Synligt ljus är det ljus som människor ser med sina ögon. Synligt ljus kommer främst från solen, men också från andra naturliga och konstgjorda ljuskällor. Det synliga ljusspektrumet är det våglängdsintervall som utgör synligt ljus.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Synligt ljus är den typ av ljus som människor kan se. Synligt ljus färdas otroligt snabbt, består av ett brett spektrum av våglängder och existerar både som vågor och partiklar.
Vad är ljus gjort av?
Ljus är en typ av energi gjord av elektromagnetiska vågor, en blandning av magnetism och elektricitet. Synligt ljus är bara en typ av ljus eller elektromagnetisk strålning. Vissa djur som bin kan se andra former av ljus, såsom ultraviolett ljus. Radiovågor är en annan typ av ljus, liksom infrarött ljus. Människor kan bara se en liten del av elektromagnetisk strålning, och detta band kallas det synliga ljusspektret. Synligt ljus består både av vågor och av partiklar. Denna idé kallas ”vågpartikel-dualitet” och är en av grundprinciperna för de revolutionära fysikupptäcken inom kvantteorin.
När atomer är upphetsade kan de avge en fotonpartikel om en annan foton med samma energi passerar den.
Egenskaper för synligt ljus
Ljuset som människor ser med ögonen kallas synligt ljus. Synligt ljus innehåller alla färger som människor kan se. Det finns tydliga egenskaper hos synligt ljus som skiljer det från andra typer av elektromagnetisk strålning.
Om det synliga ljusspektret passerar genom ett prisma avslöjar den resulterande regnbågen alla färgerna i spektrumet. Dessa sträcker sig från rött, med en våglängd på 700 nanometer (vilket är otroligt liten), genom orange, gul, grön, blå och slutligen violett, med en våglängd på 380 nanometer (vilket är jämnt mindre!). Radiovåglängder, däremot, är ganska långa, större än en meter. Gamma-strålens våglängder är ännu mindre än våglängderna för synligt ljus, på picometernivån!
En av egenskaperna för synligt ljus är närvaron av mörka absorptionslinjer i det synliga ljusspektret. Dessa linjer fungerar som markörer för saknade våglängder. Forskare använder dessa mönster för att studera stjärnornas smink, eftersom saknade våglängder motsvarar vissa element.
Ett intressant kännetecken för synligt ljus är att det finns både som en våg och en partikel. Det här låter kanske konstigt, men överväg först vågaspekten av synligt ljus. Liksom alla andra vågor, inklusive vågor i havet, kan ljusvågor färdas i alla riktningar, interagera med andra vågor och till och med böja.
Dessa vågor rör sig 186 000 mil per sekund i vakuum, vilket kallas en ljussekund. Synligt ljus saktar ner när det passerar genom tätare material som luft eller mänskliga ögon.
Synligt ljus kan inte passera genom några ogenomskinliga väggar, som radiovågor kan.
Källor till synligt ljus
Synligt ljus kan sändas från ett antal källor. Den mest inflytelserika synliga ljuskällan på jorden är solen. Andra källor till synligt ljus inkluderar stjärnor, planeter och månar (som visar ljus som reflekteras från solen), auroror, meteorer, vulkaner, blixtar, eld och bioluminescerande organismer som eldflugor, vissa maneter, fiskar och till och med vissa mikrober.
Kan du föreställa dig att leva i en era utan glödlampor eller lampor? Tekniken för mänskliga ljuskällor har utvecklats mycket sedan tidiga människor bara behövde förlita sig på ljuset i sin miljö. Konstgjorda källor för synligt ljus inkluderar ljus, oljelampor, gasbelysning och glödlampor. Idag finns ett brett utbud av glödlampor och lampor, från de tidiga typerna av glödlampor till lysrör, till lysdioder (LED). Mer energieffektiva glödlampor tillverkas varje år.
En annan kraftfull längdkälla är LASER, eller ljusförstärkning genom stimulerad strålningsemission. Vid denna tidpunkt liknar inte lasrar de vapen som ses i science fiction-filmer och tv-program. Men de är fortfarande mycket användbara. Laserstrålar är ljusstrålar med en våglängd som används i många moderna teknologier, från streckkoder och musiklagring till kirurgi och mikroskopi. Laserhöjdmätare används också av satelliter som används för att studera jordens isisar för att se hur mycket vatten de lagrar. Ljus används ständigt på nya, effektiva sätt att hjälpa mänskligheten och faktiskt hela världen.
Färgkomponenter av synligt ljus
Kommer du ihåg din första låda med kritor? Glädjen att se så många färger i en liten låda innebar så många möjligheter! Det kanske mest fascinerande med synligt ljus är färg. Människor ser ett brett spektrum av färger i synligt ljus, och varje färg har sin egen motsvarande våglängd. Färgkomponenterna för synligt ljus inkluderar violett, blått, grönt, gult till orange, ljusrött och mörkrött. Hela våglängden för synligt ljus sträcker sig från cirka 340 nanometer till cirka 750 nanometer. Ljus i intervallet 340 till 400 nanometer är nära ultraviolett (UV), mest osynligt för mänskliga ögon. Violett färg består av våglängder från 400 till 430 nanometer. Blues våglängdsområde är 430 till 500 nanometer och grönt är 500 till 570 nanometer. Gula till orange färger varierar mellan 570 och 620 nanometer. Ljusrött har en våglängd som sträcker sig från 620 till 670 nanometer. Mörkröds våglängd är mellan 670 och 750 nanometer. Utöver detta är nära infrarött ljus över 750 nanometer, och bortom 1100 nanometer är inte längre synligt för mänskliga ögon. Vid den punkten är ljuset i det infraröda (IR) spektrumet. Om du vill se hur IR-ljus ser ut kan du använda en infraröd kamera som tar upp ljuset som värmesignatur. När solen går ner kanske du märker andra färger än du skulle se om solen stod direkt ovanför. Detta beror på att jordens atmosfär fungerar som ett slags prisma, och den böjer solljusens färger.
Medan blått ofta betraktas som en "cool färg" kan det faktiskt representera ett mycket hett föremål, som den blå lågan på en gasspis eller en het stjärna. Ja, stjärnor har färger! Stjärnfärgerna motsvarar stjärntemperaturen. Solen är gul i färg och har en yttemperatur på cirka 5500 grader Celsius. En svalare stjärna som Betelgeuse är dock röd till cirka 3000 grader Celsius. De hetaste stjärnorna är blå, som Rigel, som är så het som 12 000 grader Celsius.
Utan färgkomponenterna i synligt ljus kunde människor inte uppskatta jordgubbarnas ljusröda färg eller solnedgångens många nyanser. Färg ger människor information om sin värld såväl som skönhet.
Hur människor ser synligt ljus
Eftersom det synliga ljusspektret är det ljus som människor kan se, hur fungerar det? Det mänskliga ögat och hjärnan arbetar tillsammans för att uppfatta synligt ljus. Antingen måste det finnas en ljuskälla, såsom solljus eller en glödlampa, eller så måste det reflekteras ljus på ett objekt. Exempel på reflekterat ljus inkluderar ljuset som reflekteras från snö, is och moln. Ljus från vilken källa som helst kommer in i människans öga och tas emot av ögonceller som kallas kottar. Speciella nerver som svarar på det synliga ljusspektrumsområdet skickar signaler till hjärnan, som tolkar dem som ljus. Inga två personer kommer att se ljus på exakt samma sätt på grund av små skillnader i näthinnorna i ögonen. Förmågan att se ljus vid olika våglängder förändras också med åldern. I barndomen kan människor vanligtvis se vid kortare våglängder än när de är äldre.