Какому диапазону спектра электромагнитных колебаний чувствителен глаз человека

Видимое излучение

Электромагнитное излучение
Синхротронное
Циклотронное
Тормозное
Тепловое
Монохроматическое
Черенковское
Переходное
Радиоизлучение
Микроволновое
Терагерцевое
Инфракрасное
Видимое
Ультрафиолетовое
Рентгеновское
Гамма-излучение
Ионизирующее
Реликтовое
Магнито-дрейфовое
Двухфотонное
Спонтанное
Вынужденное

Видимое излучение — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок [1] [2] спектра с длинами волн приблизительно от 380 (фиолетовый) до 780 нм (красный) [3] . Такие волны занимают частотный диапазон от 400 до 790 терагерц. Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова). [4] Наибольшую чувствительность к свету человеческий глаз имеет в области 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра.

В спектре содержатся не все цвета, которые различает человеческий мозг. Таких оттенков, как розовый или маджента, нет в спектре видимого излучения, они образуются от смешения других цветов.

Видимое излучение также попадает в «оптическое окно», область спектра электромагнитного излучения, практически не поглощаемая земной атмосферой. Чистый воздух рассеивает голубой свет несколько сильнее, чем свет с большими длинами волн (в красную сторону спектра), поэтому полуденное небо выглядит голубым.

Многие виды животных способны видеть излучение, не видимое человеческому глазу, то есть не входящему в видимый диапазон. Например, пчёлы и многие другие насекомые видят свет в ультрафиолетовом диапазоне, что помогает им находить нектар на цветах. Растения, опыляемые насекомыми, оказываются в более выгодном положении с точки зрения продолжения рода, если они ярки именно в ультрафиолетовом спектре. Птицы также способны видеть ультрафиолетовое излучение (300—400 нм), а некоторые виды имеют даже метки на оперении для привлечения партнёра, видимые только в ультрафиолете. [5] [6]

Содержание

История

Первые объяснения спектра видимого излучения дали Исаак Ньютон в книге «Оптика» и Иоганн Гёте в работе «Теория Цветов», однако ещё до них Роджер Бэкон наблюдал оптический спектр в стакане с водой. Лишь спустя четыре века после этого Ньютон открыл дисперсию света в призмах. [7]

Ньютон первый использовал слово спектр (лат. spectrum — видение, появление) в печати в 1671 году, описывая свои оптические опыты. Он сделал наблюдение, что когда луч света падает на поверхность стеклянной призмы под углом к поверхности, часть света отражается, а часть проходит через стекло, образуя разноцветные полосы. Учёный предположил, что свет состоит из потока частиц (корпускул) разных цветов, и что частицы разного цвета движутся с различной скоростью в прозрачной среде. По его предположению, красный свет двигался быстрее чем фиолетовый, поэтому и красный луч отклонялся на призме не так сильно, как фиолетовый. Из-за этого и возникал видимый спектр цветов.

Ньютон разделил свет на семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, индиго и фиолетовый. Число семь он выбрал из убеждения (происходящего от древнегреческих софистов), что существует связь между цветами, музыкальными нотами, объектами Солнечной системы и днями недели. [8] [9] Человеческий глаз относительно слабо восприимчив к частотам цвета индиго, поэтому некоторые люди не могут отличить его от голубого или фиолетого цвета. Поэтому после Ньютона часто предлагалось считать индиго не самостоятельным цветом, а лишь оттенком фиолетового или голубого (однако он до сих пор включён в спектр в западной традиции). В русской традиции индиго соответствует синему цвету.

Гёте, в отличие от Ньютона, считал, что спектр возникает при наложении разных составных частей света. Наблюдая за широкими лучами света, он обнаружил, что при проходе через призму, на краях луча проявляются красно-желтые и голубые края, между которыми свет остаётся белым, а спектр появляется, если приблизить эти края достаточно близко друг к другу.

В XIX веке, после открытия ультрафиолетового и инфракрасного излучений, понимание видимого спектра стало более точным.

