Ορατό φως

Τα ραδιοσήματα, η υπέρυθρη ακτινοβολία, το ορατό φως, η υπεριώδης ακτινοβολία, οι ακτίνες Χ και τα μικροκύματα είναι όλα παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικής (EM) ακτινοβολίας. Το ορατό φως ορίζεται ως τα μήκη κύματος που είναι προσβάσιμα στην πλειονότητα των ανθρώπινων ματιών.

Ορατό φως

Τα ραδιοκύματα, η υπέρυθρη ακτινοβολία, το ορατό φως, η υπεριώδης ακτινοβολία, οι ακτίνες Χ και τα μικροκύματα είναι όλα παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικής (EM) ακτινοβολίας

Τα μήκη κύματος του ορατού φωτός εκτείνονται από 400 nm έως 700 nm, με εύρος συχνοτήτων 400 THz- 800 THz. Αυτό είναι το τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που το ανθρώπινο μάτι μπορεί να «δει» και να διακρίνει οπτικά. Εάν το λευκό φως περάσει μέσα από το πρίσμα, διασπάται στα επτά χρώματα του φάσματος του ορατού φωτός. Μια φυσική πηγή ορατού φωτός, όπως ο Ήλιος, είναι ένα παράδειγμα.

Χρώμα

Το χρώμα είναι ίσως το πιο ουσιαστικό χαρακτηριστικό του ορατού φωτός. Το χρώμα είναι τόσο χαρακτηριστικό του φωτός όσο και τεχνούργημα της ανθρώπινης αντίληψης. Σύμφωνα με τον Glenn Elert, συγγραφέα του βιβλίου υπερκειμένου της φυσικής, τα αντικείμενα δεν «έχουν» χρώμα. Αντίθετα, εκπέμπουν φως που «φαίνεται» να είναι έγχρωμο. Με άλλα λόγια, το χρώμα, σύμφωνα με το elert, υπάρχει μόνο στο μυαλό του θεατή

Τα μάτια μας έχουν εξειδικευμένα κύτταρα που ονομάζονται κώνοι που λειτουργούν ως δέκτες συντονισμένοι στα μήκη κύματος αυτής της μικρής περιοχής του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Το φως στο κατώτερο άκρο του ορατού φάσματος, με μεγαλύτερο μήκος κύματος περίπου 740 nm, γίνεται αντιληπτό ως κόκκινο φως στη μέση του φάσματος, με μήκος κύματος περίπου 380 nm, γίνεται αντιληπτό ως πράσινο. και το φως στο υψηλότερο άκρο, με μήκος κύματος 380 nm γίνεται αντιληπτό ως ιώδες. Όλα τα άλλα χρώματα που βλέπουμε είναι ένας συνδυασμός αυτών των δύο.

Το κίτρινο είναι ένα μείγμα κόκκινου και πράσινου. Το κυανό είναι ένα μείγμα πράσινου και μπλε. και το ματζέντα είναι ένα μείγμα κόκκινου και μπλε. Όλα τα χρώματα αναμειγνύονται κάτω από λευκό φως. Η απουσία φωτός ορίζεται ως μαύρο. Ο Νεύτωνας ήταν ο πρώτος που κατάλαβε ότι το λευκό φως αποτελείται από τις αποχρώσεις του ουράνιου τόξου όταν μετέδωσε το ηλιακό φως μέσω μιας μικροσκοπικής σχισμής και στη συνέχεια ένα πρίσμα για να προβάλει το έγχρωμο φάσμα σε έναν τοίχο το 1666. Το φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που μπορεί να γίνει αντιληπτό από το Το ανθρώπινο μάτι είναι γνωστό ως ορατό φως. Τα μήκη κύματος σε αυτό το εύρος είναι μεταξύ 380 και 750 νανόμετρα (nm) και το εύρος συχνοτήτων μεταξύ 430 και 750 terahertz (THz). Ανάμεσα στο υπέρυθρο και το υπεριώδες άκρο του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος έρχεται το ορατό φάσμα. Η υπέρυθρη ακτινοβολία, τα μικροκύματα και τα ραδιοκύματα έχουν χαμηλότερη συχνότητα καθώς και μεγαλύτερο μήκος κύματος από το ορατό φως, αλλά το υπεριώδες φως, οι ακτίνες Χ και η ακτινοβολία γάμμα έχουν υψηλότερη συχνότητα και μικρότερο μήκος κύματος.

Χρώμα και θερμοκρασία

Καθώς τα αντικείμενα γίνονται θερμότερα, εκπέμπουν ενέργεια με μικρότερα μήκη κύματος, την οποία οι άνθρωποι βιώνουν ως μεταβαλλόμενα χρώματα. Η φλόγα ενός φυσητήρα, για παράδειγμα, αλλάζει χρώμα από κοκκινωπή σε μπλε καθώς προσαρμόζεται για να καίει πιο ζεστά. Σύμφωνα με τον ιστότοπο του Ινστιτούτου Δυναμικής Εκπαιδευτικής Προόδου, WebExhibits.org, αυτή η διαδικασία μετατροπής της θερμικής ενέργειας σε φωτεινή ενέργεια είναι γνωστή ως πυράκτωση.

