Содержание:

Представьте, что свет — это волшебный поток разноцветных волн, которые наши глаза ловят словно радиоантенны на далеких волнах. В этой статье мы разложим свет по полочкам: разберём, что такое видимое излучение, как его цветовая палитра формируется, почему призма — это ключ к радуге, и что общего между Ньютоном и радугой. Готовы? Поехали!

Что такое видимое излучение и почему оно так важно

Видимое излучение — это та часть электромагнитного спектра, которую способен воспринимать человеческий глаз. То есть свет, который делает этот мир ярким и разноцветным. Его диапазон занимает примерно длины волн от 380 до 780 нанометров — не больше, не меньше, как в VIP-клубе для цветов.

Забавно, что наши глаза настроены лучше всего на зелёный цвет — именно около 555 нанометров максимальная чувствительность. А вот ультрафиолет и инфракрасное излучение мы уже не видим, хотя некоторые насекомые и птицы в этом смысле — настоящие хищники, охотящиеся на невидимые для нас волны!

Палитра спектра — семь чудес света Ньютона

Исаак Ньютон — парень с призматическим взглядом на мир. Он первым открыл, что белый свет — это смесь разных цветов. Когда луч света преломляется в призме, он разлагается на семь основных цветов:

Цвет Длина волны, нм Частота, ТГц Энергия фотона, эВ
Фиолетовый 380—450 667—789 2.75—3.26
Синий 450—480 625—667 2.58—2.75
Голубой 480—510 588—625 2.43—2.58
Зелёный 510—550 545—588 2.25—2.43
Желтый 570—590 508—526 2.10—2.17
Оранжевый 590—630 476—508 1.97—2.10
Красный 630—780 384—476 1.59—1.97

Число семь — не случайность. Ньютон был меломаном-астрономом: он видел связь между цветами радуги, музыкальными нотами и даже планетами. Индиго, правда, у нас вызывает споры: многие люди просто не отличают его от синего или фиолетового.

Призма — волшебный разложитель света

Призма — это как волшебный фильтр, который разбивает свет на спектр, подобно тому, как DJ разбивает трек на разные биты. Когда луч света встречает призму, его части с разной длиной волны преломляются под разными углами — красный свет изгибается меньше, фиолетовый больше. Вот так и рождается спектр — радуга на столе.

Почему небо голубое, а не красное?

Если бы не рассеяние света атмосферой, небо было бы просто черным — скучно, не правда ли? Воздух рассеивает коротковолновый синий свет намного сильнее, чем длинноволновый красный. Вот почему днём мы видим голубое небо. Если бы Земля была без атмосферы, мы бы наблюдали черное небо даже при свете Солнца.

Ультрафиолет и наши братья по эволюции

Не только люди наслаждаются видимыми цветами. Многие животные видят ультрафиолетовый свет — например, пчёлы, которые используют его для поиска нектара. Птицы могут видеть метки на оперении, невидимые нам. А рак-богомол вообще ныряет и в инфракрасный, и в ультрафиолетовый диапазоны, как настоящий мастер вселенной света.

Исторические перипетии и открытия

История понимания света — как захватывающий роман, где герои — великие учёные. Роджер Бэкон впервые заметил спектр в стакане с водой, но Ньютон сделал первый серьёзный шаг, описав дисперсию света в призме и впервые введя термин «спектр».

Томас Юнг и Йозеф Фраунгофер развили измерения длины волн, благодаря чему мы теперь можем точно говорить, какой цвет какой длины волны соответствует.

Таблица границ видимого излучения

Параметр Коротковолновая граница Длинноволновая граница
Длина волны, нм 380 780
Частота, Гц 7.89 × 10^14 3.84 × 10^14
Энергия фотона, эВ 3.26 1.59

И да, границы условны: цвета плавно переходят друг в друга, как мелодия в джазе.

Почему цвета в глазах такие разные?

Человеческий глаз — суперчувствительный сенсор с тремя типами рецепторов, каждый из которых «ловит» разный спектр света. От этого смешения и рождаются все цвета, которые мы видим. Но даже среди людей восприятие цвета отличается, особенно с таким спорным оттенком, как индиго.

Видимое излучение — это настоящий театр волн, цвета и частот. Это та самая магия, которая делает мир ярче, заставляет нас улыбаться на радуге и вдохновляет художников и учёных. Следующий раз, глядя на спектр, помните — это симфония волн, раскладываемая призмой света в великом концерте природы.