Световой спектр это: Что такое свет, цвет и спектральные цвета

Содержание

Что такое свет, цвет и спектральные цвета

Как всякая волна, свет излучается и поглощается физическими телами. Свет излучается нагретыми или иначе находящимися в возбужденном состоянии телами и веществами.

Как физическое явление, Свет изучается в физике, в разделе оптика. Причем Свет это не одиночная волна с определенными характеристиками, а поток волн, разной длины и частоты.

Из школьного курса физики мы знаем, что как всякие другие волны, свет может быть разложен на составляющие его волны при помощи дифракционной решетки (дифракция) или при помощи призмы (дисперсия). После такого разложения мы получаем спектр волн разной длины, при этом большой участок этого спектра будет невидим человеческим глазом.

Дифракционный и дисперсионный спектры имеют некоторые различия.

Дифракция, это явление отклонения от прямолинейного направления движения волны при прохождении ее через препятствия (щель, отверстие, стержень), размер которого соизмеримы с длиной волны. В случае дифракции, мы получаем картинку, имеющую несколько максимумов, не растянутую ни в какой из областей спектра (нормальный дифракционный спектр).

Нормальный дифракционный спектр равномерный во всех областях и располагается в порядке возрастания длин волн.

Дисперсия это физическое явление, связанное с распространением волн разной длины с разной скоростью в данном веществе. Коэффициент, полученный в результате таких опытов, называют коэффициентом преломления среды.

Дисперсионный спектр сильно сжат в области волн имеющих большую длину, и сильно растянут в области волн имеющих меньшую длину волны. Дисперсионный спектр располагается в порядке убывания длин волн.

Видимая часть спектра называется оптическим диапазоном спектра.

Цвет и спектральные цвета

Что такое цвет? Физика дает следующий ответ на этот вопрос: Цвет, это качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения, и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов.

[1.1]

Индивидуальное восприятие цвета определяется его спектральным составом, а также цветовым и яркостным контрастом с окружающими источниками света и не светящимися объектами. [1.1]

В непрерывном световом спектре, в котором одни цвета плавно переходят в другие так, что определить точно границы каждого цвета и связь его с определенной длиной волны сложно принято различать следующие цвета в зависимости от длины волны [3.1]:

№ п/п Название цвета
Длина волны (нм)
От До
1 Фиолетовый 380 440
2 Синий 440 480
3 Голубой 480 510
4 Зеленый 510 550
5 Желто-зеленый 550 575
6 Желтый 575 585
7 Оранжевый 585 620
8 Красный 620 780

Диапазон волн от 0 нм до 380 нм, принято считать невидимым и называть ультрафиолетовой областью оптического излучения.

Диапазон волн от 780 нм до 1 мм, принято считать невидимым и называть инфракрасной областью оптического излучения.

Непрерывный оптический спектр

На рисунке 1 приведен главный максимум дифракционного цветового спектра.

Органы зрения живых существ воспринимают свет, отраженный от физических объектов и предметов. Цвет предмета, воспринимаемый органами зрения будет соответствовать длинам волн, отражаемых данными объектами. На пример, листва нам кажется зеленой по тому, что зеленую составляющую спектра лист отражает, а все другие составляющие, наоборот, поглощает. Или другой пример: апельсин оранжевый, по тому, что именно оранжевая составляющая светового спектра отражается апельсином.

Чувствительность органов зрения живых существ не постоянна в зоне видимого светового спектра. Для человека, на пример, на основании данных [3.2] чувствительность органов зрения приведена на Рисунке 2.

Спектральная чувствительность палочкового зрения (рисунок 2, кривая 2 — глаз адаптирован к ночным яркостям) характеризует работу глаза при столь малом количестве света, что его не хватает даже для частичного возбуждения колбочек. Кривая относительной спектральной чувствительности глаза имеет максимум на длине волны в 507 нм.

Для глаза, адаптированного к дневным яркостям V(λ) (рисунок 2, кривая 1), на длинах волн 510 нм и 610 нм характерно двукратное снижение чувствительности. Если же глаз адаптирован к ночным яркостям V’(λ) (рисунок 2, кривая 2), то снижение чувствительности в два раза наблюдается на длинах волн 455 нм. и 550 нм.

Рисунок 2. Относительная спектральная чувствительность глаза человека

Максимумы на кривых 1 и 2 на рисунке 2, равные единице, относительны. Дело в том, что палочковый аппарат ночного зрения человека намного чувствительнее, и для восприятия предельно малого светового сигнала (например, едва видимой точки на темном фоне) палочкам необходима примерно в пятьсот раз меньшая мощность, чем колбочкам. При этом палочки, действующие при периферическом (боковом) зрении, не позволяют определить цвета точки, в то время как колбочки, фиксирующие точку при прямом зрении, дают возможность увидеть и ее цвет [3.3].

Кроме этого, чувствительность человеческого глаза неодинакова к разным цветовым компонентам света. Чувствительность максимальна при 555 нм (желто-зеленый свет) и сводится к минимуму при более длинных (красный свет) и коротких (синий свет) длинах волн. Чувствительность человеческого глаза к воздействию красного излучения (650 нм) составляет всего 10% от максимальной чувствительности. Иными словами, чтобы добиться ощущения той же яркости, что и у желто-зеленого света, интенсивность красного света должна быть в десять раз больше [4.1].

Если соединить видимые красный и синий диапазон спектра, то мы получим цветовой круг Рисунок 3. Цветовой круг это способ представления непрерывности цветовых переходов в видимой части спектра. Сектора круга окрашены в различные цветовые тона, размещенные в порядке расположения спектральных цветов, причем пурпурный цвет связывает крайние красный и фиолетовый цвета.

Рисунок 3. Цветовой круг и триады цветов, дающие при смешивании белый цвет.

Цветовой круг впервые был предложен Исааком Ньютоном в 1704 году. Цветовой круг имеет большое значение для понимания законов смешивания спектральных цветов. Так на пример, вершины треугольника, вписанного в цветовой круг, однозначно указывают на триады цветов, которые при смешивании дадут белый цвет.

Рисунок 4. Цветовое поле видимого спектра.

В общем случае, оттенки цветов получаемые при смешивании простых спектральных цветов представлены на Рисунке 4.

Не спектральные цвета и смешивание цвета

Для восприятия цвета очень важно такое явление, как метамерия, особенности глаза и психики. [1.2]. Метамерия, это свойство зрения, при котором свет различного спектрального состава может вызывать ощущение одинакового цвета. Иначе метамерией можно назвать восприятие двух окрашенных образцов одинаково окрашенными под одним источником освещения, но различно окрашенными под другим источником освещения. Это можно объяснить разными спектральными характеристиками источников освещения и разными наполняющими цветами в красочных покрытиях рассматриваемых образцов.

Физиологически метамерия зрения основана на строении периферического отдела зрительного анализатора биологического объекта. В соответствии с теорией происхождения видов, предки человека получили органы зрения от рыб. Эта гипотеза получила в настоящее время, как множество подтверждений, так и не меньшее число опровержений.

У человека, как и у карпа, роль периферического отдела зрительного анализатора выполняет сетчатка, в которой за восприятие цвета отвечают особые клетки, называемые колбочками.

В общем случае, можно создать такие условия, при которых пучок оранжевого спектрального цвета, пучок оранжевого не спектрального цвета (полученный смешением желтого и красного спектральных цветов) и пучок пурпурного не спектрального цвета (полученный смешением синего и красного спектральных цветов) могут восприниматься зрительным анализатором наблюдателя, как пучки одинакового цвета.

Однако если пропустить эти три пучка через дисперсионную призму, то мы получим:

Для оранжевого спектрального цвета: одну полоску, соответствующую длине волны первичного светового пучка.

Для оранжевого не спектрального цвета (полученного смешением желтого и красного спектральных цветов): две полоски, соответствующие длинам волн составляющих желтого и красного спектральных цветов первичного светового пучка.

Для пурпурного не спектрального цвета (полученного смешением синего и красного спектральных цветов): две полоски, соответствующие длинам волн составляющих синего и красного спектральных цветов первичного светового пучка.

В общем случае, результирующие цвета получаемые при смешивании цветов иллюстрирует Рисунок 5.

Рисунок 5. Результирующие цвета, получаемые при смешивании спектральных цветов

Данное наблюдение представляется мне важным при создании цвета красителя для окрашивания насадки.

Теории восприятия цвета

На сегодняшний день, существуют несколько теорий восприятия цвета. Пожалуй, самой распространенной из них является Трехкомпонентная теория, предложенная тремя авторами: М.В. Ломоносовым, Т. Юнгом и Г. Гельмгольцем. Согласно этой теории, в органе зрения человека существуют три цветоощущающих аппарата: красный, зеленый и синий. Каждый из них возбуждается в большей или меньшей степени, в зависимости от длины волны излучения. Затем возбуждения суммируются аналогично тому, как это происходит при суммируемом смешении цветов. Суммарное возбуждение ощущается человеком как тот или иной цвет. В своей работе «Цветовое зрение» авторы Л.Н. Миронова, И.Д. Григорьевич отмечают: «…Трехкомпонентная теория хорошо объясняет важнейшие закономерности цветового зрения: адаптацию, индукцию, цветовую слепоту, спектральную чувствительность глаза, зависимость цвета от яркости и другие, Однако, следует заметить, что в наше время известны факты, свидетельствующие о более сложной картине функционирования органа зрения. ..» [2.1].

Другой, очень распространенной и имеющей множество подтверждений, теорией является теория оппонентных цветов Э. Геринга. Геринг выдвинул предположение, что в колбочках сетчатки могут существовать три вида гипотетических веществ: бело-черные, красно-зеленые и желто-синие. Световой поток влечет их разрушение (одни световые лучи) с образованием белого, красного или желтого цветов или синтез (другие световые лучи) чорного, зеленого или синего цвета. Геринг предполагал, что имеются четыре основных цвета красный, желтый, зеленый и синий, и что они попарно связаны с помощью двух антагонистических механизмов зелено-красного механизма и желто-синего механизма. Постулировался также третий оппонентный механизм для ахроматически дополнительных цветов белого и черного. Из-за полярного характера восприятия этих цветов Геринг назвал эти цветовые пары «оппонентными цветами». Из его теории следует, что не может быть таких цветов, как зеленовато-красный и синевато-желтый. Таким образом, теория оппонентных цветов постулирует наличие антагонистических цветоспецифических нейронных механизмов. Например, если такой нейрон возбуждается под действием зеленого светового стимула, то красный стимул должен вызывать его торможение. Предложенные Герингом оппонентные механизмы получили частичное подтверждение после того, как научились регистрировать активность нервных клеток, непосредственно связанных с рецепторами. Так, у некоторых позвоночных, обладающих цветовым зрением, были обнаружены красно-зеленые и желто-синие горизонтальные клетки. У клеток красно-зеленого канала мембранный потенциал покоя изменяется и клетка гиперполяризуется, если на ее рецептивное поле падает свет спектра 400-600 нм, и деполяризуется при подаче стимула с длиной волны больше 600 нм. Клетки желто-синего канала гиперполяризуются при действии света с длиной волны меньше 530 нм и деполяризуются в интервале 530-620 нм.

Множество проводимых исследований подтвердили предположения этих двух теорий, так например колбочки у приматов существуют всего трех типов: воспринимающие цвет в фиолетово-синей, зелено-жёлтой, в желто-красной частях спектра. Каждый вид колбочек интегрирует поступающую лучистую энергию в довольно широком диапазоне длин волн, и диапазоны чувствительности трех видов колбочек перекрываются, различаясь лишь диаграммой величины чувствительности.

Человеческое зрение, таким образом, является трёхстимульным анализатором, то есть спектральные характеристики цвета выражаются всего в трех значениях. Если сравниваемые потоки излучения с разным спектральным составом производят на колбочки одинаковое действие, цвета воспринимаются как одинаковые.

В животном мире известны четырёх- и даже пятистимульные цветовые анализаторы, так что цвета, воспринимаемые человеком одинаковыми, животным могут казаться разными так, хищные птицы видят следы грызунов на тропинках к норам исключительно благодаря ультрафиолетовой люминисценции компонентов их мочи.

Характеристика органов зрения карпа

Как уже говорилось выше, в соответствии с теорией происхождения видов, предок человека унаследовал органы зрения от низших позвоночных, или от рыб, что вызывает большое сомнение у некоторых, уважаемых в научных кругах, авторов [5]:

«. ..Если принять как факт, что цветовое зрение мы унаследовали от низших позвоночных (рыб), что доказывается анатомическим, физиологическим, химическим и структурным сходством строения сетчатки, то эволюцию цветового зрения следует изучать не на приматах, а начиная с рыб. Тогда рассуждения об эволюции цветового зрения от протонопии до тритонопии (С.В.Кравков) нельзя признать обоснованной. Ведь уже у карпа имеются все три типа колбочек и даже детекторов оппонентного типа, хотя и находятся эти детекторные клетки еще в самой сетчатке, а не в латеральном коленчатом теле, как у приматов и человека (Пэдхем Ч., Сондерс Ж., 1978). Хотя карп обладает повышенной чувствительностью в красно-оранжевой, а не зелено-желтой области спектра, диапазоны частот реагирования рецепторов карпа и человека почти не различаются по ширине.

