Видимый спектр - Visible spectrum


Из Википедии, свободной энциклопедии
Белый свет является диспергируют с помощью призмы в цвета видимого спектра.

Видимый спектр представляет собой часть электромагнитного спектра , который является видимым для человеческого глаза . Электромагнитное излучение в этом диапазоне длины волн , называется видимым светом или просто светом . Типичный человеческий глаз будет реагировать на длинах волн примерно от 380 до 740 нм . С точки зрения частоты, это соответствует полосе в непосредственной близости от 430-770 ТГц .

Спектр не содержит все цвета , которые человеческий глаз и мозг может различать. Ненасыщенные цвета , такие как розовые или фиолетовые вариации , как фуксин , например, отсутствуют , так как они могут быть сделаны только из смеси нескольких длин волн. Цвета , содержащие только одну длину волны, также называются чистые цвета или спектральные цвета.

Видимые длины волны проходят в основном бездиссипативными через атмосферу Земли через « оптическое стекло » область электромагнитного спектра. Пример этого явления , когда чистый воздух рассеивает голубой свет больше , чем красный свет, и поэтому полуденное небо кажется голубым. Оптическое окно также упоминаются как «видимое окно» , поскольку он перекрывает видимый спектр реакции человека. Инфракрасное вблизи окно (БИК) состоит только из человеческого зрения, а также окон средней длиной волны инфракрасного (СИК) и длиной волны или дальнего инфракрасного (LWIR или FIR) окон, хотя и другие животные могут испытывать их.

история

Цветовой круг Ньютона, из Оптики 1704, показывая цвета он , связанные с музыкальными нотами . Спектральные цвета от красного до фиолетового разделены нотами музыкальной гаммы, начиная с D. Окружность завершает полную октаву , от D до круга Д. Ньютона ставит красным, на одном конце спектра, рядом с фиолетовым, в другой. Это отражает тот факт , что не-спектральных пурпурные цвета наблюдаются , когда красный и фиолетовый свет смешиваются.

В 13 - м веке, Роджер Бэкон предположил , что радугу были получены аналогичным способом для прохождения света через стекло или кристалл.

В 17 - м века, Исаак Ньютон обнаружил , что призмы могли разобрать и собрать белый свет, и описал явление в своей книге Оптики . Он был первым , чтобы использовать слово спектр ( латынь для «появления» или «Призрачного») в этом смысле в печати в 1671 году при описании своих экспериментов в оптике . Ньютон заметил , что, когда узкий луч солнечного света попадает на поверхность стеклянной призмы под углом, некоторые это отражается и часть пучка проходит в и через стекло, превращается в разноцветных полос. Ньютон выдвинул гипотезу света , чтобы быть составлено из «корпускул» (частицы) различных цветов, с различными цветами света , двигающихся с разной скоростью в прозрачной материи, красный свет двигается быстрее , чем фиолетовая в стекле. Результатом является то , что красный свет изгибается ( преломляются ) менее резко , чем фиолетовый , как она проходит через призму, создавая спектр цветов.

Наблюдение Ньютона призматических цветов ( David Brewster 1855)

Ньютон первоначально разделил спектр на шесть именованных цветов: красный , оранжевый , желтый , зеленый , голубой и фиолетовый . Позже он добавил индиго как седьмой цвет , так как он считал , что семь было совершенное число , поскольку происходит от древнегреческих софистов , там быть связь между цветами, музыкальные ноты, известные объекты в Солнечной системе , и дни неделя. Глаз человека относительно нечувствительны к частотам Индиго, и некоторые люди , которые в противном случае, хорошее зрение не может отличить индиго от синего и фиолетового. По этой причине, некоторые поздние комментаторы, в том числе Айзек Азимов , предположили , что Индиго не следует рассматривать как цвет в своем собственном праве , но только как оттенок синего или фиолетового цвета. Тем не менее, данные свидетельствуют о том , что Ньютон имел в виду под «индиго» и «синий» не соответствует современным значениям этих цветовых слов. Сравнивая наблюдения Ньютона призматических цветов цветных изображений видимого спектра света показывает , что «индиго» соответствует тому , что сегодня называется синим, в то время как «синие» соответствует Cyan .

