Viditelné záření

Viditelné záření  – elektromagnetické vlny vnímané lidským okem [ 1] . Citlivost lidského oka na elektromagnetické záření závisí na vlnové délce ( frekvenci ) záření, s maximální citlivostí na 555 nm (540 T Hz ), v zelené části spektra [2] . Protože citlivost klesá k nule postupně se vzdáleností od maximálního bodu, není možné určit přesné hranice spektrálního rozsahu viditelného záření. Obvykle se za krátkovlnnou hranici považuje úsek 380–400 nm (790–750 THz ) .), a jako dlouhovlnná délka - 760-780 nm (až 810 nm) (395-385 THz) [1] [3] . Elektromagnetické záření s takovými vlnovými délkami se také nazývá viditelné světlo nebo jednoduše světlo (v úzkém smyslu slova).

Ne všechny barvy , které lidské oko vidí , odpovídají jakémukoli druhu monochromatického záření . Odstíny jako růžová , béžová nebo fialová vznikají pouze smícháním několika monochromatických záření s různými vlnovými délkami.

Viditelné záření také spadá do " optického okna " - oblasti spektra elektromagnetického záření, které prakticky není pohlcováno zemskou atmosférou . Čistý vzduch rozptyluje modré světlo mnohem více než světlo s delšími vlnovými délkami (směrem k červenému konci spektra), takže polední obloha vypadá modře.

Mnoho druhů zvířat je schopno vidět záření, které není viditelné pro lidské oko, to znamená, že není zahrnuto do viditelné oblasti. Například včely a mnoho dalšího hmyzu vidí světlo v ultrafialové oblasti, což jim pomáhá najít nektar na květinách. Rostliny opylované hmyzem jsou z hlediska plození v lepší pozici, pokud jsou jasné v ultrafialovém spektru. Ptáci jsou také schopni vidět ultrafialové záření (300-400 nm) a některé druhy mají dokonce na opeření znaky, které přitahují partnera, viditelné pouze v ultrafialovém záření [4] [5] .

Historie

První vysvětlení příčin vzniku spektra viditelného záření podali Isaac Newton v knize „Optika“ a Johann Goethe v díle „Teorie barev“, ale ještě před nimi Roger Bacon pozoroval optické spektrum v r. sklenice vody. Teprve o čtyři století později Newton objevil rozptyl světla v hranolech [6] [7] .

Newton poprvé použil slovo spektrum ( lat.  spektrum  - vidění, vzhled) v tisku v roce 1671 , když popisuje své optické experimenty. Zjistil, že když paprsek světla dopadá na povrch skleněného hranolu pod úhlem k povrchu, část světla se odráží a část prochází sklem a vytváří pásy různých barev. Vědec navrhl, že světlo se skládá z proudu částic (částic) různých barev a že částice různých barev se pohybují v průhledném prostředí různými rychlostmi. Podle jeho předpokladu se červené světlo šířilo rychleji než fialové, a proto se červený paprsek na hranolu nevychyloval tolik jako fialový. Díky tomu vzniklo viditelné spektrum barev.

Newton rozdělil světlo do sedmi barev: červená , oranžová , žlutá , zelená , modrá , indigová a fialová . Číslo sedm si vybral z víry (odvozené od starověkých řeckých sofistů ), že existuje spojení mezi barvami, hudebními notami, objekty ve sluneční soustavě a dny v týdnu [6] [8] . Lidské oko je poměrně slabě citlivé na indigové frekvence, takže jej někteří lidé nedokážou rozeznat od modré nebo fialové. Proto se po Newtonovi často navrhovalo, aby se indigo nepovažovalo za nezávislou barvu, ale pouze za odstín fialové nebo modré (v západní tradici je však stále součástí spektra). V ruské tradici indigo odpovídá modré .

Goethe , na rozdíl od Newtona, věřil, že spektrum vzniká, když jsou různé složky světla superponovány. Pozorováním širokých paprsků světla zjistil, že při průchodu hranolem se na okrajích paprsku objevují červenožluté a modré okraje, mezi nimiž světlo zůstává bílé, a spektrum se objeví, pokud se tyto okraje přiblíží dostatečně k sobě. .

Vlnové délky odpovídající různým barvám viditelného záření byly poprvé představeny 12. listopadu 1801 v Bakerově přednášce Thomasem Youngem , získávají se převodem parametrů Newtonových prstenců na vlnové délky , které změřil sám Isaac Newton. Newton získal tyto prstence průchodem čočkou ležící na rovném povrchu odpovídající požadované barvě části světla rozprostřeného hranolem do světelného spektra , přičemž experiment opakoval pro každou z barev [9] :30- 31 . Jung prezentoval získané hodnoty vlnových délek ve formě tabulky, vyjádřené ve francouzských palcích (1 palec = 27,07 mm ) [10] , převedeno na nanometry , jejich hodnoty jsou v dobré shodě s moderními převzatými pro různé barvy . V roce 1821 položil Joseph Fraunhofer základ pro měření vlnových délek spektrálních čar , které získal z viditelného záření Slunce pomocí difrakční mřížky , změřil difrakční úhly teodolitem a převedl je na vlnové délky [11] . Stejně jako Jung je vyjadřoval ve francouzských palcích, převedených na nanometry, od moderních se liší jednotkami [9] :39-41 . Již na počátku 19. století tak bylo možné měřit vlnové délky viditelného záření s přesností několika nanometrů.