Таким образом, эволюция цветового анализатора шла параллельно с развитием анатомических и функциональных отделов центральной нервной системы (промежуточного, среднего мозга, коры), по „вертикали“, а не в сторону дифференциации цветочувствительных клеток периферического отдела анализатора (колбочек сетчатки), по горизонтали. Сохранение (даже небольшое расширение) диапазона чувствительности при усовершенствовании структуры цветового анализатора в ходе наземной эволюции высших позвоночных свидетельствует, что цвет играл существенную роль в их жизнедеятельности. Но только у той биологической линии, которая привела к возникновению человека. О центральном значении цветоразличения для человека свидетельствует хотя бы тот факт, что все 6,5 миллиона колбочек как у карпа, так и у человека, располагаются в фовеа-центральной зрительной ямке, области максимально четкого зрения …».

Далее автор делает вывод [5]: «…Итак, мы видели, что для видов, значительно уступающих человеку в психическом развитии (растения, насекомые, рыбы, пресмыкающиеся, птицы), цвет не отделим от функций размножения, питания и выживания, т.е. от всего биологического цикла …».

Из сказанного становится ясным, что максимум цветового восприятия карпа обыкновенного лежит в красно-оранжевой области светового спектра, что находит свое подтверждение в большом количестве работ других авторов.

Автор считает, что диапазон чувствительности в области видимого спектра карпа обыкновенного и человека почти не различается по ширине, что противоречит данным некоторых других источников.

Автор подчеркивает подобность строения органов зрения карпа и человека не только качественно: «…колбочки как у карпа, так и у человека располагаются в фовеа-центральной зрительной ямке» но и количественно: «все 6,5 миллиона колбочек как у карпа, так и у человека…».

Кроме этого, автор считает функцию распознания цвета, в частности карпом, не отделимой от функций размножения, питания и выживания, то есть от всего биологического цикла. Это пожалуй самый ценный для нас вывод, для нас — рыбаков, осуществляющих ловлю этой умной рыбы, маскируя насадку под привлекающую ее, рыбу, пищу.

Справедливости ради, нужно отметить, что в результате биофизических исследований органов зрения рыб, пресноводных, пресмыкающихся, приматов, человека, были получены другие, очень интересные факты, способные поставить под сомнение приведенные выше заключения.

Так на пример, в своей статье «О зрении животных», опубликованной в электронном журнале «LiveJournal» некий Евгений [6], приводит интересные факты, касающиеся возможностей органов зрения различных животных, птиц, рыб, ссылаясь на результаты научных исследований, опубликованные в научных изданиях. Так на пример, относительно золотых рыбок, относящихся к карповидным, Евгений пишет: «… 14. Золотые рыбки — тетрахроматы и видят длины волн от 300 нм (и даже ниже) до примерно 730 нм — то есть весь человеческий диапазон, плюс хороший кусок ультрафиолета, плюс пограничную с инфракрасным область… ». Ссылаясь на статью известных биологов Shozo Yohoyama, Huan Zhang, Z. Bernhard Radlwimmer, Nathan S. Blow «Adaptive Evolution of Color Vision of the Commoran Coclacanth (Latimeria Chalumnae)» [6.1], опубликованную в 26 марта 1999 года в Ню-Йорке, и перепечатанную журналом «Evolution» в мае 1999 года, Евгений пишет: «…15. Латимерия (целакант) — древняя, долгое время считавшаяся вымершей рыба, обитающая на глубине около 200 м. Света там почти нет, а те его остатки, что все-таки туда просачиваются — исключительно синие. Тем не менее, она тоже обладает цветным зрением, с нашей точки зрения весьма уникальным. Латимерия — дихромат, но все богатство воспринимаемой ею гаммы укладывается, по нашим меркам, в почти неотличимые оттенки синего в узеньком диапазоне длин волн возле 480 нм. Максимумы цветового восприятия её рецепторов отстоят друг от друга всего на 7 нанометров: 478 и 485 нм. …». Относительно карпа обыкновенного, ссылаясь на статью [6.2] «The eyes of the common carp and Nile tilapia are sensitive to near-infrared» японских авторов Taro MATSUMOTO and Gunzo KAWAMURA, Евгений пишет: «…16. Обыкновенный карп может видеть в ближнем инфракрасном диапазоне (865 нм) — там же, где работают пульты управления телевизором и где рассеяние света в воде и воздухе существенно ниже».

Учитывая эти данные, мы можем усомниться в утверждении о равенстве ширины светового спектра воспринимаемого органами зрения карпа и человека.

Интересным представляется мнение А.М. Черноризова, высказанное им в его докторской диссертации на тему «Нейронные механизмы цветового зрения».

Проведя опыты на речном карпе, Carpio Cyprims L.; на 13 карпах in vivo (живых карпах) и более чем 200 карпах in vitro, и проанализировав другие, известные ему работы, автор пришел к заключению [7.1]: «…Исследование и моделирование процессов передачи информации о цвете в нейронных сетях зрительной системы является одной из главных задач психофизиологии цветовосприятия в рамках современной психофизиологии как науки о нейронных механизмах психических процессов и состояний. Адекватной экспериментальной моделью для этого является сетчатка глаза, которая по сложности строения и возможностям интегральной обработки параметров зрительных образов напоминает мозг (Jasper, Raynauld, 1975; Хьюбел, 1990). На уровне нервных элементов сетчатки осуществляется переход от кодирования цвета цо принципам трехкомпонентной теории Ломоносова-Юнга-Гельмгольца (слой фоторецепторов) к кодированию цвета по принципам теории оппонентных цветов Геринга (слой горизонтальных и биполярных клеток). В сетчатке происходит формирование цветооппонентных („красно-зеленых“, RG-типа; „сине-желтых“, YB-типа) и ахроматических (нецветооппонентных „яркостных“, В-типа, и „темновых“, D-типа) нейронных систем, которые, по нашим данным, обладают разной функцией в процессе цветокодирования. …».

Далее автор отмечает [7.1]: «…В поведенческих опытах Wolf (1925) показано, что рыбы из одного с карпом семейства Cyprinidae могут различать до 20 различных цветов в диапазоне от 340 до 760 нм. При этом рыбы отличают пурпурный цвет (смесь синего и красного спектральных излучений) от любого другого цвета. Hamburger (1926) выявил существование дополнительных цветов для рыб {Phoxinus laevisAG, семейство Cyprinidae), а также способность отличать белый цвет от какого-либо спектрального цвета. Таким образом, всю гамму цветов для рыб, как и для человека, можно представить в виде замкнутой круговой диаграммы (круга Ньютона) (Herter, 1953). Herter (1953) констатировал явления одновременного и последовательного яркостного и цветового контрастов для цветового зрения рыб. Horio (1938) в опытах на карпах показал, что при различении зрительных стимулов рыбы чаще ориентируются на цвет, чем на форму. Способность рыб, в частности, карпа, правильно оценивать цвет предметов независимо от условий освещения (константность восприятия цвета) продемонстрирована в поведенческих и Электрофизиологических исследованиях (Oyama, Jitsumori, 1974; Диментман и др., 1975; Максимова и др., 1975; Crawford et.al., 1990). Наконец, цветовое зрение рыб, как и у человека, трихроматично. На это указывают данные микроспектрофотометрических, нейрофизиологических и поведенческих экспериментов (для обзора см.: Измайлов и др., 1989).

Имеются данные о наличии в сетчатке костистых рыб фоторецепторов с пиком чувствительности в ультрафиолетовой области спектра (Neumeyer, Arnold, 1989). Не ясна роль этих рецепторов в цветовом зрении рыб ввиду того, что оптическая система камерного глаза этих животных не пропускает ультрафиолетовые лучи. Однако, имеются данные о влиянии активности рецепторов этого типа в различение цветов в синей области спектра (400-480 нм) (Neumeyer, Arnold, 1989).

У рыб и амфибий хорошо развита система ретино-тектальных зрительных проекций, что обусловливает сложный характер обработки цветового сигнала уже на уровне нейрональных структур сетчатки. В этой ситуации сетчатка этих животных может служить моделью для изучения принципов цветокодирования, реализуемых у приматов центральными отделами зрительного анализатора. …»

Подводя итог проведенным исследованиям, автор замечает [7.1]: «…Достоверность результатов достигалась большим объемом выборки и использованием современных статистических методов многомерного анализа (метрическое многомерное шкалирование). Представленные в работе данные получены в более чем 500 опытах на 26 моллюсках, 40 лягушках, 13 карпах in vivo и более чем 200 карпах in vitro. На изолированной сетчатке карпа внутриклеточно исследованы спектральные реакции 538 горизонтальных клеток и 45 биполярных клеток. …».

Анализируя приведенные выше исследования, с высокой степенью достоверности, можем предположить следующее:

Сетчатки глаза карпа и человека очень похожи по функционированию и строению, и «. ..по сложности строения и возможностям интегральной обработки параметров зрительных образов напоминают мозг…».

Имеются данные о наличии у рыб рецепторов, помогающих им различать цвета в области синего цвета, а также в значительном диапазоне инфракрасной зоны спектра.

Особое внимание нужно обратить на то, что максимальная активность нейронов мозга карпа зарегистрирована при раздражении его фоторецепторов пурпурным цветом, который является не спектральным цветом, а результатом суммирующего действия двух спектральных цветов: синего и красного.

Выводы

1. Сетчатки глаза карпа и человека очень похожи по функционированию и строению, а по сложности строения и возможностям интегральной обработки параметров зрительных образов напоминают мозг.

2. Диапазон чувствительности в области видимого спектра органов зрения карпа и человека значительно различается по ширине, что дает карпу возможность видеть объекты в синей части спектра и в невидимой области инфракрасного цвета, предположительно до длин волн около 865 нм. Это, в свою очередь, объясняет то, как карп может найти пищу в условиях практически полной темноты, например, ночью.

3. Максимум цветового восприятия карпа лежит в красно-оранжевой области светового спектра.

4. Максимальная активность нейронов мозга карпа зарегистрирована при раздражении его фоторецепторов пурпурным цветом, который является не спектральным цветом, а результатом суммирующего действия двух спектральных цветов: синего и красного.

5. Карп способен отличать белый спектральный цвет от какого-либо другого цвета.

6. Во время распознавания объекта, карп более склонен ориентироваться на цвет объекта, чем на его форму.

7. Функцию распознания цвета у карпа не отделима от функций размножения, питания и выживания, то есть от всего биологического цикла.

Заключение

Сделанные мною и приведенные выше, выводы, не претендуют на научную ценность и вполне могут быть ошибочными. Но в своих экспериментах с окрашиванием насадок я придерживаюсь следующих, изложенных мною ниже правил.

Мои насадки имеют преимущественно оранжевый спектральный цвет, оранжевый не спектральный цвет, пурпурный не спектральный цвет и белый не спектральный цвет. Они обязательно яркие и отчетливо выделяются на фоне окружающих предметов.

Насадки дают обильное, легко различимое облако мути имеющее тот же цвет, что и насадка.

В свои насадки я пытаюсь включать энзимы, способные поднять температуру поверхности насадки, по сравнению с температурой окружающей среды, хотя бы на один градус. Это позволяет выделить насадку на фоне окружающих ее объектов (заставляет насадку светиться изнутри) и делает ее более привлекательной и легко распознаваемой рецепторами инфракрасного зрения зрительного аппарата рыбы.

Литература:

1. Википедия. Свободная энциклопедия.

1.1. Цвет: http://ru. wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B2%D0%B5%D1%82

1.2. Метамерия: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%B0 %D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%8F_(%D1%86%D0%B2%D0%B5%D1%82)

2. Л.Н. Миронова, И.Д. Григорьевич, «Цветовое зрение», 2004 — 2008 годы.

2.1. Трех компонентная теория восприятия цвета. http://www.mironovacolor.org/theory/color_vision/

3. А. Прядко «Система световых величин» http://rus.625-net.ru/625/2004/03/light.htm

3.1. Цвет и длина волны.

3.2. Чувствительность органов зрения человека.

3.3. Максимумы ночного и дневного зрения.

4. «Освещение теплиц. Освещение и люди.» http://www.lighting.philips.com/ru_ru/trends/light/lightandhumans.php?main=ru_ru&parent=ru_r…

5. П.В. Яньшин, «Семантика цветового образа. К вопросу о „биологической целесообразности“ цветового зрения», Провинциальная ментальность России в прошлом, настоящем и будущем. Материалы III международной конференции по исторической психологии российского сознания. Ежегодник Российского психологического общества. Т. 3, вып. 2. Самара, СамГПУ, 1999. С. 200-217.