В начале XIX века Томас Юнг и Герман фон Гельмгольц также исследовали взаимосвязь между спектром видимого излучения и цветным зрением. Их теория цветного зрения верно предполагала, что для определения цвета глаз использует три различных вида рецепторов.

Характеристики границ видимого излучения

Длина волны, нм	740	380
Энергия фотонов, Дж	2,61·10 −19	4,97·10 −19
Энергия фотонов, эВ	1,6	3,1
Частота, Гц	3,94·10 14	7,49·10 14
Волновое число, см −1	1,32·10 4	2,50·10 4

Спектр видимого излучения

При разложении луча белого цвета в призме образуется спектр, в котором излучения разных длин волн преломляются под разным углом. Цвета, входящие в спектр, то есть такие цвета, которые могут быть получены световыми волнами одной длины (или очень узким диапазоном), называются спектральными цветами. [10] Основные спектральные цвета (имеющие собственное название), а также характеристики излучения этих цветов, представлены в таблице:

Цвет	Диапазон длин волн, нм	Диапазон частот, ТГц	Диапазон энергии фотонов, эВ
Фиолетовый	380—440	790—680	2,82—3,26
Синий	440—485	680—620	2,56—2,82
Голубой	485—500	620—600	2,48—2,56
Зелёный	500—565	600—530	2,19—2,48
Жёлтый	565—590	530—510	2,10—2,19
Оранжевый	590—625	510—480	1,98—2,10
Красный	625—740	480—400	1,68—1,98

См. также

Примечания

1. ↑ Thomas J. Bruno, Paris D. N. Svoronos. CRC Handbook of Fundamental Spectroscopic Correlation Charts. — CRC Press, 2005.
2. ↑ Б. И. Степанов. Введение в химию и технологию органических красителей. 2-е изд. — М.: «Химия», 1977.
3. ↑ГОСТ 7601-78. Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин
4. ↑ Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М .: Советская энциклопедия, 1981.
5. ↑Cuthill Innes C Ultraviolet vision in birds // Advances in the Study of Behavior / Peter J.B. Slater. — Oxford, England: Academic Press. — Vol. 29. — P. 161. — ISBN 978-0-12-004529-7
6. ↑Jamieson Barrie G. M. Reproductive Biology and Phylogeny of Birds. — Charlottesville VA: University of Virginia. — P. 128. — ISBN 1578083869
7. ↑Coffey PeterThe Science of Logic: An Inquiry Into the Principles of Accurate Thought. — Longmans, 1912.
8. ↑Hutchison, NielsMusic For Measure: On the 300th Anniversary of Newton’s Opticks. Colour Music (2004). Архивировано из первоисточника 20 февраля 2012.Проверено 11 августа 2006.
9. ↑Newton Isaac Opticks. — 1704.
10. ↑ Thomas J. Bruno, Paris D. N. Svoronos. CRC Handbook of Fundamental Spectroscopic Correlation Charts. CRC Press, 2005.

Электромагнитный спектр
γ-излучение | рентген | УФ | видимый свет | ИК | терагерцевое излучение | микроволны | радиоволны
Видимый спектр	фиолетовый | синий | голубой | зелёный | жёлтый | оранжевый | красный
Микроволны	W | V | Q | Ka | K | Ku | X | C | S | L
Радиоволны	КВЧ/EHF | СВЧ/SHF | УВЧ/UHF | ОВЧ/VHF | ВЧ/HF | СЧ/MF | НЧ/LF | ОНЧ/VLF | ИНЧ/ULF | СНЧ/SLF | КНЧ/ELF
Длины волн	Ультракороткие волны | Короткие волны | Средние волны | Длинные волны

Wikimedia Foundation . 2010 .

ВИДИМОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — (видимый свет, свет) область спектра эл. магн. колебаний, непосредственно воспринимаемая человеческим глазом. Характеризуется длинами волн в диапазоне от 400 до 760 нм. (см. СВЕТ) (в узком смысле). Физический энциклопедический словарь. М.:… … Физическая энциклопедия

Видимое излучение — см.: Свет … Реклама и полиграфия

видимое излучение — 3.87 видимое излучение: Оптическое излучение, которое может непосредственно вызвать зрительное ощущение. [МЭС 60050 845 01 03] Примечание В настоящем стандарте так обозначается электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

видимое излучение — regimoji spinduliuotė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. visible radiation vok. sichtbare Strahlung, f rus. видимое излучение, n; излучение в видимой области, n pranc. rayonnement visible, m … Fizikos terminų žodynas

видимое излучение — regimoji spinduliuotė statusas T sritis Energetika apibrėžtis Regimąjį pojūtį sukeliančios šviesos bangos, kurių ilgiai yra nuo 0,380 μm iki 0,780 μm. atitikmenys: angl. visible radiation vok. sichtbare Strahlung, f rus. видимое излучение, n… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

видимое излучение — [visible radiation] излучение (1.), воспринимаемое глазом, т.е. в диапазоне X = 0,4 0,8 мкм; Смотри также: Излучение эффективное излучение тепловое излучение собственное излучение … Энциклопедический словарь по металлургии

ВИДИМОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — с в е т, оптическое излучение с длинами волн (в вакууме) от 380 400 нм до 760 780 нм, к рое способно непосредственно вызывать зрительное ощущение … Большой энциклопедический политехнический словарь

Видимое излучение — оптическое излучение с длинами волн 380 780 нм, способное вызывать зрительное ощущение у человека … Астрономический словарь

видимое излучение — Оптическое излучение, длины волн которого расположены в диапазоне от 380 до 770 ммк, которое может восприниматьс человеческим глазом … Политехнический терминологический толковый словарь

Источник

Видимое излучение

• Ви́димое излуче́ние — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом. Чувствительность человеческого глаза к электромагнитному излучению зависит от длины волны (частоты) излучения, при этом максимум чувствительности приходится на 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра. Поскольку при удалении от точки максимума чувствительность спадает до нуля постепенно, указать точные границы спектрального диапазона видимого излучения невозможно. Обычно в качестве коротковолновой границы принимают участок 380—400 нм (790—750 ТГц), а в качестве длинноволновой — 760—780 нм (395—385 ТГц). Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).

Не всем цветам, которые различает человеческий глаз, соответствует какое-либо монохроматическое излучение. Такие оттенки, как розовый, бежевый или пурпурный образуются только в результате смешения нескольких монохроматических излучений с различными длинами волн.

Видимое излучение также попадает в «оптическое окно» — область спектра электромагнитного излучения, практически не поглощаемого земной атмосферой. Чистый воздух рассеивает синий свет существенно сильнее, чем свет с бо́льшими длинами волн (в красную сторону спектра), поэтому полуденное небо выглядит голубым.

Многие виды животных способны видеть излучение, не видимое человеческому глазу, то есть не входящее в видимый диапазон. Например, пчёлы и многие другие насекомые видят излучение в ультрафиолетовом диапазоне, что помогает им находить нектар на цветах. Растения, опыляемые насекомыми, оказываются в более выгодном положении с точки зрения продолжения рода, если они ярки именно в ультрафиолетовом спектре. Птицы также способны видеть ультрафиолетовое излучение (300—400 нм), а некоторые виды имеют даже метки на оперении для привлечения партнёра, видимые только в ультрафиолете.

Связанные понятия

Интерфере́нция в тóнких плёнках – явление, которое возникает в результате разделения луча света при отражении от верхней и нижней границ тонкой плёнки. В результате возникают две световые волны, которые могут интерферировать. Тонкоплёночная интерференция объясняет цветовую палитру, видимую в свете, отраженном от мыльных пузырей и масляных плёнок на воде. Это явление также является основополагающим механизмом, используемым в объективах камер, зеркалах, оптических фильтрах и антибликовых покрытиях.

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Согласно классической теории дифракции, луч света от удаленного источника, попадая в круглый окуляр, формирует изображение, состоящее из ряда светлых и темных концентрических полос вокруг яркой центральной точки, — так называемую дифракционную картину. Законы оптики говорят нам, что реальный источник света в нашем восприятии будет размыт, и такое размытие наблюдается в любом оптическом приборе. Если мы наблюдаем два близких источника света, их размытые образы накладываются один на другой. Рэлей как.

Источник