Matomos šviesos apibrėžimas ir bangos ilgiai

Prizmės ir vaivorykštės

Prizmė suskaido baltą šviesą į sudedamąsias spalvas.

MamiGibbs / Getty Images





Matoma šviesa yra diapazonas elektromagnetinė radiacija kuriuos gali aptikti žmogaus akis . The bangos ilgiai su šiuo diapazonu susiję nuo 380 iki 750 nanometrai (nm), o dažnis diapazonas yra maždaug nuo 430 iki 750 terahercų (THz). Matomas spektras yra elektromagnetinio spektro dalis tarp infraraudonųjų spindulių ir ultravioletinis . Infraraudonoji spinduliuotė, mikrobangos ir radijo bangos yra žemesnio dažnio / ilgesnio bangos ilgio nei matoma šviesa, o ultravioletinė šviesa, rentgeno spinduliuotė , ir gama spinduliuotė yra aukštesnio dažnio / trumpesnio bangos ilgio nei matoma šviesa.

Pagrindiniai dalykai: kas yra matoma šviesa?

  • Matoma šviesa yra elektromagnetinio spektro dalis, kurią suvokia žmogaus akis. Kartais tai tiesiog vadinama „šviesa“.
  • Apytikslis matomos šviesos diapazonas yra tarp infraraudonųjų ir ultravioletinių, tai yra 380–750 nm arba 430–750 THz. Tačiau amžius ir kiti veiksniai gali turėti įtakos šiam diapazonui, nes kai kurie žmonės gali matyti infraraudonąją ir ultravioletinę šviesą.
  • Matomas spektras yra grubiai padalintas į spalvas, kurios paprastai vadinamos raudona, oranžine, geltona, žalia, mėlyna, indigo ir violetine. Tačiau šie skirstymai yra nevienodo dydžio ir šiek tiek savavališki.
  • Matomos šviesos ir jos sąveikos su medžiaga tyrimas vadinamas optika.

Vienetai

Yra du vienetų rinkiniai, naudojami matomai šviesai matuoti. Radiometrija matuoja visus šviesos bangos ilgius, o fotometrija – žmogaus suvokimo atžvilgiu. SI radiometrinius vienetus sudaro džaulis (J) spinduliavimo energijai ir vatas (W) spinduliavimo srautui. SI fotometriniai vienetai apima liumeną (lm) šviesos srautui, liumeno sekundę (lm⋅s) arba talbotą šviesos energijai, kandela (cd) šviesos intensyvumui ir liuksą (lx) apšvietimui arba šviesos srautui, patenkančiam į paviršių.



Matomos šviesos diapazono variacijos

Žmogaus akis suvokia šviesą, kai pakankamai energijos sąveikauja su molekulė tinklainė akies tinklainėje. Energija keičia molekulinę konformaciją, sukeldama nervinį impulsą, kuris registruojasi smegenyse. Priklausomai nuo to, ar suaktyvintas strypas ar kūgis, gali būti suvokiama šviesa / tamsa arba spalva. Žmonės yra aktyvūs šviesiu paros metu, o tai reiškia, kad mūsų akys yra veikiamos saulės spindulių. Saulės šviesoje yra stiprus ultravioletinis komponentas, kuris pažeidžia strypus ir kūgius. Taigi, akyje yra įmontuoti ultravioletiniai filtrai, apsaugantys regėjimą. Akies ragena sugeria didžiąją dalį ultravioletinių spindulių (žemiau 360 nm), o lęšiukas – žemiau 400 nm. Tačiau žmogaus akis gali suvokti ultravioletinę šviesą. Žmonės, kuriems buvo pašalintas lęšiukas (vadinamas afakija) arba kuriems atlikta kataraktos operacija ir kuriems buvo įdėtas dirbtinis lęšis, praneša matę ultravioletinę šviesą. Paukščiai, bitės ir daugelis kitų gyvūnų taip pat suvokia ultravioletinę šviesą. Dauguma gyvūnų, kurie mato ultravioletinę šviesą, nemato raudonos ar infraraudonųjų spindulių. Laboratorinėmis sąlygomis žmonės dažnai gali matyti iki 1050 nm infraraudonųjų spindulių sritį.Po to infraraudonosios spinduliuotės energija yra per maža, kad sukeltų molekulinės konformacijos pokyčius, reikalingus signalui suaktyvinti.

Matomos šviesos spalvos

Matomos šviesos spalvos vadinamos matomas spektras . Spektro spalvos atitinka bangų ilgių diapazonus. Seras Isaacas Newtonas suskirstė spektrą į raudoną, oranžinę, geltoną, žalią, mėlyną ir violetinę. Vėliau jis pridėjo indigo, tačiau Niutono „indigo“ buvo artimesnis šiuolaikinei „mėlynam“, o jo „mėlyna“ labiau priminė šiuolaikinę „žydrą“. Spalvų pavadinimai ir bangų ilgių diapazonai yra šiek tiek savavališki, tačiau jie seka nuo infraraudonųjų iki ultravioletinių: infraraudonųjų, raudonų, oranžinių, geltonų, žalių, mėlynų, indigo (kai kuriuose šaltiniuose) ir violetinės spalvos. Šiuolaikiniai mokslininkai spalvas vadina bangos ilgiu, o ne pavadinimu, kad būtų išvengta painiavos.



Matomos šviesos spektras

„Zedh“ / „Creative Commons“ priskyrimas – taip pat bendrinimas 3.0

Kiti faktai

Šviesos greitis vakuume yra 299 792 458 metrai per sekundę. Vertė apibrėžta, nes matuoklis apibrėžiamas pagal šviesos greitį. Šviesa yra energija, o ne materija, tačiau ji daro spaudimą ir turi impulsą. Terpės išlenkta šviesa lūžta. Jei jis atsimuša į paviršių, jis atsispindi.

Šaltiniai

  • Cassidy, Dovydas; Holtonas, Džeraldas; Rutherfordas, Jamesas (2002). Fizikos supratimas . Birkhauzeris. ISBN 978-0-387-98756-9.
  • Neumeyer, Christa (2012). „2 skyrius. Auksinių žuvelių ir kitų stuburinių gyvūnų spalvų matymas“. Lazarevoje, Olga; Shimizu, Toru; Wasserman, Edward (red.). Kaip gyvūnai mato pasaulį: lyginamasis elgesys, biologija ir regėjimo evoliucija . Oksfordo stipendija internetu. ISBN 978-0-19-533465-4.
  • Starr, Cecie (2005). Biologija: sąvokos ir taikymas . Thomsonas Brooksas / Cole'as. ISBN 978-0-534-46226-0.
  • Waldman, Gary (2002). Įvadas į šviesą: šviesos, regėjimo ir spalvų fizika . Mineola: Doverio leidiniai. ISBN 978-0-486-42118-6.
  • Uzanas, J.-P.; Leclercq, B. (2008). Gamtiniai Visatos dėsniai: pagrindinių konstantų supratimas. Springeris. doi:10.1007/978-0-387-74081-2 ISBN 978-0-387-73454-5.