5.1. Взято по адресу: http://colormind.narod.ru/_private/YanshinOnColorSemantics.htm

6. Евгений, «О зрении животных», «LiveJournal» http://eugenebo.livejournal.com/45235.html

6.1. http://www.life.illinois.edu/ib/426/handouts/Yokoyama%20celacanth%20PNAS99.pdf

6.2. http://www3.interscience.wiley.com/journal/118658551/abstract?CRETRY=1&SRETRY=0 7. Черноризов Александр Михайлович. Нейронные механизмы цветового зрения : Дис. … д-ра психол. наук : 19.00.02 : Москва, 1999 227 c. РГБ ОД, 71:99-19/41-8

7.1. http://www.lib.ua-ru.net/diss/cont/124401.html

Автор: Саваченко Григорий

Статья с сайта http://www.sportfishing.ua

Освещение — требования к спектру ламп

    УФ излучение возникает в некоторых лампах, где свет генерируется разрядом в парах ртути. Излучение в синей части спектра присуще практически всем источникам света, но оно не должно превышать биологически приемлемый уровень, соответствующий естественному излучению солнца и неба. Для аналогичного ожога  сетчатки глаз, вызванного облучением в диапазоне синего света 440 – 460 нм, требуется примерно в 50 раз больший уровень облучения в диапазоне 550 – 700 нм. Получить ожог сетчатки глаз в ясную погоду можно и от естественного излучения неба во время сна под открытым небом, когда движения глаз замедляются, и воздействие синего света многократно увеличивается. В первую очередь это касается детей до года, которые часто спят днем на улице во время прогулки. Поэтому их глаза должны быть защищены не только от прямых солнечных лучей, но и от излучения неба. Даже когда мы находимся в тени, синяя составляющая излучения неба может беспрепятственно достигать глаз.

    Уровень излучения в синей части спектра увеличивается при увеличении цветовой температуры используемых источников света. Он минимален у ламп накаливания, но может достигать больших величин у некоторых светодиодных, люминесцентных и других разрядных  ламп, имеющих цветовую температуру более 4000 оК. Также нежелателен провал в излучаемом спектре в области красного света.

    В течение дня световые характеристики излучения солнца и неба непрерывно меняются вслед за перемещением солнца. Изменяются их яркость, цветовая температура и, уровень содержания в их спектре излучения синего света. Максимум излучения синего света в общем излучении солнца и неба приходится на дневные часы. В это время спектр излучения солнца и неба равномерен по всему диапазону видимого света и имеет цветовую температуру около 6 – 7 тысяч оК. Искусственные источники света с такой цветовой температурой часто имеют провал в области красной составляющей спектра и подъем в области синей, что вызывает зрительный дискомфорт.

    Как показали многочисленные исследования, например описанные в подборке статей в журнале  «Светотехника» №3 за 2012 год, (http://www. sveto-tekhnika.ru/files/2012/2012_3_ru.pdf), излишек синего света может вызвать необратимые изменения в сетчатке глаз, а недостаток — депрессивные состояния. Излишек синего цвета в вечерние часы (при использовании ламп с цветовой температурой выше 4000 оК) приводит к бессоннице. Как оказалось, сразу после захода солнца за горизонт, в организме начинает вырабатываться гормон мелатонин, уровень которого в организме во время сна в 10 и более раз превышает его уровень в период бодрствования. Если перед сном находиться в помещении, освещенном светильниками, в которые установлены лампы с большим уровнем синего света (цветовая температура которых выше 4000оК), то выработка организмом мелатонина значительно замедляется, что и приводит к бессоннице.

    Источники света, которые бы в течение дня в точности повторяли меняющиеся световые характеристики естественного освещения, появятся, судя по всему не скоро. Но иметь в помещении лампы с разными цветовыми температурами очень полезно. Утром и вечером целесообразны источники света с цветовой температурой 2700 – 3000 оК, а днем — 4000 – 5000 оК. Это касается в первую очередь помещений без естественного освещения, в которых возможно длительное пребывание людей. Для освещения помещений, имеющих достаточные световые проемы для попадания в них солнечного света лучше вообще использовать только источниками света с цветовой температурой не выше 3000 оК (за исключением зимнего периода с коротким световым днем).

    В настоящее время при проектировании освещения нормируется, как правило, только уровень освещенности. Хотя в СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» имеются рекомендации по индексу цветопередачи и цветовой температуре используемых источников света в зависимости от типа освещаемого помещения.

    При выборе выборе источников света недостаточно ориентироваться на их световой поток, по которому рассчитывается освещенность в помещениях. Всегда следует учитывать спектр их излучения, в том числе и за пределами видимого света.

6 июля  2013 г.

К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта)

К разделу  СВЕТИЛЬНИКИ 

Урок 13. взаимодействие поля и вещества. цвет и спектры — Естествознание — 10 класс

Естествознание, 10 класс

Урок 13. Взаимодействие поля и вещества. Цвет и спектры

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме;

Как взаимодействуют поле и вещество;

Чем определяется цвет веществ;

Волновые свойства света;

Что такое спектры веществ;

Какое тело называют абсолютно черным;

Что даёт исследование спектров веществ;

Глоссарий по теме:

Спектр излучения – совокупность частот (длин волн), содержащихся в излучении.

Дисперсия – зависимость показателя преломления среды от длины световой волны.

Спектр светового потока – характеристика, показывающая интенсивность и длину волн (частот), из которых этот поток состоит.

Спектр линейчатый – спектральные линии, имеющие определенную интенсивность и разделенные темными промежутками.

Спектр сплошной – спектральные линии излучения без разрыва.

Интенсивность излучения — величина, характеризующая количество энергии, переносимой волной в направлении распространения.

Абсолютно черное тело – идеализированная модель тела, которое способно полностью поглощать все падающие не него излучения любой длины волны при любой температуре; позволяет плодотворно излучать закономерности теплового излучения.

Тепловое излучение – излучение, испускаемое нагретым телом.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Естествознание. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017: с 59-62.

Спектр (Статья) Универсальная научно-познавательная энциклопедия «Кругозор» http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/SPEKTR.html

Сайт Наука детям http://virtuallab. by/publ/fizika/optika/39

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Единство поля и вещества, представляющих собой формы существования материи, связано с их взаимодействием. Признавая поле материальным, мы делам вывод, что поле воздействует на вещество с определенной силой. С другой стороны, если свет представляет собой электромагнитное поле, то, вспомнив любой источник света, можно сделать умозаключение — источником поля является вещество. На этом уроке попробуем разобраться с цветом и спектрами, иллюстрирующими специфические формы взаимодействия вещества и поля.

В повседневной жизни мы видим многообразие цветов. Чтобы разобраться с этим, нужно обратиться к опытам И. Ньютона, который одним из первых провел опыты по исследованию цвета. Занимаясь усовершенствованием линз, его заинтересовала радужная полоска по краям изображения. В 1666 году поставленный им опыт показал, что солнечный свет, проходя через призму, дает разноцветную полоску, которую он назвал спектром. В спектре солнечного света можно различить семь основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. При этом, соединив этот спектр с помощью собирающей линзы, снова образуется белый свет. И. Ньютон делает вывод, что цвет не является свойством тела, как это считалось ранее. Он делает важный вывод, что наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, меньше всех – красные. Эту зависимость преломления света от его цвета Ньютон назвал дисперсией.

Позднее Томас Юнг, опытным путем обнаруживает, что свет обладает волновыми свойствами. И установил, что каждому цвету соответствует волна определённой длины. Следовательно, наши зрительные ощущения цвета связаны с разным действием электромагнитных волн на светочувствительные клетки (рецепторы сетчатки) глаза. Например, некоторые животные не различают цвета, а другие воспринимают только один цвет.

При этом, в чем физический смысл того, что трава зеленая, а небо голубое? Чтобы ответить на этот вопрос нужно вспомнить общую характеристику поля и вещества как энергия.

При взаимодействии энергия может поглощаться, излучаться, отражаться и преломляться. Если при взаимодействии частиц вещества с электромагнитным полем, поле отдает энергию веществу, то волна поглощается. Противоположный процесс, когда вещество создает энергию поля – излучение. Возможны взаимодействия, когда энергия не изменяется, а меняется направление распространения. Следовательно, цвет является результатом взаимодействия поля и вещества.

Приведем примеры.

Если тело полностью поглощает всю энергию света, то оно для нас будет выглядеть черным. Когда поверхность для нас выглядит синей (в белом свете), это означает, что при взаимодействии все электромагнитные волны были поглощены и только волны соответствующие синему цвету отразились. При этом, если тело белое, это значит, что оно полностью отразит энергию электромагнитных волн всех длин волн. Ну и наконец, пламя газовой горелки окрашено голубым цветом: вещество в момент горения излучает энергию в диапазоне этого цвета.

Свойства разных веществ по-разному взаимодействовать с электромагнитным полем, дают подробную информацию о составе и структуре вещества.

Белый свет создает сплошную картинку цветов плавно переходящих от одного к другому. Такой спектр называют сплошным (непрерывным):

Если испарить частицу вещества и нагреть ее, чтобы она стала светиться, то спектр получится как набор отдельных узких полосок определенного цвета. При этом у каждого вещества свой неповторимый спектр:

Если не нагревать частицу вещества, тогда при пропускании белого света, атом поглотит характерные для него излучения:

Спектры светового потока, по своей сути, характеристика, показывающая интенсивность и длину волны (частоту), из которой этот поток состоит. Спектры у каждого атома неповторимы. Исследуя спектр вещества однозначно можно определить его состав.

Если посмотреть на распределение энергии в спектрах излучения абсолютно черного тела (при разных температурах черного тела и Солнца заметно, что максимум интенсивности солнечного излучения приходится на волны соответствующие желтому цвету).

Не менее интересен вопрос откуда берется свет. Чтобы тело стало излучать электромагнитные волны, они должны обладать достаточной энергией. Эта энергия, позволяющая веществу излучать свет может быть получена в результате разных процессов. Если эта энергия связана только с энергией теплового (хаотического) движения атомов и молекул вещества, т.е. за счет внутренней энергии, тогда мы имеем дело с тепловым излучением. Оно характерно для любого нагретого тела. Даже наши тела постоянно излучают тепловую энергию, только она не видна, т.к. находится в области инфракрасных волн. При высоких температурах излучаются короткие электромагнитные волны, при низких преимущественно длинные. Тепловое излучение имеет сплошной спектр – содержит электромагнитные волны всех длин волн от нуля до бесконечности. Другими словами спектр содержит от радио до гамма диапазонов, включая и диапазон волн видимого света.

Интенсивность светового излучения нагреваемого тела меняется от температуры. Так нагревая кусок железа, мы можем нагреть его настолько, что он начинает светиться красным цветом. Повышая температуру, мы можем раскалить его до бела. Таким образом, интенсивность излучения возрастает с увеличением температуры нагрева тела и уменьшением длины волны.

Излучение звёзд и Солнца имеет спектральный состав, близкий к спектральному составу излучения черного тела. Что позволяет к ним применять законы теплового излучения черного тела. Таким образом, астрономы по цвету звезд могут определить их температуру. В частности, выяснили, что температура наружных слоев Солнца приблизительно 6170 К.

Резюме теоретической части

Поле и вещество взаимосвязаны и взаимодействуют между собой. Одним из примеров взаимодействия являются цвет и спектры. Свет, обладая волновой природой, переносит импульс и энергию. Свет и вещество могут взаимодействовать, при этом энергия может поглощаться, излучаться, отражаться и преломляться. Что и определяет цвет вещества.

Белый свет представляет собой совокупность различных длин волн. Пучок света при прохождении через призму распределяется по длинам волн в спектр.

Свойства разных веществ по-разному взаимодействовать с электромагнитным полем, дают подробную информацию о составе и структуре вещества. На этом свойстве основан спектральный анализ веществ.

Изучая спектры можно оценить энергию, которую переносит излучение. Такая характеристика волн называется интенсивностью. Эта характеристика зависит от температуры и длины волны.

Источником света могут быть нагретые тела. При этом, чем выше температура, тем ниже длина электромагнитных волн.

Изучение спектров излучения позволяет определить химический состав, температуру и другие параметры.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля.

Задание 1. Расположите цвета в порядке уменьшения показателя преломления.

Варианты: красный, синий, жёлтый, оранжевый, фиолетовый, зелёный

Ответ: Фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый, красный

Пояснение: Показатель преломления связан с длиной волны. Чем больше длина волны, тем меньше электромагнитная волна изменяет направление распространения и наоборот. С самой маленькой длиной волны из видимого спектра электромагнитных волн являются красные, самую большую длину волны – фиолетовые.

