Видљиви спектар

С Википедије, слободне енциклопедије

Бела светлост се диспергује призмом у боје видљивог спектра.

Видљиви спектар је порција електромагнетног спектра која је видљива људским оком. Електромагнетна радијација у овом опсегу таласних дужина се назива видљива светлост или једноставно светлост. Типично људско око реагује на таласне дужине од око 380 до 740 нанометара.[1] По фреквенцији, то одговара опсегу у близини 430–770 THz.

Спектар не садржи све боје које људске очи и мозак могу разликовати. На пример, незасићене боје као што су ружичаста, или варијације љубичасте попут магенте недостају, јер се могу начинити само из мешавине више таласних дужина. Боје које садрже само једну таласну дужину се називају чистим бојама или спектралним бојама.

Видљиве таласне дужине пролазе у великој мери неприлагођене кроз Земљину атмосферу кроз подручје „оптичког прозора” електромагнетног спектра. Пример ове појаве је када чист ваздух распршује плаву светлост више од црвене светлости, па подневно небо изгледа плаво. Оптички прозор се такође назива „видљиви прозор”, јер преклапа спектар видљивог респонса људи. Блиско инфрацрвени (NIR) прозор налази се непосредно изван људског видног опсега, као и прозор средњих инфрацрвених таласних дужина (MWIR) и дуготаласни или далеко инфрацрвени прозор (LWIR или FIR), мада их могу видети друге животиње.

Историја[уреди | уреди извор]

Њутнов круг боја, из Оптике објављене 1704. године, приказује боје које је он повезао са музичким нотама. Спектралне боје од црвене до љубичасте подељене су нотама музичке скале, почевши од D. Круг се завршава пуном октавом, од D до D. Њутнов круг поставља црвену боју, на једном крају спектра, поред љубичасте, на другом. Ово одражава чињеницу да се неспектралне љубичасте боје примећују када се мешају црвена и љубичаста светлост.

У 13. веку, Роџер Бејкон је теоретисао да су дуге произведене сличним процесом као и пролазак светлости кроз стакло или кристал.[2]

У 17. веку, Исак Њутн је открио да призме могу да раставе и поново саставе белу светлост, и феномен је описао у својој књизи Оптика. Он је био први који је у овом смислу користио реч spectrum (латински за „изглед” или „привиђање”) 1671. године у опису својих експеримената у оптици. Њутн је приметио да, када уски сноп сунчеве светлости погоди лице стаклене призме под углом, део снопа се рефлектује а други део снопа пролази кроз стакло и излази у виду трака различитих боја. Њутн је хипотетисовао да се светлост састоји од „корпускула” (честица) различитих боја, при чему се различите светлосне боје крећу различитим брзинама у провидној материји, а црвена светлост се брже креће од љубичасте светлости у стаклу. Резултат тога је да се црвена светлост савија (рефлектује) мање оштро него љубичаста док пролази кроз призму, чиме се ствара спектар боја.

Њутнова опсервација призматични боја (Дејвид Брустер 1855)

Њутн је изворно поделио спектар у шест именованих боја: црвена, наранџаста, жута, зелена, плава и љубичаста. Касније је додао индиго као седму боју, пошто је веровао да је седам савршени број што потиче од старогрчких софиста, а ту је постојала и веза између боја, музичких нота, познатих објеката у Сунчевом систему и дана у недељи.[3] Људско око је релативно неосетљиво на индигове фреквенције, а неки људи који имају иначе добар вид не могу да разликују индиго од плавог и љубичастог. Из тог разлога, неки каснији коментатори, укључујући Ајзака Асимова,[4] сугерисали су да индиго не треба посматрати као боју по себи, већ само као нијансу плаве или љубичасте. Докази указују да оно што Њутн сматрао „индиго” и „плавом” бојом не одговара савременом значењу тих речи о боји. Упоређивање Њутновог посматрања призматских боја са обојеном сликом спектра видљиве светлости показује да „индиго” одговара ономе што се данас назива плаво, док „плаво” одговара цијану.[5][6][7]

У 18. веку, Јохан Волфганг Гете је писао о оптичким спектрима у својој Теорији боја. Гете је користио реч спектар (Spektrum) да означи сабласну оптичку задржану слику, као што је то учинио и Шопенхауер у делу О визији и бојама. Гете је тврдио да је континуирани спектар сложен феномен. Тамо где је Њутн сузио сноп светлости да би изоловао појаву, Гете је приметио да шири отвор ствара не спектар, већ црвенкасто-жуте и плаво-цијан рубове са белим између њих. Спектар се појављује тек када су ове ивице довољно близу да се преклапају.

