Що таке діапазон видимого світла?

Спектр видимого світла - це частина спектру електромагнітного випромінювання, видима людському оку. По суті, це відповідає квітам, які може бачити людське око. нм (7 x 10 -7 м, що відповідає червоному кольору). відомий як оптичний спектр світла чи спектр білого світла.

Діаграма довжини хвилі та колірного спектру

Довжина хвилі світла, пов'язана з частотою і енергією, визначає сприйманий колір. та інфрачервоним рівнями випромінювання.

Як біле світло поділяється на веселку

Велика частина світла, з яким ми взаємодіємо, знаходиться у формі білого світла, яке містить багато або всі ці діапазони довжин хвиль . розщеплюється по всьому видимому спектру кольорів.

Це те, що викликає веселку, коли частинки води в повітрі діють як заломлююче середовище. Якщо ви уважно подивіться на веселку або спектр, ви можете помітити, що блакитний колір також з'являється між зеленим та синім.Більшість людей не можуть відрізнити індиго від синього або фіолетового, тому в багатьох таблицях він відсутній.

Використовуючи спеціальні джерела, рефрактори та фільтри, можна отримати вузьку смугу довжиною хвилі близько 10 нанометрів, яка вважається монохроматичним світлом.   Лазери особливі, тому що є найбільш стабільним джерелом вузько-монохроматичного світла, якого ми можемо досягти. Кольори, що складаються з однієї довжини хвилі, називаються спектральними або чистими квітами.

Кольори поза видимого спектра

Людське око та мозок можуть розрізняти набагато більше кольорів, ніж у спектрі. Пурпуровий та пурпуровий – це спосіб мозку подолати розрив між червоним та фіолетовим. Також помітні ненасичені кольори, такі як рожевий і колір морської хвилі, а також коричневий та жовтувато-коричневий.

Однак деякі тварини мають інший видимий діапазон, що часто тягнеться в інфрачервоний діапазон (довжина хвилі більше 700 нанометрів) або ультрафіолетовий (довжина хвилі менше 380 нанометрів).   Наприклад, бджоли можуть бачити ультрафіолетове світло, яке використовується квітами для залучення запилювачі. Птахи можуть бачити ультрафіолетове світло і мають мітки, видимі в чорному (ультрафіолетовому) світлі. Серед людей існує різниця між тим, наскільки далеко може бачити червоний та фіолетовий кольори. Більшість тварин, які можуть бачити ультрафіолет, не бачать інфрачервоного випромінювання.

1. «Бачне світло». Наука НАСА .
2. Агостон, Джордж А. Теорія кольору та її застосування в мистецтві та дизайні. Springer, Берлін, Гейдельберг, 1979, doi: 10.1007/978-3-662-15801-2
3. «Бачне світло». Центр наукової освіти UCAR .

Видимий спектр: довжини хвиль та кольору

Людське око бачить колір на довжинах хвиль приблизно від 400 нанометрів (фіолетовий) до 700 нанометрів (червоний). Світло в діапазоні 400-700 нанометрів (нм) називається видимим світлом або видимим спектром, тому що люди можуть його бачити. Світло поза цього діапазону може бути видно іншим організмам, але не сприймається людським оком. Кольори світла, що відповідають вузьким діапазонам довжин хвиль (монохроматичне світло), є чистими спектральними кольорами, що вивчаються за допомогою абревіатури ROYGBIV: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, синій, індиго та фіолетовий.

Довжини хвиль видимого світла

Тетра зображень / Getty Images

Деякі люди можуть бачити далі в ультрафіолетовому та інфрачервоному діапазонах, ніж інші, тому краї «видимого світла» червоного та фіолетового нечітко визначені. Крім того, гарне бачення на одному кінці спектру не обов'язково означає, що ви можете добре бачити на іншому кінці спектру. Ви можете перевірити себе, використовуючи призму та аркуш паперу. Направте через призму яскраве біле світло, щоб на папері з'явилася веселка. Позначте краї та порівняйте розмір своєї веселки з розмірами інших.

Довжини хвиль видимого світла дорівнюють:

• Фіолетовий : 380-450 нм (частота 688-789 ТГц)
• Синій : 450–495 нм
• Зелений : 495–570 нм
• Жовтий : 570-590 нм
• Помаранчевий : 590-620 нм
• Червоний : 620-750 нм (частота 400-484 ТГц)

Фіолетове світло має найкоротшу довжину хвилі, що означає, що воно має найвищу частоту та енергію. У червоного кольору найдовша довжина хвилі, найкоротша частота та найнижча енергія.

Особливий випадок індиго

Для індиго не визначено довжину хвилі. Якщо вам потрібне число, це близько 445 нанометрів, але його немає в більшості спектрів. На те є причина.Англійський математик Ісаак Ньютон (1643–1727) запровадив слово « спектр »(Лат. «Зовнішній вигляд») у своїй книзі «Оптика» 1671 року. Він розділив спектр на сім частин — червону, помаранчеву, жовту, зелену, синю, індиго та фіолетову — відповідно до грецьких софістів, щоб зв'язати кольори з днями тижня, музичними нотами та відомими об'єктами сонячного світла. система.

Отже, спочатку спектр був описаний сімома квітами, але більшість людей, навіть якщо вони добре бачать кольори, насправді не можуть відрізнити індиго від синього чи фіолетового. Сучасний спектр зазвичай не включає індиго. Насправді є свідчення того, що ньютонівський розподіл спектру навіть не відповідає кольорам, які ми визначаємо за довжинами хвиль. Наприклад, індиго Ньютона — це сучасний синій колір, яке синій відповідає кольору, який ми називаємо блакитним. Твій синій такий самий, як мій синій? Можливо, але це може бути не те саме, що у Ньютона.

Кольори, які бачать люди, яких немає у спектрі

Видимий спектр не охоплює всі кольори, що сприймаються людиною, тому що мозок також сприймає ненасичені кольори (наприклад, рожевий – ненасичена форма червоного) та кольори, що є сумішшю довжин хвиль (наприклад, пурпуровий). Змішування кольорів на палітрі дає відтінки та відтінки, які не сприймаються як спектральні кольори.

Кольори, які можуть бачити лише тварини

Креативні фотографії Bloomberg/Getty Images

Той факт, що люди не можуть бачити поза видимим спектром, не означає, що тварини також обмежені. Бджоли та інші комахи можуть бачити ультрафіолетове світло, яке зазвичай відбивається квітами. Птахи можуть бачити в ультрафіолетовому діапазоні (300-400 нм), а їх оперення видно в УФ.

Люди бачать у червоному діапазоні далі, ніж більшість тварин. Бджоли можуть розрізняти кольори приблизно до 590 нм, тобто перед початком помаранчевого кольору. Птахи можуть бачити червоний колір, але не так далеко в інфрачервоному діапазоні, як люди.

Деякі люди вважають золоту рибку єдиною твариною, здатною бачити як інфрачервоне, так і ультрафіолетове світло, але ця думка неправильна. Золота рибка не може бачити інфрачервоне світло.