Задание 2. На изображениях представлены изображения двух спектров линейчатого и сплошного. Установите соответствие между рисунком и типом спектра.

Ответ:

1.

Сплошной спектр

2.

Линейчатый спектр

3.

Линейчатый спектр

Пояснение: Только первый спектр является непрерывным, т.е. сплошным. Второй и третий спектры имеют разрывы. Спектр 2 – спектр излучения, Спектр 3 – спектр поглощения.

Спектр электромагнитного излучения • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

Имеется целый ряд типов электромагнитного излучения, начиная с радиоволн и заканчивая гамма-лучами. Электромагнитные лучи всех типов распространяются в вакууме со скоростью света и отличаются друг от друга только длинами волн.

После появления уравнений Максвелла стало ясно, что они предсказывают существование неизвестного науке природного явления — поперечных электромагнитных волн, представляющих собой распространяющиеся в пространстве со скоростью света колебания взаимосвязанных электрического и магнитного поля. Сам Джеймс Кларк Максвелл первым и указал научному сообществу на это следствие из выведенной им системы уравнений. В этом преломлении скорость распространения электромагнитных волн в вакууме оказалась столь важной и фундаментальной вселенской константой, что ее обозначили отдельной буквой с в отличие от всех прочих скоростей, которые принято обозначать буквой v.

Сделав это открытие, Максвелл сразу же определил, что видимый свет является «всего лишь» разновидностью электромагнитных волн. К тому времени были известны длины световых волн видимой части спектра — от 400 нм (фиолетовые лучи) до 800 нм (красные лучи). (Нанометр — единица длины, равная одной миллиардной метра, которая в основном используется в атомной физике и физике лучей; 1 нм = 10–9 м. ) Всем цветам радуги соответствуют различные длины волн, лежащие в этих весьма узких пределах. Однако в уравнениях Максвелла не содержалось никаких ограничений на возможный диапазон длин электромагнитных волн. Когда стало ясно, что должны существовать электромагнитные волны самой разной длины, фактически сразу же было выдвинуто сравнение по поводу того, что человеческий глаз различает столь узкую полосу их длин и частот: человека уподобили слушателю симфонического концерта, слух которого способен улавливать только скрипичную партию, не различая всех остальных звуков.

Вскоре после предсказания Максвеллом существования электромагнитных волн других диапазонов спектра последовала серия открытий, подтвердивших его правоту. Первыми в 1888 году были открыты радиоволны — сделал это немецкий физик Генрих Герц (Heinrich Hertz, 1857–1894). Единственная разница между радиоволнами и светом состоит в том, что длина радиоволн может колебаться в диапазоне от нескольких дециметров до тысяч километров. Согласно теории Максвелла, причиной возникновения электромагнитных волн является ускоренное движение электрических зарядов. Колебания электронов под воздействием переменного электрического напряжения в антенне радиопередатчика создают электромагнитные волны, распространяющиеся в земной атмосфере. Все другие типы электромагнитных волн также возникают в результате различных видов ускоренного движения электрических зарядов.

Подобно световым волнам, радиоволны могут практически без потерь распространяться на большие расстояния в земной атмосфере, и это делает их полезнейшими носителями закодированной информации. Уже в начале 1894 года — всего через пять с небольшим лет после открытия радиоволн — итальянский инженер-физик Гульельмо Маркони (Guglielmo Marconi, 1874–1937) сконструировал первый работающий беспроволочный телеграф — прообраз современного радио, — за что в 1909 году был удостоен Нобелевской премии.

После того как было впервые экспериментально подтверждено предсказываемое уравнениями Максвелла существование электромагнитных волн за пределами видимого спектра, остальные ниши спектра заполнились весьма быстро. Сегодня открыты электромагнитные волны всех без исключения диапазонов, и практически все они находят широкое и полезное применение в науке и технике. Частоты волн и энергии соответствующих им квантов электромагнитного излучения (см. Постоянная Планка) возрастают с уменьшением длины волны. Совокупность всех электромагнитных волн образует так называемый сплошной спектр электромагнитного излучения. Он подразделяется на следующие диапазоны (в порядке увеличения частоты и уменьшения длины волн):

Радиоволны

Как уже отмечалось, радиоволны могут значительно различаться по длине — от нескольких сантиметров до сотен и даже тысяч километров, что сопоставимо с радиусом Земного шара (около 6400 км). Волны всех радиодиапазонов широко используются в технике — дециметровые и ультракороткие метровые волны применяются для телевещания и радиовещания в диапазоне ультракоротких волн с частотной модуляцией (УКВ/FM), обеспечивая высокое качество приема сигнала в пределах зоны прямого распространения волн. Радиоволны метрового и километрового диапазона применяются для радиовещания и радиосвязи на больших расстояниях с использованием амплитудной модуляции (АМ), которая, хотя и в ущерб качеству сигнала, обеспечивает его передачу на сколь угодно большие расстояния в пределах Земли благодаря отражению волн от ионосферы планеты. Впрочем, сегодня этот вид связи отходит в прошлое благодаря развитию спутниковой связи. Волны дециметрового диапазона не могут огибать земной горизонт подобно метровым волнам, что ограничивает зону приема областью прямого распространения, которая, в зависимости от высоты антенны и мощности передатчика, составляет от нескольких до нескольких десятков километров. И тут на помощь приходят спутниковые ретрансляторы, берущие на себя ту роль отражателей радиоволн, которую в отношении метровых волн играет ионосфера.

Микроволны

Микроволны и радиоволны диапазона сверхвысоких частот (СВЧ) имеют длину от 300 мм до 1 мм. Сантиметровые волны, подобно дециметровым и метровым радиоволнам, практически не поглощаются атмосферой и поэтому широко используются в спутниковой и сотовой связи и других телекоммуникационных системах. Размер типовой спутниковой тарелки как раз равен нескольким длинам таких волн.

Более короткие СВЧ-волны также находят множество применений в промышленности и в быту. Достаточно упомянуть про микроволновые печи, которыми сегодня оснащены и промышленные хлебопекарни, и домашние кухни. Действие микроволновой печи основано на быстром вращении электронов в устройстве, которое называется клистрон. В результате электроны излучают электромагнитные СВЧ-волны определенной частоты, при которой они легко поглощаются молекулами воды. Когда вы помещаете еду в микроволновую печь, молекулы воды, содержащиеся в еде, поглощают энергию микроволн, движутся быстрее и таким образом разогревают еду. Иными словами, в отличие от обычной духовки или печи, где еда разогревается снаружи, микроволновая печь разогревает ее изнутри.

Инфракрасные лучи

Эта часть электромагнитного спектра включает излучение с длиной волны от 1 миллиметра до восьми тысяч атомных диаметров (около 800 нм). Лучи этой части спектра человек ощущает непосредственно кожей — как тепло. Если вы протягиваете руку в направлении огня или раскаленного предмета и чувствуете жар, исходящий от него, вы воспринимаете как жар именно инфракрасное излучение. У некоторых животных (например, у норных гадюк) есть даже органы чувств, позволяющие им определять местонахождение теплокровной жертвы по инфракрасному излучению ее тела.

Поскольку большинство объектов на поверхности Земли излучает энергию в инфракрасном диапазоне волн, детекторы инфракрасного излучения играют немаловажную роль в современных технологиях обнаружения. Инфракрасные окуляры приборов ночного видения позволяют людям «видеть в темноте», и с их помощью можно обнаружить не только людей, но и технику, и сооружения, нагревшиеся за день и отдающие ночью свое тепло в окружающую среду в виде инфракрасных лучей. Детекторы инфракрасных лучей широко используются спасательными службами, например для обнаружения живых людей под завалами после землетрясений или иных стихийных бедствий и техногенных катастроф.

Видимый свет

Как уже говорилось, длины электромагнитных волн видимого светового диапазона колеблются в пределах от восьми до четырех тысяч атомных диаметров (800–400 нм). Человеческий глаз представляет собой идеальный инструмент для регистрации и анализа электромагнитных волн этого диапазона. Это обусловлено двумя причинами. Во-первых, как отмечалось, волны видимой части спектра практически беспрепятственно распространяются в прозрачной для них атмосфере. Во-вторых, температура поверхности Солнца (около 5000°С) такова, что пик энергии солнечных лучей приходится именно на видимую часть спектра. Таким образом, наш главный источник энергии излучает огромное количество энергии именно в видимом световом диапазоне, а окружающая нас среда в значительной мере прозрачна для этого излучения. Неудивительно поэтому, что человеческий глаз в процессе эволюции сформировался таким образом, чтобы улавливать и распознавать именно эту часть спектра электромагнитных волн.

Хочу еще раз подчеркнуть, что ничего особенного с физической точки зрения в диапазоне видимых электромагнитных лучей нет. Он представляет собой всего лишь узкую полоску в широком спектре излучаемых волн (см. рисунок). Для нас он столь важен лишь постольку, поскольку человеческий мозг оснащен инструментом для выявления и анализа электромагнитных волн именно этой части спектра.

Ультрафиолетовые лучи

К ультрафиолетовым лучам относят электромагнитное излучение с длиной волны от нескольких тысяч до нескольких атомных диаметров (400–10 нм). В этой части спектра излучение начинает оказывать влияние на жизнедеятельность живых организмов. Мягкие ультрафиолетовые лучи в солнечном спектре (с длинами волн, приближающимися к видимой части спектра), например, вызывают в умеренных дозах загар, а в избыточных — тяжелые ожоги. Жесткий (коротковолновой) ультрафиолет губителен для биологических клеток и поэтому используется, в частности, в медицине для стерилизации хирургических инструментов и медицинского оборудования, убивая все микроорганизмы на их поверхности.

Всё живое на Земле защищено от губительного влияния жесткого ультрафиолетового излучения озоновым слоем земной атмосферы, поглощающим большую часть жестких ультрафиолетовых лучей в спектре солнечной радиации (см. Озоновая дыра). Если бы не этот естественный щит, жизнь на Земле едва ли бы вышла на сушу из вод Мирового океана. Однако, несмотря на защитный озоновый слой, какая-то часть жестких ультрафиолетовых лучей достигает поверхности Земли и способна вызвать рак кожи, особенно у людей, от рождения склонных к бледности и плохо загорающих на солнце.

Рентгеновские лучи

Излучение в диапазоне длин волн от нескольких атомных диаметров до нескольких сот диаметров атомного ядра называется рентгеновским. Рентгеновские лучи проникают сквозь мягкие ткани организма и поэтому незаменимы в медицинской диагностике. Как и в случае с радиоволнами временной разрыв между их открытием в 1895 году и началом практического применения, ознаменовавшимся получением в одной из парижских больниц первого рентгеновского снимка, составил считанные годы. (Интересно отметить, что парижские газеты того времени настолько увлеклись идеей, что рентгеновские лучи могут проникать сквозь одежду, что практически ничего не сообщали об уникальных возможностях их применения в медицине. )

Гамма-лучи

Самые короткие по длине волны и самые высокие по частоте и энергии лучи в электромагнитном спектре — это γ-лучи (гамма-лучи). Они состоят из фотонов сверхвысоких энергий и используются сегодня в онкологии для лечения раковых опухолей (а точнее, для умерщвления раковых клеток). Однако их влияние на живые клетки столь губительно, что при этом приходится соблюдать крайнюю осторожность, чтобы не причинить вреда окружающим здоровым тканям и органам.

В заключение важно еще раз подчеркнуть, что, хотя все описанные типы электромагнитного излучения проявляют себя внешне по-разному, по своей сути они являются близнецами. Все электромагнитные волны в любой части спектра представляют собой распространяющиеся в вакууме или среде поперечные колебания электрического и магнитного полей, все они распространяются в вакууме со скоростью света с и отличаются друг от друга лишь длиной волны и, как следствие, энергией, которую они переносят. Остается только добавить, что названные мною границы диапазонов носят достаточно условный характер (и в других книгах вам, вполне вероятно, попадутся несколько иные значения граничных длин волн). В частности, микроволновые излучения с большими длинами волн нередко и справедливо относятся к сверхвысокочастотному диапазону радиоволн. Отсутствуют четкие границы и между жестким ультрафиолетовым и мягким рентгеновским, а также между жестким рентгеновским и мягким гамма-излучением.

См. также:

Особенности и преимущества использования светодиодных фитосветильников

Искусственное «солнце» для растений, стимулирующие их рост – далеко не новинка. Но вот освещение, дающее нужный спектр, длину волн, при этом не пересушивающее нежные листья растений – это новое достижение в в освещении теплиц! КПД на уровне 95% дают светодиодные светильники при использовании их для стимуляции развития различных культур.

Свет для растений – синоним жизни. Стандартные лампы накаливания или лампы ДНаТ, в той или иной степени нагревающие поверхность, могут губительно влиять на листья, пересушивая их. Поэтому сейчас все более популярными становятся светодиодные фитосветильники.

