Ορισμός ορατού φωτός και μήκη κύματος

Ορατό φως είναι μια σειρά από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που μπορεί να ανιχνευθεί από το ανθρώπινο μάτι. ο μήκη κύματος που σχετίζονται με αυτή την περιοχή είναι 380 έως 750 νανομέτρων (nm) ενώ το συχνότητα περιοχή είναι περίπου 430 έως 750 terahertz (THz). Το ορατό φάσμα είναι το τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μεταξύ υπερύθρων και υπεριώδης. Η υπέρυθρη ακτινοβολία, τα μικροκύματα και τα ραδιοκύματα είναι χαμηλότερη συχνότητα / μεγαλύτερο μήκος κύματος από το ορατό φως, ενώ το υπεριώδες φως, x-ακτινοβολία, και ακτινοβολία γάμμα είναι υψηλότερη συχνότητα / μικρότερο μήκος κύματος από το ορατό φως.

Βασικά Takeaways: Τι είναι ορατό φως;

Υπάρχουν δύο ομάδες μονάδων που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του ορατού φωτός. Η ραδιομετρία μετρά όλα τα μήκη κύματος του φωτός, ενώ η φωτομετρία μετρά το φως σε σχέση με την ανθρώπινη αντίληψη. Οι ραδιομετρικές μονάδες SI περιλαμβάνουν το joule (J) για ενέργεια ακτινοβολίας και το watt (W) για ροή ακτινοβολίας. Οι φωτομετρικές μονάδες SI περιλαμβάνουν τον αυλό (lm) για τη φωτεινή ροή, τον δεύτερο αυλό (lm⋅s) ή τον θόλο για φωτεινή ενέργειας, candela (cd) για φωτεινή ένταση και lux (lx) για φωτισμό ή φωτεινή ροή που επιφάνεια.

Το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται το φως όταν αλληλεπιδρά με την ενέργεια αρκετή ενέργεια μόριο αμφιβληστροειδή στον αμφιβληστροειδή του οφθαλμού. Η ενέργεια αλλάζει τη μοριακή διαμόρφωση, προκαλώντας μια νευρική ώθηση που καταγράφει στον εγκέφαλο. Ανάλογα με το αν είναι ενεργοποιημένη μια ράβδος ή κώνος, μπορεί να γίνει αντιληπτό το φως / σκούρο ή το χρώμα. Οι άνθρωποι είναι ενεργοί κατά τη διάρκεια της ημέρας, πράγμα που σημαίνει ότι τα μάτια μας εκτίθενται στο ηλιακό φως. Το ηλιακό φως έχει ένα ισχυρό υπεριώδες συστατικό, το οποίο καταστρέφει ράβδους και κώνοι. Έτσι, το μάτι διαθέτει ενσωματωμένα φίλτρα υπεριώδους για την προστασία της όρασης. Ο κερατοειδής του οφθαλμού απορροφά το περισσότερο υπεριώδες φως (κάτω από 360 nm), ενώ ο φακός απορροφά το υπεριώδες φως κάτω από 400 nm. Ωστόσο, το ανθρώπινο μάτι μπορεί να αντιληφθεί το υπεριώδες φως. Οι άνθρωποι που έχουν αφαιρεθεί ο φακός (που ονομάζεται aphakia) ή έχουν χειρουργική επέμβαση καταρράκτη και λαμβάνουν μια έκθεση τεχνητών φακών βλέποντας το υπεριώδες φως. Τα πτηνά, οι μέλισσες και πολλά άλλα ζώα αντιλαμβάνονται επίσης το υπεριώδες φως. Τα περισσότερα ζώα που βλέπουν το υπεριώδες φως δεν βλέπουν κόκκινο ή υπέρυθρο. Υπό εργαστηριακές συνθήκες, οι άνθρωποι μπορούν συχνά να βλέπουν έως και τα 1050 nm στην υπέρυθρη περιοχή. Μετά από αυτό το σημείο, η ενέργεια της υπέρυθρης ακτινοβολίας σε πολύ χαμηλή για να παράγει τη μεταβολή της μοριακής διαμόρφωσης που απαιτείται για να ενεργοποιηθεί ένα σήμα.

Τα χρώματα του ορατού φωτός ονομάζονται ορατό φάσμα. Τα χρώματα του φάσματος αντιστοιχούν σε εύρος μηκών κύματος. Ο Sir Isaac Newton διένειμε το φάσμα σε κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε και ιώδες. Αργότερα πρόσθεσε indigo, αλλά το "indigo" του Newton ήταν πιο κοντά στο μοντέρνο "μπλε", ενώ το "μπλε" του μοιάζει περισσότερο με το μοντέρνο "κυανό". Τα ονόματα των χρωμάτων και το μήκος κύματος Οι σειρές είναι κάπως αυθαίρετες, αλλά ακολουθούν μια ακολουθία από υπερύθρες σε υπεριώδεις ακτίνες υπερύθρων, κόκκινου, πορτοκαλί, κίτρινου, πράσινου, μπλε, ινδικού (σε ορισμένες πηγές) και βιολέτα. Οι σύγχρονοι επιστήμονες αναφέρονται στα χρώματα από το μήκος κύματος τους και όχι από το όνομα, για να αποφύγουν οποιαδήποτε σύγχυση.

Η ταχύτητα του φωτός σε κενό ορίζεται σε 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Η τιμή ορίζεται επειδή ο μετρητής ορίζεται με βάση την ταχύτητα του φωτός. Το φως είναι ενέργεια και όχι ύλη, αλλά ασκεί πίεση και έχει δυναμική. Το φως που κάμπτεται από ένα μέσο διαθλάται. Αν αναπηδήσει από μια επιφάνεια, αντανακλάται.

• Cassidy, David. Holton, Gerald. Rutherford, James (2002). Κατανόηση της Φυσικής. Birkhäuser. ISBN 978-0-387-98756-9.
• Neumeyer, Christa (2012). "Κεφάλαιο 2: Χρώμα Όραμα σε χρυσόψαρο και άλλα σπονδυλωτά." Στη Λαζαρέβα, Όλγα. Shimizu, Toru; Wasserman, Edward (εκδ.). Πώς τα ζώα βλέπουν τον κόσμο: συγκριτική συμπεριφορά, βιολογία και εξέλιξη του οράματος. Υποτροφία της Oxford Online. ISBN 978-0-19-533465-4.
• Starr, Cecie (2005). Βιολογία: Έννοιες και Εφαρμογές. Thomson Brooks / Cole. ISBN 978-0-534-46226-0.
• Waldman, Gary (2002). Εισαγωγή στο Φως: Η Φυσική του Φωτός, του Οράματος και του Χρώματος. Mineola: Εκδόσεις Dover. ISBN 978-0-486-42118-6.
• Uzan, J.-Ρ.; Leclercq, Β. (2008). Οι φυσικοί νόμοι του σύμπαντος: Κατανόηση των θεμελιωδών σταθερών. Πηδών. doi: 10.1007 / 978-0-387-74081-2 ISBN 978-0-387-73454-5.