V 19. století, po objevu ultrafialového a infračerveného záření, se chápání viditelného spektra zpřesnilo.

Na počátku 19. století Thomas Jung a Hermann von Helmholtz také zkoumali vztah mezi viditelným spektrem a barevným viděním. Jejich teorie barevného vidění správně předpokládala, že k určení barvy očí používá tři různé typy receptorů.

Viditelné spektrum

Při rozkladu bílého paprsku v hranolu vzniká spektrum, ve kterém se záření různých vlnových délek láme pod různými úhly. Barvy obsažené ve spektru, tedy ty barvy, které lze získat pomocí světla jedné vlnové délky (přesněji s velmi úzkým rozsahem vlnových délek), se nazývají spektrální barvy [12] . Hlavní spektrální barvy (s vlastním názvem), stejně jako emisní charakteristiky těchto barev, jsou uvedeny v tabulce [13] :

Hranice rozsahů uvedené v tabulce jsou podmíněné, ale ve skutečnosti barvy plynule přecházejí jedna v druhou a umístění hranic mezi nimi viditelných pro pozorovatele závisí do značné míry na podmínkách pozorování [13] . Když se paprsek bílého světla rozloží v hranolu, není tam žádná fialová, dokonce i paprsek 405nm vypadá čistě modrý. Fialová se objevuje v duze, kde se extrémně modrá mísí se sousední červenou druhé duhy.

K zapamatování sledu hlavních spektrálních barev v ruštině se používá mnemotechnická fráze „ Každý lovec chce vědět, kde sedí bažant “. V angličtině se obdobně používá fráze Richard z Yorku dal bitvu marně (Red Orange Yellow Green Blue Indigo Violet), v britské angličtině je zkratka Roy G. Biv .

Charakteristika hranic viditelného záření

Viz také

• Barva
• Spektrální a doplňkové barvy

Poznámky

1. ↑ 1 2 Gagarin A.P. Light // Fyzická encyklopedie  : [v 5 svazcích] / Kap. vyd. A. M. Prochorov . - M . : Velká ruská encyklopedie , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Streamers. - S. 460. - 704 s. - 40 000 výtisků.  - ISBN 5-85270-087-8 .
2. ↑ GOST 8.332-78. Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Měření světla. Hodnoty relativní spektrální světelné účinnosti monochromatického záření pro denní vidění (nedostupný odkaz) . Získáno 2. března 2013. Archivováno z originálu dne 4. října 2013. (neurčitý) 
3. ↑ GOST 7601-78. Fyzikální optika. Pojmy, písmenná označení a definice základních veličin . Získáno 12. října 2016. Archivováno z originálu 30. listopadu 2021. (neurčitý)
4. ↑ Cuthill, Innes C; a kol. Ultrafialové vidění u ptáků // Pokroky ve studiu chování  (neopr.) / Peter JB Slater. - Oxford, Anglie: Academic Press , 1997. - V. 29. - S. 161. - ISBN 978-0-12-004529-7 .
5. ↑ Jamieson, Barrie GM Reprodukční biologie a fylogeneze  ptáků . - Charlottesville VA: University of Virginia, 2007. - S. 128. - ISBN 1578083869 .
6. ↑ 1 2 Newton I. Optika aneb pojednání o odrazech, lomech, ohybech a barvách světla / Přeložil Vavilov S.I. - 2. vyd. - M .: Stát. Nakladatelství technické a teoretické literatury , 1954. - S. 131. - 367 s. - (série "Klasika přírodních věd").
7. ↑ Coffey, Peter. Věda o logice: Dotaz na principy přesného  myšlení . — Longmans , 1912.
8. ↑ Hutchison, Niels Music For Measure: On 300th Anniversary of Newton's Opticks . Barevná hudba (2004). Získáno 11. srpna 2006. Archivováno z originálu dne 20. února 2012. (neurčitý)
9. ↑ 1 2 John Charles Drury Brand. Čáry světla: Zdroje . — CRC Press, 1995.
10. ↑ Thomas Young. Bakeriánská přednáška. K teorii světla a barev  (anglicky)  // Filosofické transakce londýnské královské společnosti za rok 1802: časopis. - 1802. - S. 39 .
11. ↑ Fraunhofer Jos. Neue Modifikation des Lichtes durch gegenseitige Einwirkung und Beugung der Strahlen, und Gesetze derselben  (německy)  // 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. Archivováno 17. ledna 2017 na Wayback Machine CRC Press, 2005.
13. ↑ 1 2 Hunt RWC The Reproduction of Color . — 6. vydání. - John Wiley & Sons , 2004. - S. 4-5. — 724 s. - ISBN 978-0-470-02425-6 .

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština velká čínština velká čínština velká čínština Velký Rus