Светодиоды обеспечивают и наиболее востребованные со стороны растений длины волн, а именно:

  • спектр с длиной волны 440–450 нм – синий;
  • спектр с длиной волны 650–660 нм – красный.

Однако не только эти два спектра являются полезными для растений. Попробуем более детально раскрыть этот вопрос, чтобы правильно подобрать освещение.

Принцип воздействия спектров и результат

На рост и развитие растений свет влияет несколькими своими показателями, а именно: интенсивность, длина волны, воздействие на биохимические процессы. Светодиодные фитосветильники

Основные типы спектра, которые применяются в гидропонике.

  1. Ультрафиолет. Не стоит забывать, что речь идет о заменителях солнца, которое имеет различную длину волн. УФ-светодиоды имеют длину волны от 360 до 410 нм. Главная задача – укрепление растений, обеззараживание теплиц.
  2. Синий. Длина волн, как уже было указано, – от 440 до 450 нм. Данный свет стимулирует не столько растяжение клеток, которое отвечает за рост в высоту растений, сколько за внутриклеточное давление. Соответственно, при использовании синего спектра как главенствующего, растения становятся короткими, но пышными. К тому же этот тип диода используется на стадии определения пола растений, так как способствует развитию «женских особей», но это относится только к двудомным растениям, которых среди сельскохозяйственных культур не так много.
  3. Зеленый. Этот спектр практически не используется молодыми верхними листьями растений. Но длину волн в 500–600 нм могут уловить нижние листья. Тем не менее, единое мнение — «за» или «против» — по данному вопросу до сих пор не выработано.
  4. Красный. Наиболее распространенный и эффективный тип. Учитывая диапазон длин волн и их восприятие растениями, выделяют два типа: слабопоглощаемый (620–630 нм) и дальний спектр (660–700 нм). При этом первый малоэффективен для растений, а вот второй тип жизненно необходим. Именно он дает пиковую длину волны, способствуя максимальной выработке хлорофилла и стимулируя рост. Наибольшая его эффективность – в период цветения и плодоношения культур.
  5. Инфракрасный. Данный тип в одиночку практически не подходит для выращивания растений, однако есть предположения, что длинные волны (до 740 нм) способны стимулировать растения к лучшему восприятию красного спектра. Потому в некоторых случаях ИК может использоваться.

Чаще всего используются фитолампы с определенной пропорцией спектральных источников освещения, а именно – 1 к 4. На 1 синий диод для максимальной результативности должны устанавливаться 4 красных.

Основой такого заключения являются тот факт, что при общем недостатке освещения большая часть синего спектра негативно воздействует на вегетативные процессы растений из-за его большей интенсивности. Потому грамотные специалисты используют умеренное соотношение диодов. Все остальные спектры выполняют вспомогательную функцию и в большинстве случаев не играют решающей роли в развитии культур.

Последние исследования доказывают, что в зависимости от выбранного спектра, интенсивности и сочетания цветов можно регулировать даже вкусовые показатели растения. Например, добавить больше сладости или кислинки в плод, а также сделать его водянистее или суше, при этом не причиняя химического вреда растению!

Выбор светодиодного фитосветильника

На чем должен быть основан выбор светодиодного освещения для растений? С учетом того, что данный тип освещения наделен рядом преимуществ, критерии оценивания следующие:

  • плотность диодов;
  • цвет спектра;
  • рабочее напряжение.

Остальные аспекты уходят на второй план. Все потому, что светодиоды – источники, которые:

  1. Служат до 50 000 часов без вмешательства со стороны.
  2. Отлично адаптируются к любым температурам и уровню влажности. Часто для растений создается особый микроклимат в разные периоды их жизни. В зависимости от периода и типа растения выбирается либо повышенная влажность, либо высокая температура. Светодиод хорошо функционирует при температуре до +50 градусов, что гарантирует правильное и непрерывное воздействие в теплицах и инкубаторах, где иногда столбик термометра поднимается до +40 градусов.
  3. Экономичны. В зависимости от типа сравнительного источника диоды потребляют в 8 раз меньше энергии. При промышленных объемах выращивания культур это оптимальное решение.

Правильный выбор диодов – гарантия хорошего урожая.

Политика импортозамещения

За последний год многие сельскохозяйственные показатели значительно повысились, в том числе — выведение экзотических культур в искусственно созданных условиях. Фитолампы – ключевое звено, с помощью которого можно полностью автономно выращивать любой тип растений, не прибегая к иностранной продукции, что является приемлемым в условиях импортозамещения и довольно прибыльным делом впоследствии.

Приобретение светодиодных фитосветильников можно назвать первым шагом к сбору сочных и спелых плодов весь год, даже за Полярным кругом!

Снова о цвете: спектр и цветовой круг — Наука и метод

Цвет

Это одно из основных свойств физических тел. В зависимости от длины световой волны, воздействующей на глаз, последний ощущает тот или иной цвет. Длина световой волны, то есть расстояние, на которое распространяется световая волна за время одного периода, измеряется миллимикронами. Видимый оптический спектр ограничен волнами примерно от 760 до 380 миллимикрон, а именно:

  • Красный — 760-620
  • Оранжевый — 620-590
  • Желтый — 590-560
  • Желто-зеленый — 560-530
  • Зеленый — 530-500
  • Голубой — 500-470
  • Синий — 470-430
  • Фиолетовый 430-380

Спектр

Это цветная полоса, получаемая при разложении (например, призмой) луча белого цвета по длинам волн. Между цветами в спектре нет четких границ: каждый цвет постепенно переходит в соседний. В спектре различают иногда семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый (правильнее разделить большую группу зеленых на желто-зеленые и сине-зеленые).

Ахроматические цвета

Это белые, черные и все переходные от белого к черному — серые (глаз человека различает около трехсот ахроматических оттенков). Все остальные цвета называются хроматическими.

Хроматические

Как и ахроматические отличаются друг от друга своей светлотой. Например, синий спектральный темнее, а желтый спектральный светлее красного спектрального. Это качество хроматического цвета (обладающего цветностью) в цветоделении именуется цветовым тоном. Художники обычно называют цветовой тон просто цветом.

Спектр является естественной шкалой цветовых тонов. Спектральные цвета можно подразделить на три зоны: красную, объединяющую красный, оранжевый и оранжево-желтый; зеленую — желтый, желто-зеленый и зеленый; сине-фиолетовую — голубой, синий, фиолетовый. Красные, оранжевые, желтые и желто-зеленые цвета называют теплыми, а зелено-голубые, голубые, синие и фиолетовые — холодными.

Цвета, образованные смешением двух крайних спектральных, то есть красного и фиолетового, называются пурпурными (они являются переходными между красными и фиолетовыми). В спектре нет пурпурных цветов.

При различных многокрасочных работах, с целью более удобного подбора красок, иногда пользуются цветовым кругом, в котором спектральные и пурпурные цвета расположены по окружности. В спектральной части круга (или спектре) глаз различает около 130 цветовых тонов, а в пурпурной — около 20.

Различные тела поглощают (не отражают) световые волны разной длины неодинаково: одни поглощают их в равной мере (неизбирательное поглощение), другие — в различной степени (избирательное поглощение). Ахроматические тела обладают неизбирательным, а хроматические — избирательным поглощением. Если от поверхности тела отразились и действуют на глаз все спектральные лучи, то глаз ощущает белый цвет, если все лучи не отразились, то есть поглотились, — черный. Если часть лучей отразилась, а часть поглотилась, то в зависимости от их соотношения глаз ощутит тот или иной цвет.

Если направить красный и фиолетовый (сине-фиолетовый) лучи и совместить их на белой поверхности, увидим пурпурный цвет. Если совместить синий и зеленый лучи, — голубой. Если зеленый и красный — желтый. Такое оптическое смещение цветов называется аддитивным, или слагательным смешением.

Если на белую бумагу нанести слой желтой краски, то из общего потока света до белой поверхности бумаги дойдут только красные, желтые и зеленые лучи, а другие он поглотит(«вычтет»). Если поверх этой желтой краски нанести голубую, то последняя через свой слой пропустит только зеленые лучи, а красные и желтые поглотит, в результате чего глаз ощутит зеленый цвет. Такое смешение называется субтрактивным, или вычитательным смешением.

Взаимодополнительными цветами называются такие цвета, которые при аддитивном смешении и определенных количественных отношениях дают ахроматический цвет. При смешении недополнительных получаются цвета, промежуточные по тону между смешиваемыми.

Различные световые лучи действуют неодинаково на светочувствительный слой (например, фотопленки). Самый актиничный цвет — белый. Черные неактиничны, так как черные поверхности очень слабо отражают свет. Светло-голубые почти столь же актиничны, как белые, а красные почти столь же неактиничны, как черные.

Тэг: Цветоведение

Свет для растений — как влияет интенсивность и спектр

Cвет в жизни растений играет определяющую роль. Ведь световая энергия определяет процесс фотосинтеза. Фотосинтез – поглощение света растением через листья.

В листьях содержится пигмент, (пигмент — окрашенное вещество в организме, участвующее в его жизнедеятельности и придающее цвет коже, волосам, чешуе, цветкам, листьям) называемый хлорофиллом, и именно через него растение поглощает световую энергию.

Активный рост растения, увеличение листьев происходит путем питания растения углеводородами —  обычными органическими соединениями. Их вырабатывает растение в процессе фотосинтеза. Углеводороды – результат реакции воды и двуокиси углерода. Однако продуктом, который вырабатывается в завершении фотосинтеза, является кислород – соединение, без которого не могут существовать живые организмы.

 

Факторы влияющие на фотосинтез

Существует ряд факторов, напрямую влияющих на процесс фотосинтеза растений. Прежде всего, интенсивность процесса напрямую зависит от

— содержания двуокиси углерода,

— температуры окружающего воздуха,

— достаточного обеспечения растения водой

— интенсивности света.

Однако для того, чтобы растение развивалось оптимально, важно не только наличие световой энергии, но и спектр света, а также длительность светового периода, когда растение бодрствует, и темного периода, когда оно отдыхает. 

Если правильно регулировать длительность светового дня, то стадиями роста растения можно управлять. Так, у растений длинного дня можно регулировать их вегетативную стадию, а также время цветения. В свою очередь, для растений короткого дня световой период должен оставаться на определенном уровне, ведь слишком длительный период света может существенно нарушить время его цветения. Существует и категория растений, которые растут в зависимости от наличия света, но при этом продолжительность темного и светлого периода суток на них не влияет.

Таким образом, правильно регулируя свет, можно достичь качественных результатов в процессе выращивания разных видов растений.

Дополнительно освещение для растений вы можете купить прямо сейчас в нашем онлайн магазине, в разделе освещение

Что же такое спектр света, и как он влияет на развитие растений?

Солнечный свет не является однородным, если рассматривать его спектральный состав. Свет солнца – это лучи, которые имеют разную длину волны. Таким образом, свет – это частица спектра электромагнитных волн, которую человек может видеть. При этом различать человеческие глаза способны область электромагнитного спектра, которая пребывает в промежутке примерно от 400 до 700 нанометров. В нанометрах  измеряется длина, и именно эту единицу наиболее часто используют для измерения малых длин.


Но в жизни растений наиболее важное значение имеет физиологически активная и фотосинтетическая активная радиация.

Самые важные лучи для растений – оранжевые (620-595 нм) и красные (720-600 нм). Эти лучи поставляют энергию для процесса фотосинтеза, а также «отвечают» за процессы, влияющие на скорость развития растения. Например, пигменты с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений. Для этого в теплицах используются натриевые лампы, у которых большая часть излучения приходится на красную область спектра. 

Так, к примеру, слишком большое количество красных и оранжевых лучей могут задержать цветение растения.

Также в фотосинтезе непосредственное участие принимают и синие, а также фиолетовые лучи (490-380нм). Кроме того, в их функции входит стимулирование образования  белков и регулирование скорости роста растения. Те растения, которые растут в природных условиях короткого дня, быстрее зацветают именно под воздействием этих лучей.

Пигменты с пиком поглощения в синей области отвечают за развитие листьев, рост растения и т.д. Растения, выросшие с недостаточным количеством синего света, например, под лампой накаливания, более высокие — они тянутся вверх, чтобы получить побольше «синего света». Пигмент, который отвечает за ориентацию растения к свету, также чувствителен к синим лучам.

Лучи, которые имеют длинную волну (315-380 нм), не позволяют растению чрезмерно «вытягиваться» и отвечают за синтез ряда витаминов. В то же время  ультрафиолетовые лучи, которые имеют длину волны 280-315 нм, могут повышать холодостойкость растений.

Таким образом, жизненно важными для развития растений не являются только желтые и зеленые лучи (565-490 нм).

Следовательно, при организации искусственного осветления растений необходимо в первую очередь учитывать их потребность в особенном спектре света.

