Radiații vizibile

Radiația vizibilă  - unde electromagnetice percepute de ochiul uman [1] . Sensibilitatea ochiului uman la radiațiile electromagnetice depinde de lungimea de undă ( frecvența ) radiației, cu sensibilitatea maximă la 555 nm (540 T Hz ), în partea verde a spectrului [2] . Deoarece sensibilitatea scade la zero treptat odată cu distanța de la punctul maxim, este imposibil să se indice limitele exacte ale intervalului spectral al radiației vizibile. De obicei, o secțiune de 380–400 nm (790–750 THz) este luată ca o limită de undă scurtă și 760–780 nm (până la 810 nm) (395–385 THz) ca o limită de undă lungă [1] [3] . Radiația electromagnetică cu astfel de lungimi de undă este numită și lumină vizibilă sau pur și simplu lumină (în sensul restrâns al cuvântului).

Nu toate culorile pe care ochiul uman le poate vedea corespund oricărui tip de radiație monocromatică . Nuanțe precum roz , bej sau violet sunt produse numai prin amestecarea mai multor radiații monocromatice cu lungimi de undă diferite.

Radiația vizibilă cade și în „ fereastra optică ” - regiunea spectrului de radiații electromagnetice, care practic nu este absorbită de atmosfera terestră . Aerul curat împrăștie lumina albastră mult mai mult decât lumina cu lungimi de undă mai lungi (spre capătul roșu al spectrului), astfel încât cerul la amiază arată albastru.

Multe specii de animale sunt capabile să vadă radiațiile care nu sunt vizibile pentru ochiul uman, adică nu sunt incluse în intervalul vizibil. De exemplu, albinele și multe alte insecte văd lumina în intervalul ultraviolet , ceea ce le ajută să găsească nectar pe flori. Plantele polenizate de insecte se află într-o poziție mai bună în ceea ce privește procrearea dacă sunt strălucitoare în spectrul ultraviolet. Păsările sunt, de asemenea, capabile să vadă radiațiile ultraviolete (300-400 nm), iar unele specii au chiar semne pe penaj pentru a atrage un partener, vizibile doar în ultraviolete [4] [5] .

Istorie

Primele explicații ale cauzelor apariției spectrului radiațiilor vizibile au fost date de Isaac Newton în cartea „Optică” și Johann Goethe în lucrarea „The Theory of Colors”, dar chiar înaintea lor, Roger Bacon a observat spectrul optic în un pahar de apă. Doar patru secole mai târziu Newton a descoperit dispersia luminii în prisme [6] [7] .

Newton a folosit pentru prima dată cuvântul spectru ( lat.  spectru  - viziune, aspect) în tipărire în 1671 , descriind experimentele sale optice. El a descoperit că atunci când un fascicul de lumină lovește suprafața unei prisme de sticlă la un unghi față de suprafață, o parte din lumină este reflectată și o parte trece prin sticlă, formând benzi de diferite culori. Omul de știință a sugerat că lumina constă dintr-un flux de particule (corpuscule) de diferite culori și că particulele de diferite culori se mișcă într-un mediu transparent la viteze diferite. Conform presupunerii sale, lumina roșie a călătorit mai repede decât violetul și, prin urmare, fasciculul roșu nu a fost deviat pe prismă la fel de mult ca violetul. Din această cauză, a apărut un spectru vizibil de culori.

Newton a împărțit lumina în șapte culori: roșu , portocaliu , galben , verde , albastru , indigo și violet . Numărul șapte l-a ales din credința (derivată de la sofiștii greci antici ) că există o legătură între culori, notele muzicale, obiectele din sistemul solar și zilele săptămânii [6] [8] . Ochiul uman este relativ slab sensibil la frecvențele indigo, așa că unii oameni nu îl pot distinge de albastru sau violet. Prin urmare, după Newton, s-a propus adesea să se considere indigoul nu o culoare independentă, ci doar o nuanță de violet sau albastru (cu toate acestea, este încă inclus în spectrul tradiției occidentale). În tradiția rusă, indigo corespunde albastrului .

Goethe , spre deosebire de Newton, credea că spectrul apare atunci când diferite componente ale luminii sunt suprapuse. Observând fascicule largi de lumină, a constatat că la trecerea printr-o prismă, la marginile fasciculului apar margini roșu-galbene și albastre, între care lumina rămâne albă, iar spectrul apare dacă aceste margini sunt apropiate suficient una de cealaltă. .

Lungimile de undă corespunzătoare diferitelor culori ale radiației vizibile au fost introduse pentru prima dată la 12 noiembrie 1801 în cadrul Baker Lecture de Thomas Young , ele sunt obținute prin conversia în lungimi de undă a parametrilor inelelor lui Newton , măsurate de însuși Isaac Newton. Newton a obținut aceste inele prin trecerea printr-o lentilă situată pe o suprafață plană corespunzătoare culorii dorite a unei părți a luminii răspândite printr- o prismă într-un spectru de lumină, repetând experimentul pentru fiecare dintre culori [9] :30- 31 . Jung a prezentat valorile lungimii de undă obținute sub forma unui tabel, exprimându-se în inci francezi (1 inch = 27,07 mm ) [10] , fiind convertite în nanometri , valorile acestora sunt în bună concordanță cu cele moderne adoptate pentru diferite culori. . În 1821, Joseph Fraunhofer a pus bazele măsurării lungimilor de undă ale liniilor spectrale , primindu-le de la radiația vizibilă a Soarelui folosind un rețele de difracție , măsurând unghiurile de difracție cu un teodolit și transformându-le în lungimi de undă [11] . Ca și Jung, le-a exprimat în inci francezi, convertiți în nanometri, ele diferă de cele moderne prin unități [9] :39-41 . Astfel, încă de la începutul secolului al XIX-lea, a devenit posibilă măsurarea lungimilor de undă ale radiațiilor vizibile cu o precizie de câțiva nanometri.

