Видљиво зрачење

Из Википедије, слободне енциклопедије

Иди на навигацију Иди на претрагу

Видно зрачењеелектромагнетни таласи које опажа људско око [1] . Осетљивост људског ока на електромагнетно зрачење зависи од таласне дужине ( фреквенције ) зрачења, при чему је максимална осетљивост на 555 нм (540 Т Хз ), у зеленом делу спектра [2] . Пошто се осетљивост постепено смањује на нулу са растојањем од тачке максимума, немогуће је одредити тачне границе спектралног опсега видљивог зрачења. Обично се за краткоталасну границу узима област од 380-400 нм (790-750 Т Хз ), а као дуготаласна граница 760-780 нм (до 810 нм) (395-385 ТХз) [1 ] [3] . Електромагнетно зрачење са таквим таласним дужинама назива се и видљива светлост , или једноставно светлост (у ужем смислу речи).

Нису све боје које људско око може да разликује повезане са неком врстом монохроматског зрачења . Нијансе као што су розе , беж или магента се производе само мешањем неколико монохроматских емисија различитих таласних дужина.

Видљиво зрачење такође пада у „ оптички прозор “ – област спектра електромагнетног зрачења које Земљина атмосфера практично не апсорбује. Чист ваздух распршује плаву светлост много јаче од светлости са дужим таласним дужинама (према црвеном крају спектра), тако да подневно небо изгледа плаво.

Многе животињске врсте су у стању да виде зрачење које је невидљиво људском оку, односно изван видљивог домета. На пример, пчеле и многи други инсекти виде ултраљубичасто светло, што им помаже да пронађу нектар на цвећу. Биљке опрашене инсектима су у бољем положају за размножавање ако су светле у ултраљубичастом спектру. Птице су такође у стању да виде ултраљубичасто зрачење (300-400 нм), а неке врсте чак имају ознаке на свом перју како би привукле партнера, видљиве само у ултраљубичастом светлу [4] [5] .

Прича

Њутнов круг боја из књиге "Оптика" ( 1704 ), који показује однос боја и музичких нота. Боје спектра од црвене до љубичасте су раздвојене нотама које почињу са Д (Д). Круг је пуна октава . Њутн је црвене и љубичасте крајеве спектра ставио један поред другог, наглашавајући да магента настаје мешањем црвене и љубичасте боје.

Прва објашњења узрока појаве спектра видљивог зрачења дали су Исак Њутн у књизи „Оптика” и Јохан Гете у делу „Теорија цвећа”, али је и пре њих Роџер Бекон посматрао оптички спектар. у чаши воде. Само четири века касније, Њутн је открио дисперзију светлости у призмама [6] [7] .

Њутн је први употребио реч спецтрум ( лат. спецтрум - визија, изглед) у штампи 1671. године , описујући своје оптичке експерименте. Открио је да када сноп светлости удари у површину стаклене призме под углом у односу на површину, део светлости се рефлектује, а део пролази кроз стакло, формирајући траке различитих боја. Научник је сугерисао да се светлост састоји од тока честица (корпукула) различитих боја, а да се честице различитих боја крећу у провидном медију различитим брзинама. Према његовим речима, црвена светлост се кретала брже од љубичасте, па се црвени зрак одбијао на призму не толико колико љубичасти. Због тога је настао видљиви спектар боја.

Њутн је поделио светлост на седам боја: црвену , наранџасту , жуту , зелену , плаву , индиго и љубичасту . Одабрао је број седам из веровања (који потиче од старогрчких софиста ) да постоји веза између боја, музичких нота, објеката Сунчевог система и дана у недељи [6] [8] . Људско око је релативно слабо осетљиво на фреквенције индиго боје, па га неки људи не могу разликовати од плаве или љубичасте. Стога је, након Њутна, често предложено да се индиго сматра не независном бојом, већ само као нијанса љубичасте или плаве (међутим, она је и даље укључена у спектар у западној традицији). У руској традицији, индиго одговара плавој боји.

Гете је , за разлику од Њутна, веровао да спектар произилази из суперпозиције различитих компоненти света. Посматрајући широке снопове светлости, открио је да се приликом проласка кроз призму на ивицама зрака појављују црвено-жуте и плаве ивице, између којих светлост остаје бела, а спектар се појављује када се ове ивице довољно приближе једна другој. .

Таласне дужине које одговарају различитим бојама видљивог зрачења први пут су представљене 12. новембра 1801. године у Бејкеровом предавању Томаса Јанга , добијене су претварањем параметара Њутнових прстенова , које је измерио сам Исак Њутн, у таласне дужине. Ове прстенове Њутн добија проласком кроз сочиво, лежећи на равној површини, одговара жељеној боји дела проширене призме у спектру светлости, понављајући експеримент за сваку од боја [9] : 30-31 . Добијене вредности таласних дужина Јунг је приказао у облику табеле, изражене у француским инчима (1 инч = 27,07 мм ) [10] , прерачунате у нанометре , њихове вредности добро одговарају савременим, усвојеним за различите боје. . Године 1821. Јозеф Фраунхофер је започео мерење таласних дужина спектралних линија , примајући их од видљивог зрачења Сунца помоћу дифракционе решетке , мерећи углове дифракције теодолином и претварајући их у таласне дужине [11] . Као и Јунг, изражавао их је у француским инчима, прерачунатим у нанометре, од савремених се разликују по јединицама [9] : 39-41 . Тако је већ почетком 19. века постало могуће мерити таласне дужине видљивог зрачења са тачношћу од неколико нанометара.

У 19. веку, открићем ултраљубичастог и инфрацрвеног зрачења, разумевање видљивог спектра постаје тачније.