Данный спектр, нужный растению выдаю специльно разработанные лампы для досветки растений, которые вы можете приобрести в нашем магазине в разделе свет

Если рассматривать растения с точки зрения их «отношения» к свету, то их принято делить на три категории:

— светолюбивые

— теневыносливые

— тенеиндифферентные. 

Для выращивания растений круглый год в условиях своей квартиры приобретайте — Фитосветильники для растений.

видимый свет | Управление научной миссии

Что такое спектр видимого света?

Спектр видимого света — это сегмент электромагнитного спектра, который может видеть человеческий глаз. Проще говоря, этот диапазон длин волн называется видимым светом. Обычно человеческий глаз может обнаруживать длины волн от 380 до 700 нанометров.

ДЛИНА ВОЛНЫ ВИДИМОГО СВЕТА

Все электромагнитное излучение — это свет, но мы можем видеть только небольшую часть этого излучения — часть, которую мы называем видимым светом.Конусообразные клетки наших глаз действуют как приемники, настроенные на длины волн в этой узкой полосе спектра. Другие части спектра имеют длины волн слишком большие или слишком маленькие и энергичные для биологических ограничений нашего восприятия.

Поскольку полный спектр видимого света проходит через призму, длины волн разделяются на цвета радуги, потому что каждый цвет имеет разную длину волны. Фиолетовый цвет имеет самую короткую длину волны, около 380 нанометров, а красный — самую длинную волну, около 700 нанометров.

(слева) Эксперимент Исаака Ньютона в 1665 году показал, что призма изгибает видимый свет и что каждый цвет преломляется под немного другим углом в зависимости от длины волны цвета. Фото: Трой Бенеш. (справа) Каждый цвет радуги соответствует разной длине волны электромагнитного спектра.

СОЛНЕЧНАЯ КОРОНА

Солнце является основным источником волн видимого света, которые воспринимаются нашими глазами. Самый внешний слой атмосферы Солнца, корона, можно увидеть в видимом свете.Но он настолько тусклый, что его нельзя увидеть, кроме как во время полного солнечного затмения, потому что яркая фотосфера перекрывает его. Фотография ниже была сделана во время полного затмения Солнца, где фотосфера и хромосфера почти полностью заблокированы Луной. Конические узоры — корональные стримеры — вокруг Солнца формируются направленным наружу потоком плазмы, которая формируется линиями магнитного поля, простирающимися на миллионы миль в космос.

Кредит: © 2008 Милослав Друкмюллер, Мартин Дитцель, Петер Аниол, Войтех Рушин

ЦВЕТ И ТЕМПЕРАТУРА

По мере того, как объекты становятся горячее, они излучают энергию, в которой преобладают более короткие волны, меняя цвет на наших глазах.Пламя паяльной лампы переходит от красноватого к голубоватому по мере того, как оно становится более горячим. Точно так же цвет звезд говорит ученым об их температуре.

Наше Солнце излучает больше желтого света, чем любой другой цвет, потому что температура его поверхности составляет 5 500 ° C. Если бы поверхность Солнца была холоднее, скажем, на 3000 ° C, она выглядела бы красноватой, как звезда Бетельгейзе. Если бы Солнце было горячее, скажем, 12000 ° C, оно выглядело бы синим, как звезда Ригель.

Эксперимент Исаака Ньютона в 1665 году показал, что призма изгибает видимый свет и что каждый цвет преломляется под немного другим углом в зависимости от длины волны цвета.

Кредит: Дженни Моттар; Изображение предоставлено SOHO / консорциумом

Камера HiRISE, установленная на борту орбитального аппарата MarsReconnaissance Orbiter (MRO), запечатлела это впечатляющее изображение кратера Виктория в видимом свете Фото: НАСА / Лаборатория реактивного движения / Университет Аризоны

СПЕКТРЫ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ЗНАКИ

Тщательное изучение спектра видимого света от нашего Солнца и других звезд обнаруживает узор из темных линий, называемых линиями поглощения. Эти закономерности могут предоставить важные научные подсказки, которые раскрывают скрытые свойства объектов во Вселенной. Определенные элементы в атмосфере Солнца поглощают свет определенных цветов. Эти образцы линий в спектре действуют как отпечатки пальцев для атомов и молекул. Глядя на спектр Солнца, например, можно увидеть, что отпечатки элементов очевидны тем, кто разбирается в этих закономерностях.

Узоры также видны на графике отражательной способности объекта. Элементы, молекулы и даже клеточные структуры обладают уникальными характеристиками отражательной способности.График отражательной способности объекта в спектре называется спектральной сигнатурой. Спектральные характеристики различных объектов Земли в видимом спектре света показаны ниже.

Кредит: Джинни Аллен

АКТИВНОЕ ДИСТАНЦИОННОЕ ЗНАЧЕНИЕ — АЛЬТИМЕТРИЯ

Лазерная альтиметрия — пример активного дистанционного зондирования с использованием видимого света. Прибор НАСА с помощью системы лазерного высотомера (GLAS) на борту спутника измерения высоты льда, облаков и суши (ICESat) позволил ученым рассчитать высоту полярных ледяных щитов Земли с использованием лазеров и дополнительных данных. Изменения высоты во времени помогают оценить изменения количества воды, хранящейся в виде льда на нашей планете. На изображении ниже показаны данные о высоте над ледниковыми потоками Западной Антарктики.

Лазерные высотомеры

также могут выполнять уникальные измерения высоты и характеристик облаков, а также верхней части и структуры растительного покрова леса. Они также могут определять распространение аэрозолей от таких источников, как пыльные бури и лесные пожары.

Кредит: НАСА / Центр космических полетов Годдарда

Начало страницы | Далее: Ультрафиолетовые волны


Цитирование
APA

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление научных миссий.(2010). Видимый свет. Получено [укажите дату — например, 10 августа 2016 г.] , с веб-сайта NASA Science: http://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight

MLA

Управление научной миссии. «Видимый свет» NASA Science . 2010. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. [укажите дату — например, 10 августа 2016 г.] http://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight

Электромагнитный и видимый спектр

Как обсуждалось в Разделе 10 Учебного пособия по физике, электромагнитные волны — это волны, которые могут распространяться в вакууме.В отличие от механических волн , которым требуется среда для передачи своей энергии, электромагнитные волны способны переносить энергию через космический вакуум. Электромагнитные волны производятся колеблющимся электрическим зарядом и, как таковые, состоят как из электрического, так и из магнитного компонентов. Точная природа таких электромагнитных волн не обсуждается в Учебнике по физике. Тем не менее, о таких волнах можно сделать множество заявлений.

Электромагнитные волны существуют в огромном диапазоне частот. Этот непрерывный диапазон частот известен как электромагнитный спектр . Весь диапазон спектра часто разбивается на определенные области. Подразделение всего спектра на более мелкие спектры выполняется в основном на основе того, как каждая область электромагнитных волн взаимодействует с веществом. На диаграмме ниже показан электромагнитный спектр и его различные области. Области с большей длиной волны и более низкой частотой расположены в крайнем левом углу спектра, а области с более короткой длиной волны и более высокой частотой — в крайнем правом углу.Две очень узкие области в спектре — это область видимого света и область рентгеновского излучения. Вы, несомненно, знакомы с некоторыми другими областями электромагнитного спектра.

Спектр видимого света

Основное внимание в Уроке 2 будет уделено области видимого света — очень узкой полосе длин волн, расположенной справа от инфракрасной области и слева от ультрафиолетовой области.Хотя электромагнитные волны существуют в широком диапазоне длин волн, наши глаза чувствительны только к очень узкому диапазону. Поскольку эта узкая полоса длин волн является средством, с помощью которого люди видят, мы называем ее спектром видимого света . Обычно, когда мы используем термин «свет», мы имеем в виду тип электромагнитной волны, которая стимулирует сетчатку наших глаз. В этом смысле мы имеем в виду видимый свет, небольшой спектр из огромного диапазона частот электромагнитного излучения.Эта область видимого света состоит из спектра длин волн от приблизительно 700 нанометров (сокращенно нм) до приблизительно 400 нм. Выраженный в более привычных единицах измерения, диапазон длин волн простирается от 7 x 10 -7 метр до 4 x 10 -7 метр. Эта узкая полоса видимого света ласково известна как ROYGBIV .

Каждая отдельная длина волны в спектре длин волн видимого света представляет определенный цвет.То есть, когда свет этой конкретной длины волны попадает на сетчатку нашего глаза, мы воспринимаем это особое цветовое ощущение. Исаак Ньютон показал, что свет, проходящий через призму, будет разделен на волны разной длины и, таким образом, покажет различные цвета, из которых состоит видимый свет. Разделение видимого света на разные цвета известно как дисперсия , . Каждый цвет характерен для определенной длины волны; и световые волны различной длины будут изгибаться на разную величину при прохождении через призму.По этим причинам видимый свет рассеивается при прохождении через призму. Рассеяние видимого света дает красный (R), оранжевый (O), желтый (Y), зеленый (G), синий (B) и фиолетовый (V) цвета. Именно поэтому видимый свет иногда называют ROY G. BIV. (Между прочим, индиго на самом деле не наблюдается в спектре, но традиционно добавляется к списку, так что в фамилии Роя есть гласная). Красные длины волн света — это более длинные волны, а фиолетовые длины волн света — более короткие длины волн. .Между красным и фиолетовым есть непрерывный диапазон или спектр длин волн. Спектр видимого света показан на диаграмме ниже.

Когда все длины волн видимого светового спектра одновременно попадают в ваш глаз, воспринимается белый цвет. Ощущение белого цвета не является результатом одного цвета света. Скорее, ощущение белого цвета является результатом смешения двух или более цветов света. Таким образом, видимый свет — смесь ROYGBIV — иногда обозначается как белый свет .С технической точки зрения, белый цвет вообще не является цветом — по крайней мере, не в том смысле, что существует световая волна с длиной волны, характерной для белого цвета. Скорее белый — это комбинация всех цветов видимого спектра света. Если все длины волн спектра видимого света дают вид белого, то ни одна из длин волн не приведет к появлению черного. Еще раз, черный на самом деле не цвет. Технически говоря, черный — это просто отсутствие длин волн видимого светового спектра.Поэтому, когда вы находитесь в комнате без света и все вокруг кажется черным, это означает, что в ваш глаз не попадает видимый свет с длиной волны, когда вы смотрите на окрестности.

Расследовать!

Виджет ниже сопоставляет длину волны света (в нанометрах) с определенным цветом света. Изучите, введя различные значения от 400 до 700 нанометров. Значения вне этого диапазона не видны и, следовательно, не связаны с цветом, воспринимаемым человеком.

Проверьте свое понимание

1. Световая волна — это электромагнитная волна, с которой связаны как электрическая, так и магнитная составляющие. Электромагнитные волны часто отличаются от механических волн. Различие основано на том, что электромагнитные волны ______.

а. может перемещаться сквозь материалы, а механические волны не могут

г.бывают в диапазоне частот, а механические волны существуют только с определенными частотами

г. может путешествовать через область, лишенную материи, а механические волны не могут

г. электромагнитные волны не могут переносить энергию, а механические волны могут переносить энергию

e. электромагнитные волны имеют бесконечную скорость, а механические волны имеют конечную скорость

2. При ответе на эти три вопроса подумайте об электромагнитном спектре.

а. В какой области электромагнитного спектра самая высокая частота?

г. В какой области электромагнитного спектра самая большая длина волны?

г. Какая область электромагнитного спектра будет перемещаться с максимальной скоростью?

3.При ответе на эти два вопроса подумайте о спектре видимого света.

а. Какой цвет спектра видимого света имеет наибольшую частоту?

г. Какой цвет в спектре видимого света имеет наибольшую длину волны?

9.3: Электромагнитный спектр — Chemistry LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Резюме
  2. Вклад и авторство

Цели обучения

  • Знать свойства различных типов электромагнитного излучения.

Электромагнитные волны имеют чрезвычайно широкий диапазон длин волн, частот и энергий. Форма электромагнитных волн с наивысшей энергией — это гамма (γ) лучи, а форма с самой низкой энергией — радиоволны.

На рисунке ниже показан электромагнитный спектр , который представляет собой все формы электромагнитного излучения. В крайнем левом углу рисунка \ (\ PageIndex {1} \) показаны электромагнитные волны наивысшей энергии. Они называются гамма-лучами и могут быть довольно опасными в больших количествах для живых систем.Следующая форма электромагнитных волн с более низкой энергией называется рентгеновских лучей . Большинство из вас знакомы с проникающей способностью этих волн. Они также могут быть опасны для живых систем. Людям рекомендуется максимально ограничить количество медицинских рентгеновских снимков в год. Следующими ниже по энергии идут ультрафиолетовых лучей . Эти лучи являются частью солнечного света, а верхний предел ультрафиолетового диапазона может вызвать солнечный ожог и, возможно, рак кожи. Следующий крошечный участок спектра — это видимый диапазон света .Спектр видимого света в нижней половине рисунка значительно расширен, поэтому его можно обсудить более подробно. Видимый диапазон электромагнитного излучения — это частоты, на которые реагирует человеческий глаз. Ниже в спектре находятся инфракрасные лучи и радиоволны.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Электромагнитный спектр с обозначенными его различными областями. Границы каждого региона являются приблизительными. (CC BY-NC-SA; анонимно по запросу).