În secolul al XIX-lea, după descoperirea radiațiilor ultraviolete și infraroșii , înțelegerea spectrului vizibil a devenit mai precisă.

La începutul secolului al XIX-lea, Thomas Jung și Hermann von Helmholtz au explorat, de asemenea, relația dintre spectrul vizibil și viziunea culorilor. Teoria lor asupra vederii culorilor a presupus corect că folosește trei tipuri diferite de receptori pentru a determina culoarea ochilor.

Spectrul vizibil

Când un fascicul alb este descompus într-o prismă, se formează un spectru în care radiația de lungimi de undă diferite este refractată în unghiuri diferite. Culorile incluse în spectru, adică acele culori care pot fi obținute folosind lumina de o lungime de undă (mai precis, cu o gamă foarte îngustă de lungimi de undă), se numesc culori spectrale [12] . Principalele culori spectrale (avand propriul nume), precum si caracteristicile de emisie ale acestor culori sunt prezentate in tabelul [13] :

Limitele intervalelor indicate în tabel sunt condiționate, dar în realitate culorile trec ușor unele în altele, iar amplasarea limitelor dintre ele vizibile pentru observator depinde în mare măsură de condițiile de observație [13] . Când un fascicul de lumină albă este descompus într-o prismă, nu există violet, chiar și un fascicul de 405 nm arată albastru pur. Violetul apare într-un curcubeu unde albastrul extrem este amestecat cu roșul vecin al celui de-al doilea curcubeu.

Pentru a memora succesiunea principalelor culori spectrale în limba rusă, se folosește expresia mnemonică „ Fiecare vânător vrea să știe unde stă fazanul ”. În engleză, expresia Richard of York a dat battle in vain (Red Orange Yellow Green Blue Indigo Violet) este folosită în mod similar, în engleză britanică acronimul este Roy G. Biv .

Caracteristicile limitelor radiațiilor vizibile

Vezi și

• Culoare
• Culori spectrale și complementare

Note

1. ↑ 1 2 Gagarin A.P. Light // Enciclopedia fizică  : [în 5 volume] / Cap. ed. A. M. Prohorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Streamers. - S. 460. - 704 p. - 40.000 de exemplare.  - ISBN 5-85270-087-8 .
2. ↑ GOST 8.332-78. Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Măsurătorile luminii. Valori pentru eficiența luminoasă spectrală relativă a radiației monocromatice pentru vederea în timpul zilei (link inaccesibil) . Preluat la 2 martie 2013. Arhivat din original la 4 octombrie 2013. (nedefinit) 
3. ↑ GOST 7601-78. Optica fizica. Termeni, denumiri de litere și definiții ale cantităților de bază . Consultat la 12 octombrie 2016. Arhivat din original la 30 noiembrie 2021. (nedefinit)
4. ↑ Cuthill, Innes C; et al. Viziunea ultravioletă la păsări // Progrese în studiul comportamentului  (neopr.) / Peter JB Slater. - Oxford, Anglia: 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: Universitatea din Virginia, 2007. - P. 128. - ISBN 1578083869 .
6. ↑ 1 2 Newton I. Optica sau un tratat de reflexii, refracții, îndoiri și culori ale luminii / Traducere de Vavilov S.I. - Ed. a II-a. - M .: Stat. Editura de literatură tehnică şi teoretică , 1954. - S. 131. - 367 p. - (serie „Clasice ale științelor naturale”).
7. ↑ Coffey, Peter. Știința logicii: o anchetă asupra principiilor  gândirii exacte . - Longmans , 1912.
8. ↑ Hutchison, Niels Music For Measure: On the 300th Anniversary of Newton's Opticks . Muzică color (2004). Preluat la 11 august 2006. Arhivat din original la 20 februarie 2012. (nedefinit)
9. ↑ 1 2 John Charles Drury Brand. Liniile de lumină: sursele de . — CRC Press, 1995.
10. ↑ Thomas Young. Lectura Bakerian. Despre teoria luminii și culorilor  (engleză)  // Tranzacțiile filosofice ale Societății Regale din Londra pentru anul 1802 : jurnal. - 1802. - P. 39 .
11. ↑ Fraunhofer Jos. Neue Modifikation des Lichtes durch gegenseitige Einwirkung und Beugung der Strahlen, und Gesetze derselben  (germană)  // 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 Corelation Charts. Arhivat pe 17 ianuarie 2017 la Wayback Machine CRC Press, 2005.
13. ↑ 1 2 Hunt RWC Reproducerea culorii . — ediția a VI-a. - John Wiley & Sons , 2004. - P. 4-5. — 724 p. - ISBN 978-0-470-02425-6 .

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană mare chinezesc mare chinezesc mare chinezesc Rusă mare