Почетком 19. века, Томас Јунг и Херман фон Хелмхолц су такође истраживали однос између видљивог спектра и вида боја. Њихова теорија вида боја исправно је претпоставила да користи три различита типа рецептора за одређивање боје очију.

Карактеристике граница видљивог зрачења

Таласна дужина, нм 380 780
Енергија фотона , Ј 5,23⋅10 −19 2,55⋅10 −19
Енергија фотона , еВ 3.26 1.59
Фреквенција, Хз 7,89⋅10 14 3,84⋅10 14
Таласни број , цм −1 1,65⋅10 5 0,81⋅10 5

Видљиви спектар

Када се бели зрак разложи у призму, формира се спектар у коме се зрачење различитих таласних дужина прелама под различитим угловима. Боје укључене у спектар, односно оне боје које се могу добити коришћењем светлости једне таласне дужине (тачније, са веома уским опсегом таласних дужина) називају се спектралне боје [12] . Главне спектралне боје (које имају свој назив), као и емисионе карактеристике ових боја, приказане су у табели [13] :

Боја Опсег таласне дужине, нм Фреквенцијски опсег, ТХз Опсег енергије фотона, еВ
Виолет ≤450 ≥667 ≥2,75
Плави 450-480 625-667 2,58-2,75
Плави 480-510 588-625 2.43-2.58
Зелена 510-550 545-588 2.25-2.43
Светло зелена 550-570 526-545 2.17-2.25
Жута 570-590 508-526 2.10-2.17
Оранге 590-630 476-508 1.97-2.10
Црвени ≥630 ≤476 ≤1,97

Границе опсега наведених у табели су условне, у стварности, боје се глатко спајају једна у другу, а локација граница између њих видљивих посматрачу у великој мери зависи од услова посматрања [13] . Када се сноп беле светлости разложи, у призми нема љубичице, чак и сноп од 405 нм изгледа чисто плаво. Љубичаста се појављује у дуги, где је екстремно плава помешана са суседном црвеном бојом друге дуге.

Да би запамтили редослед главних спектралних боја на руском, користи се мнемоничка фразаСваки ловац жели да зна где седи фазан “. Акроним Рои Г. Бив се на сличан начин користи у енглеском језику.

такође видети

Белешке (измени)

  1. 1 2 Гагарин А. П. Светлост // Физичка енциклопедија : [у 5 томова] / Цх. ед. А.М. Прокхоров . - М .: Велика руска енциклопедија, 1994. - Т. 4: Поинтинга - Робертсон - Стреамерс. - С. 460 .-- 704 п. - 40.000 примерака - ИСБН 5-85270-087-8 .
  2. ГОСТ 8.332-78. Државни систем за обезбеђење уједначености мерења. Светлосна мерења. Вредности релативне спектралне светлосне ефикасности монохроматског зрачења за дневни вид (неприступачна веза) . Приступљено 2. 3. 2013. Архивирано 04. 10. 2013.
  3. ГОСТ 7601-78. Физичка оптика. Појмови, словне ознаке и дефиниције основних величина
  4. Цутхилл, Иннес Ц; ет ал. Ултраљубичасти вид код птица // Адванцес ин тхе Студи оф Бехавиор (неспецифицирано) / Петер ЈБ Слатер. - Окфорд, Енгланд: Ацадемиц Пресс , 1997. - Т. 29. - С. 161. - ИСБН 978-0-12-004529-7 .
  5. Јамиесон, Баррие ГМ Репродуцтиве Биологи анд Пхилогени оф Бирдс (енг.). - Цхарлоттесвилле ВА: Университи оф Виргиниа, 2007. - П. 128. - ИСБН 1578083869 .
  6. 1 2 Њутн И. Оптика или трактат о рефлексијама, преламањима, савијању и бојама светлости / Превео С. И. Вавилов . - 2нд ед. - М .: Држава. Издавачка кућа техничке и теоријске литературе , 1954. - 131. - 367. стр. - (серија "Класици природних наука").
  7. Цоффеи, Петер. Сциенце оф Логиц оф Тхе: оф Ан Инкуири Инто тхе Принциплес оф Аццурате Тхоугхт (енг.). - Лонгманс , 1912.
  8. Хутцхисон, Ниелс Мусиц Фор Меасуре: На 300. годишњицу Невтон'с Оптицкс . Музика у боји (2004). Приступљено 11. 08. 2006. Архивирано 20. 2. 2012.
  9. 1 2 Џон Чарлс Друри Бренд. Линије светлости: извори . - ЦРЦ Пресс, 1995.
  10. Томас Јанг. Тхе Бакериан Лецтуре. Тхе Тхеори оф тхе Он Лигхт анд Цолорс (енг.) // Пхилосопхицал Трансацтионс оф тхе Роиал Социети оф Лондон за 1802. годину: часопис. - 1802 .-- П. 39 .
  11. Фраунхофер Јос. Неуе Модифицатион дес Лицхтес дурцх гегенсеитиге Еинвиркунг унд Беугунг дер Страхлен, унд Гесетзе дерселбен (немачки) // Денксцхрифтен дер Кониглицхен Академие дер Виссенсцхафтен зу Мунцхен фур дие Јахре 1821 унд 1822. - 1824. - Бд. ВИИИ . - С. 1-76 .
  12. Тхомас Ј. Бруно, Парис ДН Своронос. ЦРЦ Приручник основних спектроскопских корелационих графикона. ЦРЦ Пресс, 2005.
  13. 1 2 Хунт РВЦ Репродукција боје . - 6. издање. - Јохн Вилеи & Сонс , 2004. - П. 4-5. - 724 п. - ИСБН 978-0-470-02425-6 .