ข้อเท็จจริงบางประการเกี่ยวกับคลื่นแสงที่มองเห็นได้

แสงที่มองเห็นได้ซึ่งเดินทางด้วยความเร็ว 186,282 ไมล์ต่อวินาทีในอวกาศเป็นเพียงส่วนหนึ่งของสเปกตรัมกว้างของแสงซึ่งครอบคลุมการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด เราสามารถตรวจจับแสงที่มองเห็นได้เนื่องจากเซลล์รูปกรวยในดวงตาของเรานั้นไวต่อความยาวคลื่นของแสงบางรูปแบบ มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นแสงรูปแบบอื่นได้เนื่องจากความยาวคลื่นของแสงนั้นเล็กเกินไปหรือใหญ่เกินไปที่จะตรวจพบได้ด้วยตาของเรา

สิ่งที่เราเรียกว่าแสงสีขาวไม่ใช่สีเดียว แต่เป็นแสงที่มองเห็นได้ทั้งหมดรวมกัน ในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ส่วนใหญ่ ธรรมชาติของแสงสีขาวไม่เป็นที่รู้จักอย่างสมบูรณ์ จนกระทั่งช่วงทศวรรษ 1660 เซอร์ไอแซก นิวตันได้ค้นพบความจริงเบื้องหลังแสงสีขาวโดยใช้ปริซึม – แท่งแก้วทรงสามเหลี่ยม – เพื่อแยกแสงออกเป็นสีต่างๆ แล้วประกอบกลับเข้าไปใหม่ อีกครั้ง

เมื่อแสงสีขาวส่องผ่านปริซึม สีขององค์ประกอบจะถูกแยกออก เผยให้เห็นสีแดง สีส้ม สีเหลือง สีเขียว สีฟ้า สีคราม และสีม่วง นี่เป็นเอฟเฟกต์เดียวกันกับที่คุณเห็นเมื่อแสงส่องผ่านหยดน้ำ ทำให้เกิดรุ้งกินน้ำบนท้องฟ้า เมื่อสีที่แยกจากกันเหล่านี้ส่องผ่านปริซึมที่สอง พวกเขาจะถูกนำกลับมารวมกันเป็นลำแสงสีขาวเพียงดวงเดียว

แสงสีขาวและสีรุ้งทั้งหมดเป็นตัวแทนของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย แต่เป็นแสงรูปแบบเดียวที่เราสามารถมองเห็นได้เนื่องจากความยาวคลื่นของพวกมัน มนุษย์สามารถตรวจจับความยาวคลื่นได้ระหว่าง 380 ถึง 700 นาโนเมตรเท่านั้น ไวโอเล็ตมีความยาวคลื่นสั้นที่สุดที่เรามองเห็น ในขณะที่สีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุด

แม้ว่าโดยปกติเราจะไม่เรียกรูปแบบอื่นของแสงรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ก็มีความแตกต่างกันเล็กน้อย แสงอินฟราเรดอยู่นอกการมองเห็นของเราโดยมีความยาวคลื่นมากกว่าแสงสีแดง เฉพาะอุปกรณ์อย่างแว่นตามองกลางคืนเท่านั้นที่เราจะตรวจจับแสงอินฟราเรดที่เกิดจากผิวหนังของเราและวัตถุที่ปล่อยความร้อนอื่นๆ ได้ ในอีกด้านหนึ่งของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ คลื่นแสงที่เล็กกว่าแสงสีม่วงคือแสงอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา

โดยปกติแล้วสีของแสงจะถูกกำหนดโดยพลังงานที่เกิดจากแหล่งกำเนิดที่ปล่อยออกมา ยิ่งวัตถุร้อนมากเท่าใด พลังงานก็จะยิ่งแผ่รังสีออกมามากเท่านั้น ส่งผลให้แสงมีความยาวคลื่นสั้นลง วัตถุที่เย็นกว่าจะสร้างแสงด้วยความยาวคลื่นที่ยาวกว่า ตัวอย่างเช่น หากคุณเปิดเครื่องพ่นไฟ คุณจะพบเปลวไฟสีแดงในตอนแรก แต่เมื่อเปิดขึ้น สีจะกลายเป็นสีน้ำเงิน

ในทำนองเดียวกัน ดาวฤกษ์จะปล่อยแสงสีต่างกันเนื่องจากอุณหภูมิของพวกมัน พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิประมาณ 5,500 องศาเซลเซียส ทำให้เกิดแสงสีเหลือง ดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิเย็นกว่า 3,000 C เช่น Betelgeuse ปล่อยแสงสีแดง ดาวฤกษ์ที่ร้อนกว่าอย่าง Rigel ซึ่งมีอุณหภูมิพื้นผิว 12,000 C ปล่อยแสงสีน้ำเงิน

การทดลองกับแสงในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เปิดเผยว่าแสงมีสองลักษณะ การทดลองส่วนใหญ่พบว่าแสงมีลักษณะเป็นคลื่น ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณฉายแสงผ่านช่องแคบที่แคบมาก แสงนั้นจะขยายออกเหมือนคลื่น อย่างไรก็ตาม ในการทดลองอื่นที่เรียกว่าปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก เมื่อคุณฉายแสงสีม่วงบนโลหะโซเดียม โลหะจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมา ซึ่งบ่งชี้ว่าแสงนั้นประกอบด้วยอนุภาคที่เรียกว่าโฟตอน

อันที่จริง แสงมีพฤติกรรมเป็นทั้งอนุภาคและคลื่น และดูเหมือนว่าจะเปลี่ยนลักษณะของมันตามการทดลองที่คุณทำ ในการทดลองรอยผ่าสองช่องที่โด่งดังในขณะนี้ เมื่อแสงกระทบกับรอยแยกสองรอยในบาเรียเดียว มันจะมีพฤติกรรม เป็นอนุภาคเมื่อคุณกำลังมองหาอนุภาค แต่ยังทำตัวเป็นคลื่นหากคุณกำลังมองหา คลื่น