Энергии света, которые находятся в видимом диапазоне, представляют собой электромагнитные волны, которые заставляют человеческий глаз реагировать, когда эти частоты попадают в глаз.Глаз посылает сигнал в мозг, и человек «видит» различные цвета. Волны с самой высокой энергией в видимой области заставляют мозг видеть фиолетовый, а по мере уменьшения энергии цвета меняются на синий, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Когда энергия волны выше или ниже видимого диапазона, глаз на них не реагирует. Когда глаз получает одновременно несколько разных частот, мозг смешивает цвета. Если все частоты света попадают в глаз вместе, мозг видит белый цвет.Если нет видимых частот, поражающих глаз, мозг видит черный цвет. Объекты, которые вы видите вокруг себя, являются поглотителями света, то есть химические вещества на поверхности объекта будут поглощать одни частоты, а не другие. Ваши глаза обнаруживают частоты, которые поражают ваш глаз. Следовательно, если ваш друг носит красную рубашку, это означает, что краска в этой рубашке поглощает все частоты, кроме красного, и красные частоты отражаются. Если бы вашим единственным источником света был синий свет одной точной частоты, и вы направили его на рубашку, которая была красной на солнечном свете, рубашка выглядела бы черной, потому что свет не отражался бы.Свет от люминесцентных ламп не содержит всех частот солнечного света, поэтому одежда в магазине может казаться немного другим цветом, когда вы принесете ее домой.

Сводка

  • Электромагнитное излучение имеет широкий спектр, включая гамма-лучи, рентгеновские лучи, УФ-лучи, видимый свет, ИК-излучение, микроволны и радиоволны.
  • Различные цвета света различаются своей частотой (или длиной волны).

Материалы и авторство

Эта страница была создана на основе контента следующими участниками и отредактирована (тематически или всесторонне) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:

Электромагнитный спектр

Введение

Весь диапазон электромагнитных волн известен как электромагнитный спектр.Это включает в себя электромагнитную энергию от гамма-лучей до радиоволн.

Области электромагнитного спектра

Электромагнитный спектр в широком смысле классифицируется на различные категории в зависимости от длины волны и характеристик энергии. Такие названия, как «микроволновое» или «инфракрасное», были разработаны для удобства описания электромагнитного излучения с аналогичными характеристиками, но нет четких разделительных линий между одной спектральной областью или другой. Единственная область в электромагнитном спектре, которая относительно согласована в определении длины волны, — это видимый спектр, поскольку он напрямую соответствует длинам волн, к которым чувствительны человеческие глаза. Видимый спектр — это небольшое окно всего электромагнитного спектра.

Гамма-лучи
(длина волны <10 -12 метров)

Гамма-лучи имеют самую короткую длину волны (<0,01 нанометра) и самую большую энергию из любой области электромагнитного спектра.Гамма-лучи производятся самыми горячими объектами во Вселенной, включая нейтронные звезды, пульсары, взрывы сверхновых. Гамма-лучи также могут быть созданы ядерными взрывами. большая часть гамма-лучей, генерируемых в космосе, блокируется атмосферой Земли. Это хорошо, поскольку гамма-лучи биологически опасны.

Рентгеновские лучи
(длина волны 10 -8 до 10 -12 метров)

Рентгеновские лучи имеют длину волны от 0,01 до 10 нм и в основном генерируются перегретым газом взрывающихся звезд и квазаров. Рентгеновские лучи могут проходить через различные типы материалов. Рентгеновские лучи обычно используются для получения медицинских изображений, а также для проверки грузов и багажа. Подобно гамма-излучению, атмосфера Земли блокирует рентгеновское излучение.

Ультрафиолет (УФ)
(длина волны 10 -7 -10 -8 метров)

Ультрафиолетовый (УФ) свет имеет длину волны приблизительно 1 — 380 нм. Солнце — источник ультрафиолетовой энергии. УФ-часть спектра подразделяется на УФ-А, УФ-В и УФ-С.УФ-С лучи являются наиболее вредными и почти полностью поглощаются нашей атмосферой. УФ-В лучи — это вредные лучи, вызывающие солнечный ожог. Хотя УФ-волны невидимы для человеческого глаза, некоторые насекомые, такие как шмели, могут их видеть.

Видимый
(длина волны ~ 10 -7 метров )

Видимый свет охватывает диапазон длин волн от 400 до 750 нм или от 0,4 до 0,75 мкм. Это единственная область спектра, к которой чувствительны человеческие глаза. Солнце излучает больше всего излучения в видимой части спектра.Каждая отдельная длина волны в спектре длин волн видимого света представляет определенный цвет. Свет в нижней части видимого спектра, имеющий более длинную волну, около 750 нм, виден как красный; свет в середине спектра выглядит зеленым; а свет в верхнем конце спектра с длиной волны около 380 нм виден как фиолетовый. Когда все длины волн видимого спектра света попадают в ваш глаз одновременно, воспринимается белый цвет.Видимая часть спектра широко используется в дистанционном зондировании и представляет собой энергию, регистрируемую с помощью фотографии.

Инфракрасный
(длина волны ~ 10 -6 от до 10 -3 метров )

Инфракрасная часть спектра находится в диапазоне от 0,75 мкм до 100 мкм (750–10 000 нм) по длине волны. Он разделен на три основные области: Ближний инфракрасный (NIR): 0,7 — 1,3 мкм, Коротковолновый инфракрасный (SWIR): от 1. 3–3 мкм и для дальнего или теплового инфракрасного излучения от 3 до 100 мкм. Инфракрасное излучение широко используется в дистанционном зондировании. Объекты уникальным образом отражают, пропускают и поглощают ближнее инфракрасное и коротковолновое излучение Солнца, и это можно использовать для наблюдения за здоровьем растительности, составом почвы и содержанием влаги. Область от 8 до 15 мкм называется тепловым инфракрасным, поскольку эти длины волн лучше всего подходят для изучения длинноволновой тепловой энергии, излучаемой Землей.

Микроволны
(длина волны ~ 10 -3 от до 10 -1 метров )

Микроволны — это, по сути, высокочастотные радиоволны с длинами волн от 1 мм до 1 м.Для разных целей используются разные длины волн или диапазоны микроволн. Средневолновые микроволны могут проникать сквозь дымку, легкий дождь и снег, облака и дым полезны для спутниковой связи и изучения Земли из космоса. Радар посылает импульсы микроволновой энергии и улавливает отраженную обратно энергию.

Радиоволны (
(длина волны> 10 -1 метров )

Радиоволны имеют самые длинные волны в электромагнитном спектре с длинами волн от примерно 1 мм до нескольких сотен метров.Радиоволны используются для передачи самых разных данных. Беспроводные сети, телевидение и любительское радио используют радиоволны. Использование радиочастот обычно регулируется правительствами.


← Назад

Далее →

Модульный дом


С точки зрения производителя освещения


Электромагнитный (ЭМ) спектр — это диапазон всех типов электромагнитного излучения. Он охватывает весь спектр света.Большинство из них невидимо невооруженным глазом. От гамма-лучей слева видимого спектра до длинных радиоволн справа.

Как ведущий производитель осветительных приборов, мы считаем науку и технологии света одновременно интересными и необходимыми. В этой статье я расскажу о Видимый свет ; и где он попадает в электромагнитный спектр, его характеристики и области применения.

ЭМ спектр света включает в себя диапазон световых волн .Одна из характеристик света — это то, как он ведет себя как волна с ее пиками и впадинами или гребнем (самая высокая точка) и впадиной (самая низкая точка). Благодаря этому атрибуту свет можно определить по длине волны.

Что такое длины волн?

Длина волны — это расстояние по горизонтали между двумя пиками волны. Свет измеряется его длиной волны (в нанометрах). Обычно его обозначают греческим символом λ.

Видимый свет обычно определяется как имеющий длину волны в диапазоне 400–700 нанометров (нм) или одну миллиардную долю метра.

электромагнитных волн подразделяются на категории в соответствии с их длиной и частотой (количество волн, прошедших точку за определенное время). Эта классификация определяет, находится ли электромагнитное излучение слева или справа от видимого спектра .

Свет — это энергия, которая принимает разные формы.

Вот о чем я . ..

На изображении ниже показан электромагнитный спектр с выделенным светом. ( Обозначается как видимый спектр )

Видимый свет составляет небольшую часть всего электромагнитного спектра.

Изображение предоставлено : Электромагнитный спектр

Если вы посмотрите на l eft видимого спектра …

Эти типы излучения вредны для живых организмов из-за своей чрезвычайно высокой частоты. Вы найдете здесь категории гамма-лучей, рентгеновских лучей и ультрафиолетовых лучей.

Гамма-лучи — самые высокие по частоте и энергии, самые разрушительные.

X-Rays — тоже волна высокой энергии и короткой длины.Большинство рентгеновских лучей имеют длину волны от 0,01 до 10 нанометров.

УФ (ультрафиолетовые лучи) — это электромагнитное излучение с длиной волны от 10 нм до 400 нм, короче, чем у видимого света, но длиннее рентгеновских лучей. Свет с длиной волны, которая сразу короче любого света в видимом спектре, называется ультрафиолетовым светом.

Видимый спектр — видимый спектр света — это часть электромагнитного спектра, видимая человеческим глазом. (подробнее об этом через секунду).

Теперь справа видимого спектра …

IR — Инфракрасные лучи — Тепловые волны, испускаемые тепловыми телами. Они выделяются теплом или тепловой энергией.

Микроволновая печь — В связи используется в радарах. Вы, скорее всего, знаете, что он согревает пищу.

Radio Waves — Электромагнитная волна определенной частоты, используемая для связи на большие расстояния.У него самый низкий уровень энергии.

Длинные радиоволны — от 30 кГц до 279 кГц со средней длиной волны 1500 метров. С другой стороны, коротковолновый диапазон составляет от 1,5 до 30 МГц (длина волны от 10 до 85 метров).

Все радиоволны, короткие или длинные, принадлежат к электромагнитному излучению, как и свет. Больше различий между коротковолновым и длинноволновым радио.

Теперь, когда мы понимаем весь спектр, давайте разберемся в «центре внимания»…

Видимый свет …

Что такое видимый свет в электромагнитном спектре?

Видимый свет находится в области, где ультрафиолет (УФ) находится слева от спектра, а инфракрасный (ИК) — справа. Это форма электромагнитного излучения, которую можно разделить на семь цветов.

Вероятно, он наиболее знаком вам, потому что это единственная область спектра, которая видна большинству человеческих глаз.

«Эта часть спектра включает в себя ряд разных цветов, каждый из которых представляет определенную длину волны.Так образуются радуги; свет проходит через вещество, в котором он поглощается или отражается в зависимости от длины волны. Таким образом, некоторые цвета отражаются больше, чем другие, что приводит к созданию радуги ». [Источник]

Цвет — одна из важнейших характеристик видимого света.

Цвета спектра видимого света

В видимом спектре есть семь диапазонов длин волн, которые соответствуют другому цвету. Каждый видимый цвет имеет длину волны.Когда вы переходите от красного к фиолетовому, длина волны уменьшается, а энергия увеличивается.

Изображение предоставлено: Видимый спектр

Вот 7 от самой короткой до самой длинной волны.

  1. Фиолетовый — самая короткая длина волны, около 400-420 нанометров с максимальной частотой. Они несут больше всего энергии.
  2. Индиго — 420 — 440 нм
  3. Синий — 440 — 490 нм
  4. Зеленый — 490 — 570 нм
  5. Желтый — 570 — 585 нм
  6. Оранжевый — 585 — 620 нм
  7. Красный — самая длинная длина волны, около 620-780 нанометров с самой низкой частотой

источник: видимый цветовой спектр

УФ-свет, расположенный рядом с видимым светом в спектре, имеет более высокую частоту, что соответствует более высокому излучению. Если вы когда-либо получали солнечный ожог, то это было из-за ультрафиолетового излучения, испускаемого солнцем. Использование ультрафиолетового света выходит далеко за рамки летнего загара.

Приложения, использующие УФ-свет

Ультрафиолетовый свет имеет широкое и разнообразное применение. От соляриев до дезинфекции бактериями и инфекционного контроля.

Больницы используют ультрафиолетовые лампы для стерилизации хирургического оборудования, что снижает риск инфекций.