Почетком 19. века концепт видљивог спектра постаје дефинитивнији, јер су светлост изван видљивог распона открили и карактерисали Вилхелм Хершел (инфрацрвену) и Јохан Ритер (ултраљубичасту), Томас Јанг, Томас Јохан Зебек и други.[8] Јанг је први измерио таласне дужине различитих боја светлости 1802. године.[9]

Везу између видљивог спектра и вида у боји истраживали су Томас Јанг и Херман фон Хелмхолц почетком 19. века. Њихова теорија распознавања боја тачно је предложила да око користи три различита рецептора за перцепцију боје.

Перцепција боја код разних врста[уреди | уреди извор]

Такође погледајте: Колорни вид § Физиологија перцепције боје

Многе врсте могу да виде светлост на фреквенцијама ван људског „видљивог спектра”. Пчеле и многи други инсекти могу да открију ултраљубичасту свјетлост, што им помаже да пронађу нектар у цвећу. Биљне врсте које зависе од опрашивања инсеката често свој репродуктивни успех дугују свом изгледу у ултраљубичастој светлости, а не колико шарено изгледају људима. Птице такође могу да виде ултраљубичасто светло (300–400 nm), а неке имају полно зависне ознаке на свом перју које су видљиве само у ултраљубичастом опсегу.[10][11] Многе животиње које могу да виде у ултраљубичастом подручју не могу да виде црвену светлост нити било коју другу црвенкасту таласну дужину. Видљиви спектар пчела завршава на око 590 nm, непосредно пре него што почну наранџасте таласне дужине.[12] Птице могу да виде неке црвене таласне дужине, мада не толико далеко у светлосном спектру као људи.[13] Популарно веровање да је обична златна рибица једина животиња која може да види инфрацрвену и ултраљубичасту светлост[14] је нетачно, јер златне рибице не могу да виде инфрацрвену светлост.[15] Слично томе, пси се често сматрају слепима за боје, али се показало да су осетљиви на боје, мада не колико и људи.[16] Неке змије могу да „виде”[17] зрачећу топлоту на таласним дужинама између 5 и 30 µm до таквог степена тачности да слепа звечарка може да циља рањиве делове тела плена на које удара,[18] и друге змије могу да открију топла тела са метарске удаљености.[19] То се такође може користити у терморегулацији и детекцији предатора.[20][21] (Погледајте инфрацрвено детектовање змија)

Спектар боја[уреди | уреди извор]

Главни чланак: Дисперзија (оптика)
sRGB представљање спектра видљиве светлости
sRGB представљање спектра видљиве светлости
Боја Таласна дужина Фреквенција Енергија фотона
Љубичата 380–450 нм 680–790 ТХз 2.95–3.10 еВ
Плава 450–485 нм 620–680 ТХз 2.64–2.75 еВ
Цијан 485–500 нм 600–620 ТХз 2.48–2.52 еВ
Зелена 500–565 нм 530–600 ТХз 2.25–2.34 еВ
Жута 565–590 нм 510–530 ТХз 2.10–2.17 еВ
Наранџаста 590–625 нм 480–510 ТХз 2.00–2.10 еВ
Црвена 625–740 нм 405–480 ТХз 1.65–2.00 еВ

Боје које се могу произвести видљивом светлошћу уског опсега таласних дужина (монохроматска светлост) називају се чистим спектралним бојама. Различити распони боја наведени на слици су апроксимација: спектар је континуиран, без јасних граница између једне и друге боје.[22]

Ако се узак сноп беле светлости пропусти кроз пукотину и да затим прође кроз оптичко сочиво тако да зраци у паралелном снопу падају на оптичку призму долази до његовог разлагања. При том призма мора бити намештена на минимум девијације. Након лома у призми тај ће се уски сноп светлости раширити у широку пругу разнобојне светлости која се зове спектар боја. Спектар беле светлости састоји се од 6 боја и то: црвене, наранџасте, жуте, зелене, плаве и љубичасте које непрекидно прелазе једна у другу. Ово растављање беле светлости у 6 спектралних боја зове се дисперзија светлости. Дисперзију светлости је први истражио I. Њутн и тиме објаснио хипотезу да је бела светлост састављена из различитих, такозваних спектралних боја.

