristni. Laserski žarki so svetlobni žarki z eno valovno dolžino, ki se uporabljajo v številnih sodobnih tehnologijah, od črtnih kod in shranjevanja glasbe do kirurgije in mikroskopije. Laserske višinomere uporabljajo tudi sateliti, s katerimi preučujejo polarne ledene plošče Zemlje, da bi ugotovili, koliko vode shranijo. Svetloba se nenehno uporablja na nove, učinkovite načine za pomoč človeštvu in celo celotnemu svetu.
Barvne komponente vidne svetlobe
Se spomnite svoje prve škatle barvic? Veselje ob pogledu na toliko barv v majhni škatli je pomenilo toliko možnosti! Mogoče najbolj fascinantna značilnost vidne svetlobe je barva. Ljudje vidijo široko paleto barv v vidni svetlobi in vsaka barva ima svojo lastno valovno dolžino. Barvne komponente vidne svetlobe vključujejo vijolično, modro, zeleno, rumeno do oranžno, živo rdečo in temno rdečo. Celoten obseg valovne dolžine vidne svetlobe se razteza od približno 340 nanometrov do okoli 750 nanometrov. Svetloba v območju od 340 do 400 nanometrov je blizu ultravijoličnega (UV), večinoma nevidna za človeške oči. Vijolična barva je sestavljena iz valovnih dolžin od 400 do 430 nanometrov. Območje valovnih dolžin modrega je od 430 do 500 nanometrov, zeleno pa od 500 do 570 nanometrov. Rumene do oranžne barve se gibljejo med 570 in 620 nanometri. Svetlo rdeča ima valovno dolžino od 620 do 670 nanometrov. Temno rdeča valovna dolžina je med 670 in 750 nanometri. Poleg tega je bližnja infrardeča svetloba več kot 750 nanometrov, več kot 1100 nanometrov pa človeškim očem ni več mogoče videti. Takrat je svetloba v infrardečem (IR) spektru. Če želite videti, kako izgleda IR-svetloba, lahko uporabite infrardečo kamero, ki svetlobo zajema kot toplotne podpise. Ko sonce zahaja, boste morda opazili drugačne barve, kot bi jih videli, če bi bilo sonce neposredno nad glavo. To je zato, ker zemeljsko ozračje služi kot neke vrste prizma in upogiba barve sončne svetlobe.
Čeprav se modra pogosto šteje za "hladno barvo", lahko dejansko predstavlja zelo vroč predmet, na primer modri plamen na plinskem štedilniku ali vročo zvezdo. Da, zvezde imajo barve! Zvezdne barve ustrezajo temperaturi zvezde. Sonce je rumene barve in ima površinsko temperaturo približno 5500 stopinj Celzija. Hladnejša zvezda, kot je Betelgeuse, pa je rdeče barve, na približno 3.000 stopinjah Celzija. Najbolj vroče zvezde so modre, kot je Rigel, ki je vroč kot 12.000 stopinj Celzija.
Brez barvnih komponent vidne svetlobe ljudje ne bi mogli ceniti živo rdeče barve jagod ali številnih odtenkov sončnega zahoda. Barva daje ljudem informacije o njihovem svetu, pa tudi o lepoti.
Kako ljudje vidijo vidno svetlobo
Ker je spekter vidne svetlobe svetloba, ki jo ljudje lahko vidimo, kako to deluje? Človeško oko in možgani sodelujejo pri zaznavanju vidne svetlobe. Biti mora prisoten vir svetlobe, na primer sončna svetloba ali žarnica, ali pa mora biti na predmetu odsevana svetloba. Primeri odbite svetlobe vključujejo svetlobo, ki se odbija od snega, ledu in oblakov. Svetloba iz katerega koli vira vstopi v človeško oko in jo sprejmejo očesne celice, imenovane storži. Posebni živci, ki se odzivajo na razpon spektra vidne svetlobe, pošiljajo signale v možgane, ki jih razlagajo kot svetlobo. Dve osebi zaradi majhnih razlik v mrežnicah svojih oči ne bosta videla svetlobe popolnoma enako. Sposobnost videti svetlobo na različnih valovnih dolžinah se prav tako spreminja s starostjo. V otroštvu ljudje običajno vidijo pri krajših valovnih dolžinah, kot ko so starejši.