По словам Джона Хагемана, MS, CHP, специалиста по радиационной безопасности в Юго-Западном исследовательском институте, «стерилизация, уничтожение бактерий (или любых типов клеток) медицинских инструментов в основном достигается за счет излучения, вызывающего серьезные повреждения компонентов клетки и хромосомам клетки, в частности ДНК.

«Серьезное повреждение» ДНК — это множественные разрывы в длинной лестничной структуре ДНК. Радиация (например, гамма-лучи, рентгеновские лучи или бета- и альфа-излучение) имеет достаточно энергии для ионизации атомов и молекул; то есть он может создавать заряженные частицы и свободные радикалы ».

С другой стороны, рядом со спектром видимого света находится (ИК) инфракрасное излучение …

Эти волны длиннее, чем волны видимого света, но короче, чем радиоволны. Более длинные инфракрасные волны воспринимаются как тепло.Эта форма света невидима для человеческого глаза и имеет множество применений.

Приложения, использующие инфракрасную энергию

Среди наиболее известных — пульты дистанционного управления, тепловизор и ночное видение.

Пульт дистанционного управления использует световые волны для переключения каналов. Он использует инфракрасный свет, передаваемый через светодиоды, для отправки сигнала на ваше устройство или телевизор.

«Тепловидение — это метод улучшения видимости объектов в темноте за счет обнаружения инфракрасного излучения объектов и создания изображения на основе этой информации.Тепловидение, освещение в ближнем инфракрасном диапазоне, формирование изображений при слабом освещении — три наиболее часто используемые технологии ночного видения ».

ИК-связь может использоваться где угодно, так как она не опасна для человека.

Свет — это электромагнитное излучение. Он движется волнообразно и производится из источника .

Как поставщику решений для освещения, его легче разделить на разные источники света и их места в общей схеме электромагнитного спектра.

Источники видимого света

Различные типы источников света влияют на то, как наши глаза воспринимают цвета. Например, при дневном свете мы больше всего видим синий и зеленый. Дневной свет также дает более интенсивный, но более прохладный свет. При флуоресцентном освещении хорошо видны зеленый и красный цвета.

7 источников видимого света

1. Солнце — — главный источник света на Земле. Солнце излучает излучение во всем электромагнитном спектре, от рентгеновских лучей чрезвычайно высокой энергии до сверхдлинноволновых радиоволн и всего, что между ними.Пик этого излучения находится в видимой части спектра. [источник]

2. Лампа накаливания — — это электрический светильник с проволочной нитью, нагретой до такой высокой температуры, что она светится видимым светом (накал). Выходной сигнал выше в красном конце спектра, что дает ему теплый выход. Что также помещает его в основном за пределы видимого спектра. Галогенная лампа излучает непрерывный спектр света, от ближнего ультрафиолета до глубокого инфракрасного.

3. Флуоресцентный — коротковолновый ультрафиолетовый свет , вызывающий свечение люминофорного покрытия на внутренней стороне лампы . Спектр флуоресцентного света имеет высокую интенсивность от 480 до 570 нм. Флуоресцентные лампы смешивают с другими типами источников света, чтобы получить свет, приближенный к солнечному.

4. Галоген — освещение возникает, когда вольфрамовая нить нагревается достаточно, чтобы излучать свет или «накаливание». Он использует газообразный галоген для увеличения светоотдачи. Спектр галогена показывает, что интенсивность больше в диапазоне от 650 до 950 нм. Это показывает, что существует большая концентрация красного света, длина волны которого составляет около 656,28 нм. [источник]

5. LED — светодиод (LED) представляет собой двухпроводной полупроводниковый источник света. При активации излучает свет. Электрический ток проходит через микрочип, который освещает крошечные источники света, которые мы называем светодиодами, и в результате получается видимый свет. Светодиодные устройства охватывают весь спектр от ультрафиолетового (УФ) до видимого и инфракрасного (ИК).

6. Лазер — «Усиление света вынужденным излучением». Слово «лазер» будет ограничено устройствами, излучающими электромагнитное излучение, использующими усиление света за счет вынужденного излучения с длинами волн от 180 нанометров до 1 миллиметра. Электромагнитный спектр включает энергию от гамма-лучей до электричества. [источник]

7. HID (высокоинтенсивный разряд) — — это тип электрической газоразрядной лампы, которая излучает свет посредством электрической дуги между вольфрамовыми электродами, помещенными в полупрозрачную или прозрачную дуговую трубку из плавленого кварца или плавленого оксида алюминия.[источник]

Чаще всего встречается на больших площадях, таких как стадионы и склады. Или в уличных фонарях, автомобильных фарах и прожекторах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Солнечный свет, ультрафиолетовые лампы для стерилизации медицинских устройств и технологии ночного видения — все это формы электромагнитного излучения.

Часть электромагнитного спектра в диапазоне от 400 до 750 нм является видимой областью. Когда мы используем термин «свет», мы имеем в виду тип электромагнитной волны, которую видит большинство людей, — электромагнитную волну, которая стимулирует сетчатку.

Когда все длины волн видимого светового спектра одновременно попадают в ваш глаз, воспринимается белый цвет. Белый — это сочетание всех цветов спектра.

Lumitex стремится помочь вам с помощью ваших инновационных световых решений, адаптированных к вашей идее. У нас есть доступные осветительные приборы / решения, которые обеспечивают равномерный свет для любого вашего проекта.

Волны видимого света

РАДИО ВОЛНЫ | МИКРОВОЛНЫ | ИНФРАКРАСНЫЙ | ВИДИМЫЙ СВЕТ | УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ | РЕНТГЕНОВСКИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ | ГАММА ИЗЛУЧЕНИЕ Видимые световые волны — единственные электромагнитные волны мы можем видеть.Мы видим эти волны как цвета радуги. Каждый цвет имеет другую длину волны. У красного самая длинная волна, у фиолетового имеет самую короткую длину волны. Когда все волны видны вместе, они сделать белый свет.
Когда белый свет светит через призму или сквозь водяной пар, как эта радуга, белый свет разбит на цвета видимого света спектр.

Как мы «видим», используя видимый свет?

Колбочки на наших глазах — это приемники для этих крошечных видимых световых волн. Солнце — естественный источник для видимых световых волн, и наши глаза видят отражение этого солнечный свет от объектов вокруг нас.

Цвет объекта, который мы видим, — это цвет отраженного света. Все остальные цвета впитываются.

Лампочки — еще один источник видимых световых волн.

Это фотография сделана из космоса шаттл из Феникса, штат Аризона.
Это полноцветный спутниковый снимок Финикса, Аризона.Вы видите разницу между этим изображением и фото над ним?

Есть два типа цветных изображений, которые можно сделать из спутниковых данных: истинный цвет и ложный цвет. Для получения полноцветных изображений, подобных этому, спутник использовал датчики для записи данных о красных, зеленых и синих видимых световых волнах которые отражались от поверхности земли. Данные были объединены позже на компьютере. Результат похож на то, что видят наши глаза.

Вот изображение Феникса в искусственных цветах. Как это по сравнению с истинным цветом и изображения космического челнока на этой странице?

Изображение в ложных цветах получается, когда спутник записывает данные о яркость световых волн, отражающихся от поверхности Земли. Эти яркости представлены числовыми значениями — и эти значения затем могут быть помечены цветом. Это как рисовать по номерам! Цвета, выбранные для «раскраски» изображения: произвольные, но их можно выбрать, чтобы объект выглядел реалистично, или чтобы помочь выделить определенную особенность изображения.Астрономы могут даже просматривать интересующую область с помощью программного обеспечения для изменения контрастности и яркость на картинке, как в телевизоре! Вы видите разница в цветовых палитрах, выбранных для двух изображений ниже? Оба изображения Крабовидной туманности — остатки взорвавшейся звезды!

Вот еще один пример — на рисунках ниже показана планета Уран в истинный цвет (слева) и ложный цвет (справа).

Истинный цвет был обработан, чтобы показать Уран таким, каким его увидят человеческие глаза. с точки зрения космического корабля «Вояджер-2» и представляет собой составную часть изображения, полученные через синий, зеленый и оранжевый фильтры. Ложный цвет и крайнее усиление контраста на изображении справа, выделяет едва различимые подробности в полярной области Урана. Видны очень незначительные контрасты в истинном цвете здесь сильно преувеличены, что облегчает изучение Облачная структура Урана. Здесь Уран показывает темный полярный капюшон, окруженный серией все более легких концентрических полос.Один возможный объяснение состоит в том, что коричневатая дымка или смог, сосредоточенный над полюсом, разбивается на полосы зональными движениями верхней атмосферы.


Что показывает нам видимый свет?

Это правда, что мы слепы ко многим длинам волн света. Этот делает важным использование инструментов, которые могут обнаруживать различные длины волн света, чтобы помочь нам изучить Землю и Вселенная. Однако, поскольку видимый свет часть электромагнитного спектра, которую могут видеть наши глаза, весь наш мир ориентирован на это.И многие инструменты, обнаруживающие видимый свет может видеть отца и яснее, чем наши глаза могли бы одни. Вот почему мы используем спутники, чтобы смотреть на Землю, и телескопы, чтобы смотреть на Небо!

Это изображение Феникса в видимом свете, Аризона, занято со спутника GOES. Мы часто используем изображения в видимом свете, чтобы увидеть облака и помочь предсказать погоду.
Мы не только смотрим на Землю из космоса но мы также можем смотреть на другие планеты из космоса.Это видимый световое изображение планеты Юпитер. Это в ложном цвете — цвета были выбраны, чтобы подчеркнуть структуру облаков на этой полосатой планете — Юпитер не будет выглядеть так в ваших глазах.

[СЛЕДУЮЩАЯ БОЛЬШАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ ] [СЛЕДУЮЩАЯ УКРАШЕННАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ ]


ВОЗВРАЩЕНИЕ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СПЕКТР

Обзор спектра видимого света и диаграмма

Спектр видимого света — это часть спектра электромагнитного излучения, видимая человеческим глазом. По сути, это соответствует цветам, которые может видеть человеческий глаз. Диапазон его длин волн составляет приблизительно от 400 нанометров (4 x 10 -7 м, фиолетовый) до 700 нм (7 x 10 -7 м, красный). Он также известен как оптический спектр. света или спектра белого света.

Диаграмма длин волн и цветового спектра

Длина волны света, которая связана с частотой и энергией, определяет воспринимаемый цвет. Диапазоны этих различных цветов перечислены в таблице ниже.Некоторые источники довольно сильно различают эти диапазоны, и их границы несколько приблизительны, поскольку они переходят друг в друга. Края спектра видимого света переходят в ультрафиолетовый и инфракрасный уровни излучения.

Спектр видимого света
Цвет Длина волны (нм)
Красный 625–740
Оранжевый 590–625
Желтый 565–590
зеленый 520–565
голубой 500–520
Синий 435–500
фиолетовый 380–435

Как белый свет превращается в радугу

Большая часть света, с которым мы взаимодействуем, имеет форму белого света, который содержит многие или все эти диапазоны длин волн. Сияющий белый свет через призму заставляет длины волн изгибаться под немного разными углами из-за оптического преломления. Результирующий свет разделяется в видимом цветовом спектре.

Это то, что вызывает радугу, когда частицы воды в воздухе действуют как преломляющая среда. Порядок длин волн можно запомнить мнемоническим символом «Roy G Biv» для красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго (сине-фиолетовая граница) и фиолетового. Если вы внимательно посмотрите на радугу или спектр, вы можете заметить, что голубой также появляется между зеленым и синим.Большинство людей не могут отличить индиго от синего или фиолетового, поэтому во многих цветовых таблицах он отсутствует.

Используя специальные источники, рефракторы и фильтры, вы можете получить узкую полосу с длиной волны около 10 нанометров, которая считается монохроматическим светом. Лазеры особенные, потому что они являются наиболее постоянным источником узко-монохроматического света, которого мы можем достичь. Цвета, состоящие из одной длины волны, называются спектральными цветами или чистыми цветами.

Цвета за пределами видимого спектра

Человеческий глаз и мозг могут различать гораздо больше цветов, чем те, что представлены в спектре.Фиолетовый и пурпурный — это способ мозга преодолеть разрыв между красным и фиолетовым. Ненасыщенные цвета, такие как розовый и голубой, также различимы, а также коричневый и коричневый.

Однако некоторые животные имеют другой видимый диапазон, часто простирающийся до инфракрасного диапазона (длина волны более 700 нанометров) или ультрафиолетового (длина волны менее 380 нанометров). Например, пчелы могут видеть ультрафиолетовый свет, который используется цветами для привлекают опылителей. Птицы также могут видеть ультрафиолетовый свет и иметь отметины, которые видны в черном (ультрафиолетовом) свете.У людей есть различия между тем, насколько далеко может видеть красный и фиолетовый цвет. Большинство животных, которые видят ультрафиолет, не видят инфракрасный.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *