Synlig strålning

Synlig strålning  - elektromagnetiska vågor som uppfattas av det mänskliga ögat [1] . Det mänskliga ögats känslighet för elektromagnetisk strålning beror på strålningens våglängd ( frekvens ), med maximal känslighet vid 555 nm (540 T Hz ), i den gröna delen av spektrumet [2] . Eftersom känsligheten gradvis sjunker till noll med avståndet från maximipunkten är det omöjligt att ange de exakta gränserna för spektralområdet för synlig strålning. Vanligtvis tas en sektion på 380–400 nm (790–750 THz) som en kortvågsgräns och 760–780 nm (upp till 810 nm) (395–385 THz) som en långvågsgräns [1] [3] . Elektromagnetisk strålning med sådana våglängder kallas också synligt ljus , eller helt enkelt ljus (i ordets snäva betydelse).

Inte alla färger som det mänskliga ögat kan se motsvarar någon sorts monokromatisk strålning . Nyanser som rosa , beige eller lila produceras endast genom att blanda flera monokromatiska strålningar med olika våglängder.

Synlig strålning faller också in i det " optiska fönstret " - området i spektrumet av elektromagnetisk strålning, som praktiskt taget inte absorberas av jordens atmosfär . Ren luft sprider blått ljus mycket mer än ljus med längre våglängder (mot den röda änden av spektrumet), så middagshimlen ser blå ut.

Många djurarter kan se strålning som inte är synlig för det mänskliga ögat, det vill säga inte ingår i det synliga området. Till exempel ser bin och många andra insekter ljus i det ultravioletta området, vilket hjälper dem att hitta nektar på blommor. Växter pollinerade av insekter har en bättre position vad gäller fortplantning om de är ljusa i det ultravioletta spektrumet. Fåglar kan också se ultraviolett strålning (300-400 nm), och vissa arter har till och med märken på sin fjäderdräkt för att locka till sig en partner, endast synlig i ultraviolett [4] [5] .

Historik

De första förklaringarna till orsakerna till uppkomsten av det synliga strålningsspektrumet gavs av Isaac Newton i boken "Optics" och Johann Goethe i verket "The Theory of Colors", men redan före dem observerade Roger Bacon det optiska spektrumet i ett glas vatten. Bara fyra århundraden senare upptäckte Newton spridningen av ljus i prismor [6] [7] .

Newton använde först ordet spektrum ( lat.  spektrum  - syn, utseende) i tryck 1671 och beskrev sina optiska experiment. Han upptäckte att när en ljusstråle träffar ytan på ett glasprisma i en vinkel mot ytan reflekteras en del av ljuset och en del passerar genom glaset och bildar band i olika färger. Forskaren föreslog att ljus består av en ström av partiklar (kroppar) av olika färger, och att partiklar av olika färger rör sig i ett transparent medium med olika hastigheter. Enligt hans antagande färdades rött ljus snabbare än violett, och därför avböjdes inte den röda strålen på prismat lika mycket som violett. På grund av detta uppstod ett synligt spektrum av färger.

Newton delade in ljuset i sju färger: rött , orange , gult , grönt , blått , indigo och violett . Siffran sju valde han från tron ​​(som härrör från de antika grekiska sofisterna ) att det finns ett samband mellan färger, musiknoter, objekt i solsystemet och veckodagarna [6] [8] . Det mänskliga ögat är relativt svagt känsligt för indigofrekvenser, så vissa människor kan inte skilja det från blått eller lila. Därför föreslogs det ofta efter Newton att inte betrakta indigo som en självständig färg, utan bara en nyans av violett eller blått (dock ingår den fortfarande i spektrumet i den västerländska traditionen). I den ryska traditionen motsvarar indigo blått .

Goethe , till skillnad från Newton, trodde att spektrumet uppstår när olika komponenter av ljus överlagras. När han observerade breda ljusstrålar fann han att när de passerar genom ett prisma uppträder röd-gula och blå kanter vid strålens kanter, mellan vilka ljuset förblir vitt, och spektrumet visas om dessa kanter förs tillräckligt nära varandra .

Våglängderna som motsvarar de olika färgerna på synlig strålning introducerades först den 12 november 1801 i Baker Lecture av Thomas Young , de erhålls genom att omvandla parametrarna för Newtons ringar till våglängder , mätt av Isaac Newton själv. Newton erhöll dessa ringar genom att passera genom en lins som ligger på en plan yta som motsvarar den önskade färgen på en del av ljuset som sprids ut med ett prisma till ett ljusspektrum , och upprepar experimentet för var och en av färgerna [9] :30- 31 . Jung presenterade de erhållna våglängdsvärdena i form av en tabell, uttryckt i franska tum (1 tum = 27,07 mm ) [10] , som omvandlas till nanometer , deras värden stämmer väl överens med moderna som används för olika färger . 1821 lade Joseph Fraunhofer grunden för att mäta våglängderna för spektrallinjer , efter att ha tagit emot dem från solens synliga strålning med hjälp av ett diffraktionsgitter , mätt diffraktionsvinklarna med en teodolit och omvandlat dem till våglängder [11] . Liksom Jung uttryckte han dem i franska tum, omräknat till nanometer, de skiljer sig från moderna med enheter [9] :39-41 . Så tidigt som i början av 1800-talet blev det möjligt att mäta våglängderna för synlig strålning med en noggrannhet på flera nanometer.

På 1800-talet, efter upptäckten av ultraviolett och infraröd strålning, blev förståelsen av det synliga spektrumet mer exakt.

I början av 1800-talet utforskade Thomas Jung och Hermann von Helmholtz också förhållandet mellan det synliga spektrumet och färgseendet. Deras teori om färgseende antog korrekt att den använder tre olika typer av receptorer för att bestämma ögonfärg.

Synligt spektrum

När en vit stråle bryts ner i ett prisma bildas ett spektrum där strålning med olika våglängder bryts i olika vinklar. Färgerna som ingår i spektrumet, det vill säga de färger som kan erhållas med ljus av en våglängd (mer exakt, med ett mycket smalt våglängdsområde), kallas spektrala färger [12] . De huvudsakliga spektrala färgerna (som har sitt eget namn), liksom emissionsegenskaperna för dessa färger, presenteras i tabellen [13] :

Gränserna för intervallen som anges i tabellen är villkorliga, men i verkligheten övergår färgerna smidigt in i varandra, och placeringen av gränserna mellan dem som är synliga för observatören beror till stor del på observationsförhållandena [13] . När en vit ljusstråle bryts ner i ett prisma finns det ingen violett, även en 405nm stråle ser rent blå ut. Violett dyker upp i en regnbåge där det extrema blått blandas med det närliggande röda i den andra regnbågen.

För att memorera sekvensen av de viktigaste spektrala färgerna på ryska, används den mnemoniska frasen " Varje jägare vill veta var fasanen sitter ". På engelska används på samma sätt frasen Richard of York gav strid förgäves (Röd Orange Gul Grön Blå Indigo Violet), på brittisk engelska är förkortningen Roy G. Biv .

Karakteristika för gränserna för synlig strålning

Se även

• Färg
• Spektrala och komplementära färger

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Gagarin A.P. Light // Physical Encyclopedia  : [i 5 volymer] / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Streamers. - S. 460. - 704 sid. - 40 000 exemplar.  - ISBN 5-85270-087-8 .
2. ↑ GOST 8.332-78. Statligt system för att säkerställa enhetlighet i mätningar. Ljusmått. Värden för den relativa spektrala ljuseffektiviteten för monokromatisk strålning för dagsseende (otillgänglig länk) . Hämtad 2 mars 2013. Arkiverad från originalet 4 oktober 2013. (obestämd) 
3. ↑ GOST 7601-78. Fysisk optik. Termer, bokstavsbeteckningar och definitioner av baskvantiteter . Hämtad 12 oktober 2016. Arkiverad från originalet 30 november 2021. (obestämd)
4. ↑ Cuthill, Innes C; et al. Ultraviolett seende hos fåglar // Advances in the Study of Behavior  (neopr.) / Peter JB Slater. - Oxford, England: Academic Press , 1997. - V. 29. - P. 161. - ISBN 978-0-12-004529-7 .
5. ↑ Jamieson, Barrie GM Reproductive Biology and Phylogeny of  Birds . - Charlottesville VA: University of Virginia, 2007. - S. 128. - ISBN 1578083869 .
6. ↑ 1 2 Newton I. Optik eller en avhandling om reflektioner, refraktioner, böjningar och ljusets färger / Översatt av Vavilov S.I. - 2:a uppl. - M . : Stat. Förlag för teknisk och teoretisk litteratur , 1954. - S. 131. - 367 sid. - (serien "Klassiker inom naturvetenskap").
7. ↑ Coffey, Peter. Vetenskapen om logik: en undersökning av principerna för exakt  tänkande . — Longmans , 1912.
8. ↑ Hutchison, Niels Musik för mått: På 300-årsdagen av Newtons optiker . Färgmusik (2004). Hämtad 11 augusti 2006. Arkiverad från originalet 20 februari 2012. (obestämd)
9. ↑ 1 2 John Charles Drury Brand. Linjer av ljus: källorna till . — CRC Press, 1995.
10. ↑ Thomas Young. Bakeriföreläsningen. Om teorin om ljus och färger  (engelska)  // Philosophical Transactions of the Royal Society of London for the Year 1802 : tidskrift. - 1802. - S. 39 .
11. ↑ Fraunhofer Jos. Neue Modifikation des Lichtes durch gegenseitige Einwirkung und Beugung der Strahlen, und Gesetze derselben  (Tyska)  // Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München für die Jahre 1821 und 1822: magazin. - 1824. - Bd. VIII . - S. 1-76 .
12. ↑ Thomas J. Bruno, Paris D.N. Svoronos. CRC Handbook of Fundamental Spectroscopic Correlation Charts. Arkiverad 17 januari 2017 på Wayback Machine CRC Press, 2005.
13. ↑ 1 2 Hunt RWC Reproduktionen av färg . — 6:e upplagan. - John Wiley & Sons , 2004. - S. 4-5. — 724 sid. - ISBN 978-0-470-02425-6 .

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska stor kines stor kines stor kines Stor ryss