Όταν η θερμή ύλη απελευθερώνει ένα μέρος της ενέργειας θερμικής δόνησης ως φωτόνια, δημιουργείται φως πυρακτώσεως. Η ενέργεια που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο εισέρχεται στο υπέρυθρο σε περίπου 800 βαθμούς Κελσίου (1.472 βαθμούς Φαρενάιτ). Η ενέργεια ρέει στο ορατό φάσμα καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, δίνοντας στο αντικείμενο μια κοκκινωπή λάμψη.

Αστρονομία ορατού φωτός

Η απόχρωση των καυτών αντικειμένων, όπως τα αστέρια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας τους. Η επιφανειακή θερμοκρασία του ήλιου, για παράδειγμα, είναι περίπου 5.800 Kelvin (9.980 F ή 5.527 C). Το μέγιστο μήκος κύματος του φωτός που απελευθερώνεται είναι περίπου 550 nm, το οποίο αντιλαμβανόμαστε ως ορατό λευκό φως (ή ελαφρώς κιτρινωπό).

Η θερμοκρασία της επιφάνειας του ήλιου θα ήταν κοκκινωπή, παρόμοια με το αστέρι Betelgeuse, αν ήταν περίπου 3.000 βαθμούς Κελσίου πιο δροσερή. Αν ήταν πιο ζεστό, στους 12.000 C, θα φαινόταν μπλε, όπως το αστέρι Rigel.

Οι αστρονόμοι μπορούν επίσης να ανακαλύψουν από ποια υλικά είναι φτιαγμένα τα αντικείμενα εξετάζοντας το φάσμα απορρόφησης, το οποίο δείχνει πώς κάθε στοιχείο απορροφά φως σε διαφορετικά μήκη κύματος. Η κατανόηση των φασμάτων απορρόφησης των στοιχείων επιτρέπει στους αστρονόμους να προσδιορίσουν τη χημική σύνθεση των άστρων, των νεφών σκόνης και άλλων μακρινών αντικειμένων χρησιμοποιώντας φασματοσκόπια.

Χρήσεις και εφαρμογές ορατού φωτός

Στον σύγχρονο κόσμο, αυτή είναι η κύρια και πιο σημαντική εφαρμογή του ορατού φωτός. Υπάρχουν φώτα όπως ένας ηλεκτρικός λαμπτήρας, πυροτεχνήματα και άλλες πηγές ακτίνων φωτός που μας επιτρέπουν να βλέπουμε αντικείμενα και να κάνουμε ορατό ένα σκοτεινό δωμάτιο με τις αστραφτερές ακτίνες τους.

Μια δέσμη φωτός λέιζερ αποτελείται από μια συλλογή φωτός ή ένα σκυρόδεμα φωτός που στη συνέχεια προφέρεται. Στις χειρουργικές αίθουσες, χρησιμοποιούνται φώτα λέιζερ επειδή οι ακτίνες διευκολύνουν τον χειρουργό να δει και να εκτελέσει τις εργασίες του. Η χειρουργική επέμβαση με λέιζερ είναι ένας άλλος τύπος χειρουργικής επέμβασης που χρησιμοποιείται για την κοπή ιστών.

Το ορατό φως αποτελείται από τα κύματα φωτός που συνθέτουν την τηλεόραση που χρησιμοποιούμε για να διασκεδάσουμε και να παρακολουθήσουμε βίντεο. Δεν θα μπορούσαμε να εστιάσουμε τα μάτια μας στην τηλεόραση ή να παρακολουθήσουμε ταινίες ή άλλες μορφές ψυχαγωγίας αν δεν υπήρχε ορατό φως.

Συμπέρασμα 

Τα ραδιοκύματα, η υπέρυθρη ακτινοβολία, το ορατό φως, η υπεριώδης ακτινοβολία, οι ακτίνες Χ και τα μικροκύματα είναι όλα παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικής (EM) ακτινοβολίας. Τα μήκη κύματος του ορατού φωτός εκτείνονται από 400 nm έως 700 nm, με εύρος συχνοτήτων 400 THz- 800 THz. Αυτό είναι το τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που το ανθρώπινο μάτι μπορεί να «δει» και να διακρίνει οπτικά. Το χρώμα είναι ίσως το πιο ουσιαστικό χαρακτηριστικό του ορατού φωτός. Όταν η καυτή ύλη απελευθερώνει ένα μέρος της ενέργειας θερμικής δόνησης ως φωτόνια, δημιουργείται φως πυρακτώσεως