Како се призмом светлост двапут ломи, то до дисперзије долази зато што свака спектрална боја има различити индекс лома. Код тога се најмање ломи црвена, а највише љубичаста светлост. Дакле, индекс лома љубичасте светлости већи је од индекса лома црвене светлости. Одатле излази да се црвена и љубичаста светлост шире у стаклу различитим брзинама. Значи да брзина светлости у прозирним средствима зависи од боје светлости. Брзина црвене светлости је највећа. Све мању брзину има по реду, наранџаста, жута, зелена, плава и модра светлост, најмању љубичаста.

Мерења су показала да у вакууму брзина светлости не зависи од њене боје. Стога у вакууму нема дисперзије светлости.

Да је спектрална светлост хомогена и једнобојна (монохроматска), то јест да се не може раставити, може се потврдити експериментом. У застору на који пада спектар боја направи се уска пукотина тако да кроз њу пролази сноп једнобојне светлости и да пада на другу призму. Друга призма мора бити тако постављена да јој ломни брид буде паралелан с ломним бридом прве призме. Због лома на призми светлост ће бити отклоњена, али неће настати дисперзија.[23]

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Старр, Цецие (2005). Биологy: Цонцептс анд Апплицатионс. Тхомсон Броокс/Цоле. ИСБН 978-0-534-46226-0. 
  2. ^ Цоффеy, Петер (1912). Тхе Сциенце оф Логиц: Ан Инqуирy Инто тхе Принциплес оф Аццурате Тхоугхт. Лонгманс. 
  3. ^ Исацофф, Стуарт (16. 1. 2009). Темперамент: Хоw Мусиц Бецаме а Баттлегроунд фор тхе Греат Миндс оф Wестерн Цивилизатион. Кнопф Доубледаy Публисхинг Гроуп. стр. 12—13. ИСБН 978-0-307-56051-3. Приступљено 18. 3. 2014. 
  4. ^ Асимов, Исаац (1975). Еyес он тхе универсе : а хисторy оф тхе телесцопе. Бостон: Хоугхтон Миффлин. стр. 59. ИСБН 978-0-395-20716-1. 
  5. ^ Еванс, Ралпх M. (1974). Тхе перцептион оф цолор (нулл изд.). Неw Yорк: Wилеy-Интерсциенце. ИСБН 978-0-471-24785-2. 
  6. ^ МцЛарен, К. (март 2007). „Неwтон'с индиго”. Цолор Ресеарцх & Апплицатион. 10 (4): 225—229. дои:10.1002/цол.5080100411. 
  7. ^ Wалдман, Гарy (2002). Интродуцтион то лигхт : тхе пхyсицс оф лигхт, висион, анд цолор (Довер изд.). Минеола: Довер Публицатионс. стр. 193. ИСБН 978-0-486-42118-6. 
  8. ^ Марy Јо Нyе, ур. (2003). Тхе Цамбридге Хисторy оф Сциенце: Тхе Модерн Пхyсицал анд Матхематицал Сциенцес. 5. Цамбридге Университy Пресс. стр. 278. ИСБН 978-0-521-57199-9. 
  9. ^ Јохн C. D. Бранд (1995). Линес оф лигхт: тхе соурцес оф дисперсиве спецтросцопy, 1800–1930. ЦРЦ Пресс. стр. 30—32. ИСБН 978-2-88449-163-1. 
  10. ^ Цутхилл, Иннес C (1997). „Ултравиолет висион ин бирдс”. Ур.: Петер Ј.Б. Слатер. Адванцес ин тхе Студy оф Бехавиор. 29. Оxфорд, Енгланд: Ацадемиц Пресс. стр. 161. ИСБН 978-0-12-004529-7. 
  11. ^ Јамиесон, Баррие Г. M. (2007). Репродуцтиве Биологy анд Пхyлогенy оф Бирдс. Цхарлоттесвилле ВА: Университy оф Виргиниа. стр. 128. ИСБН 978-1-57808-386-2. 
