Видимое излучение
Видимое излучение в электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок[1][2] спектра с длиной волны приблизительно от 380 (фиолетовый) до 740 нм (красный). Такие волны занимают частотный диапазон от 400 до 790 терагерц. Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).[3] Наибольшую чувствительность к свету человеческий глаз имеет в области 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра.
В спектре содержатся не все цвета, которые различает человеческий мозг. Таких оттенков, как розовый или маджента, нет в спектре видимого излучения, они образуются от смешения других цветов.
Видимое излучение также попадает в «оптическое окно», область спектра электромагнитного излучения, практически не поглощаемая земной атмосферой. Чистый воздух рассеивает голубой свет несколько сильнее, чем свет с большими длинами волн (в красную сторону спектра), поэтому полуденное небо выглядит голубым.
Многие виды животных способны видеть излучение, не видимое человеческому глазу, то есть не входящему в видимый диапазон. Например, пчёлы и многие другие насекомые видят свет в ультрафиолетовом диапазоне, что помогает им находить нектар на цветах. Растения, опыляемые насекомыми, оказываются в более выгодном положении с точки зрения продолжения рода, если они ярки именно в ультрафиолетовом спектре. Птицы также способны видеть ультрафиолетовое излучение (300в400 нм), а некоторые виды имеют даже метки на оперении для привлечения партнёра, видимые только в ультрафиолете.[4][5]
Содержание |
[править] История
Первые объяснения спектра видимого излучения дали Исаак Ньютон в книге «Оптика» и Иоганн Гёте в работе «Теория Цветов», однако ещё до них Роджер Бэкон наблюдал оптический спектр в стакане с водой. Лишь спустя четыре века после этого Ньютон открыл дисперсию света в призмах.[6]
Ньютон первый использовал слово спектр (лат. spectrum в видение, появление) в печати в 1671 году, описывая свои оптические опыты. Он сделал наблюдение, что когда луч света падает на поверхность стеклянной призмы под углом к поверхности, часть света отражается, а часть проходит через стекло, образуя разноцветные полосы. Учёный предположил, что свет состоит из потока частиц (корпускул) разных цветов, и что частицы разного цвета движутся с различной скоростью в прозрачной среде. По его предположению, красный свет двигался быстрее чем фиолетовый, поэтому и красный луч отклонялся на призме не так сильно, как фиолетовый. Из-за этого и возникал видимый спектр цветов.
Ньютон разделил свет на семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, индиго и фиолетовый. Число семь он выбрал из убеждения (происходящего от древнегреческих софистов), что существует связь между цветами, музыкальными нотами, объектами Солнечной системы и днями недели.[7][8] Человеческий глаз относительно слабо восприимчив к частотам цвета индиго, поэтому некоторые люди не могут отличить его от голубого или фиолетого цвета. Поэтому после Ньютона часто предлагалось считать индиго не самостоятельным цветом, а лишь оттенком фиолетового или голубого (однако он до сих пор включён в спектр в западной традиции). В русской традиции индиго соответствует синему цвету.
Гёте, в отличие от Ньютона, считал, что спектр возникает при наложении разных составных частей света. Наблюдая за широкими лучами света, он обнаружил, что при проходе через призму, на краях луча проявляются красно-желтые и голубые края, между которыми свет остаётся белым, а спектр появляется, если приблизить эти края достаточно близко друг к другу.
В XIX веке, после открытия ультрафиолетового и инфракрасного излучений, понимание видимого спектра стало более точным.
В начале XIX века Томас Юнг и Герман фон Гельмгольц также исследовали взаимосвязь между спектром видимого излучения и цветным зрением. Их теория цветного зрения верно предполагала, что для определения цвета глаз использует три различных вида рецепторов.
[править] Характеристики границ видимого излучения
| Длина волны, нм | 740 | 380 |
| Энергия фотонов, Дж | 2,61·10в19 | 4,97·10в19 |
| Энергия фотонов, эВ | 1,6 | 3,1 |
| Частота, Гц | 3,94·1014 | 7,49·1014 |
| Волновое число, смв1 | 1,32·104 | 2,50·104 |
[править] Спектр видимого излучения
При разложении луча белого цвета в призме образуется спектр, в котором излучения разных длин волн преломляются под разным углом. Цвета, входящие в спектр, то есть такие цвета, которые могут быть получены световыми волнами одной длины (или очень узким диапазоном), называются спектральными цветами.[9] Основные спектральные цвета (имеющие собственное название), а также характеристики излучения этих цветов, представлены в таблице:
| Цвет | Диапазон длин волн, нм | Диапазон частот, ТГц | Диапазон энергии фотонов, эВ |
|---|---|---|---|
| Фиолетовый | 380в440 | 790в680 | 2,82в3,26 |
| Синий | 440в485 | 680в620 | 2,56в2,82 |
| Голубой | 485в500 | 620в600 | 2,48в2,56 |
| Зелёный | 500в565 | 600в530 | 2,19в2,48 |
| Жёлтый | 565в590 | 530в510 | 2,10в2,19 |
| Оранжевый | 590в625 | 510в480 | 1,98в2,10 |
| Красный | 625в740 | 480в400 | 1,68в1,98 |
[править] См. также
[править] Примечания
- в‘ Thomas J. Bruno, Paris D. N. Svoronos. CRC Handbook of Fundamental Spectroscopic Correlation Charts. в CRC Press, 2005.
- в‘ Б. И. Степанов. Введение в химию и технологию органических красителей. 2-е изд. в М.: «Химия», 1977.
- в‘ Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. в М.: Советская энциклопедия, 1981.
- в‘ Cuthill Innes C Ultraviolet vision in birds // Advances in the Study of Behavior / Peter J.B. Slater. в Oxford, England: Academic Press. в Vol. 29. в P. 161. в ISBN 978-0-12-004529-7
- в‘ Jamieson Barrie G. M. Reproductive Biology and Phylogeny of Birds. в Charlottesville VA: University of Virginia. в P. 128. в ISBN 1578083869
- в‘ Coffey Peter The Science of Logic: An Inquiry Into the Principles of Accurate Thought. в Longmans, 1912.
- в‘ Hutchison, Niels Music For Measure: On the 300th Anniversary of Newton's Opticks. Colour Music (2004). Архивировано из первоисточника 20 февраля 2012. Проверено 11 августа 2006.
- в‘ Newton Isaac Opticks. в 1704.
- в‘ Thomas J. Bruno, Paris D. N. Svoronos. CRC Handbook of Fundamental Spectroscopic Correlation Charts. CRC Press, 2005.
 |
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
| Электромагнитный спектр | |
|---|---|
| γ-излучение | рентген | УФ | видимый свет | ИК | терагерцевое излучение | микроволны | радиоволны | |
| Видимый спектр | фиолетовый | синий | голубой | зелёный | жёлтый | оранжевый | красный |
| Микроволны | W | V | Q | Ka | K | Ku | X | C | S | L |
| Радиоволны | КВЧ/EHF | СВЧ/SHF | УВЧ/UHF | ОВЧ/VHF | ВЧ/HF | СЧ/MF | НЧ/LF | ОНЧ/VLF | ИНЧ/ULF | СНЧ/SLF | КНЧ/ELF |
| Длины волн | Ультракороткие волны | Короткие волны | Средние волны | Длинные волны |