  12. ^ Скорупски, Петер; Цхиттка, Ларс (10. 8. 2010). „Пхоторецептор Спецтрал Сенситивитy ин тхе Бумблебее, Бомбус импатиенс (Хyменоптера: Апидае)”. ПЛоС ОНЕ. 5 (8): е12049. Бибцоде:2010ПЛоСО...512049С. ПМЦ 2919406 Слободан приступ. ПМИД 20711523. дои:10.1371/јоурнал.поне.0012049. 
  13. ^ Варела, Ф. Ј.; Палациос, А. Г.; Голдсмитх Т. M. (1993) "Цолор висион оф бирдс", пп. 77–94 ин Висион, Браин, анд Бехавиор ин Бирдс, едс. Зеиглер, Харрис Пхилип анд Бисцхоф, Ханс-Јоацхим. МИТ Пресс. ISBN 9780262240369
  14. ^ „Труе ор Фалсе? "Тхе цоммон голдфисх ис тхе онлy анимал тхат цан сее ботх инфра-ред анд ултра-виолет лигхт."”. Скептиве. 2013. Архивирано из оригинала 24. 12. 2013. г. Приступљено 28. 9. 2013. 
  15. ^ Неумеyер, Цхриста (2012). „Цхаптер 2: Цолор Висион ин Голдфисх анд Отхер Вертебратес”. Ур.: Лазарева, Олга; Схимизу, Тору; Wассерман, Едwард. Хоw Анималс Сее тхе Wорлд: Цомпаративе Бехавиор, Биологy, анд Еволутион оф Висион. Оxфорд Сцхоларсхип Онлине. ИСБН 978-0-19-533465-4. 
  16. ^ Каспарсон, А. А; Бадридзе, Ј; Маxимов, V. V (2013). „Цолоур цуес провед то бе море информативе фор догс тхан бригхтнесс”. Процеедингс оф тхе Роyал Социетy Б: Биологицал Сциенцес. 280 (1766): 20131356. ПМЦ 3730601 Слободан приступ. ПМИД 23864600. дои:10.1098/рспб.2013.1356. 
  17. ^ Неwман, ЕА; Хартлине, ПХ (1981). „Интегратион оф висуал анд инфраред информатион ин бимодал неуронс ин тхе раттлеснаке оптиц тецтум”. Сциенце. 213 (4509): 789—91. Бибцоде:1981Сци...213..789Н. ПМЦ 2693128 Слободан приступ. ПМИД 7256281. дои:10.1126/сциенце.7256281. 
  18. ^ Кардонг, КВ; Мацкессy, СП (1991). „Тхе стрике бехавиор оф а цонгениталлy блинд раттлеснаке”. Јоурнал оф Херпетологy. 25 (2): 208—211. ЈСТОР 1564650. дои:10.2307/1564650. 
  19. ^ Фанг, Јанет (14. 3. 2010). „Снаке инфраред детецтион унравеллед”. Натуре Неwс. дои:10.1038/неwс.2010.122. 
  20. ^ Кроцхмал, Аарон Р.; Георге С. Баккен; Травис Ј. ЛаДуц (15. 11. 2004). „Хеат ин еволутион'с китцхен: еволутионарy перспецтивес он тхе фунцтионс анд оригин оф тхе фациал пит оф питвиперс (Виперидае: Цроталинае)”. Јоурнал оф Еxпериментал Биологy. 207 (Пт 24): 4231—4238. ПМИД 15531644. дои:10.1242/јеб.01278. 
  21. ^ Греене ХW. (1992). "Тхе ецологицал анд бехавиорал цонтеxт фор питвипер еволутион", ин Цампбелл ЈА, Бродие ЕД Јр. Биологy оф тхе Питвиперс. Теxас: Селва. ISBN 0-9630537-0-1.
  22. ^ Бруно, Тхомас Ј. анд Своронос, Парис D. Н. (2005). ЦРЦ Хандбоок оф Фундаментал Спецтросцопиц Цоррелатион Цхартс. ЦРЦ Пресс. ISBN 9781420037685
  23. ^ Велимир Круз: "Техничка физика за техничке школе", "Школска књига" Загреб, 1969.

Спољашње везе[уреди | уреди извор]

Видљиви спектар на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Vidljivi_spektar&oldid=25561979”