В 18 - м века, Гете писал о оптических спектрах в его теории цвета . Гете использовал слово спектр ( Spektrum ) для обозначения призрачного оптического остаточного изображения , как и Шопенгауэр в О видении и цветах . Гете утверждал , что непрерывный спектр был соединение явления. Там , где Ньютон сузили луч света , чтобы изолировать явление, Гете заметил , что более широкое отверстие производит не спектр , а скорее красновато-желтого и сине-голубых края с белым между ними. Спектр появляется только тогда , когда эти края достаточно близко , чтобы перекрывать друг друга.

В начале 19 - го века, концепция видимого спектра стало более определенным, как было обнаружено , свет за пределами видимого диапазона и характеризуется Уильямом Гершелем ( инфракрасный ) и Иоганна Вильгельма Риттера ( ультрафиолет ), Томас Янг , Зеебек и другие. Янг был первым для измерения длины волн различных цветов света, в 1802 году.

Связь между видимым спектром и цветового зрения исследовалось Томасом Юнгом и Герман фон Гельмгольц в начале 19 -го века. Их теория цветового зрения правильно предположила , что глаз использует три различные рецепторы для восприятия цвета.

Животное цветное зрение

Многие виды могут видеть свет в пределах частот за пределами человеческого «видимого спектра». Пчелы и многие другие насекомые могут обнаружить ультрафиолетовый свет, который помогает им найти нектар в цветах. Виды растений , которые зависят от опыления насекомых могут задолжать репродуктивный успех их появления в ультрафиолетовом свете , а не как красочными они кажутся людям. Птицы тоже можно видеть в ультрафиолете (300-400 нм), а некоторые из них секс-зависимой маркировки на их оперения, которые видны только в ультрафиолетовом диапазоне. Многие животные , которые могут видеть в ультрафиолетовом диапазоне, однако, не может видеть красный свет или любые другие красновато длины волн. Видимый спектр пчел заканчивается при температуре около 590 нм, непосредственно перед тем , оранжевые длины волн начать. Птицы, однако, можно увидеть некоторые красные длины волн, хотя и не так далеко в световом спектре , как и люди. Распространенное мнение о том , что общая золотая рыбка это единственное животное , которое может видеть как инфракрасный и ультрафиолетовый свет является неправильным, потому что золотая рыбка не может видеть инфракрасный свет. Кроме того , собаки часто думают, дальтонизмом , но они , как было показано , чтобы быть чувствительным к цветам, хотя и не так много , как и люди. Некоторые змеи могут «видеть» тепловое излучение при длинах волн между 5 и 30  мкм до степени точности , так что слепой гремучие можно ориентировать уязвимые части тела жертвы , на которой он поражает, и другие змеи с органом могут обнаружить теплые тела от А метр. Он также может быть использован в терморегуляции и хищников обнаружения. (См инфракрасного зондирования в змей )

Спектральные цвета

SRGB оказание спектра видимого света
цвет длина волны частота энергия фотона
Виолетта 380-450 нм 680-790 ТГц 2,95-3,10  эВ
синий 450-485 нм 620-680 ТГц 2,64-2,75 эВ
Cyan 485-500 нм 600-620 ТГц 2,48-2,52 эВ
зеленый 500-565 нм 530-600 ТГц 2,25-2,34 эВ
желтый 565-590 нм 510-530 ТГц 2,10-2,17 эВ
оранжевый 590-625 нм 480-510 ТГц 2,00-2,10 эВ
красный 625-740 нм 405-480 ТГц 1,65-2,00 эВ

Цвета , которые могут быть получены с помощью видимого света в узкой полосе длин волн (монохроматического света) называются чистые спектральные цвета . Различные диапазоны цвета , указанные на рисунке являются приближением: Спектр является непрерывным, без четких границ между одним цветом и следующим.

Спектр цветного дисплея

Приближение спектральных цветов на дисплее результаты в некоторой степени искажается цветность
Визуализация видимого спектра на серый фоне производит не-спектральные смеси чистого спектра с серым, которые укладываются в SRGB цветового пространства.

Цветные дисплеи (например , компьютерные мониторы и телевизоры ) не могут воспроизвести все цвета различимы человеческим глазом . Цвета за пределами цветовой гаммы устройства, такие как большинство спектральных цветов , могут быть только аппроксимированы . Для цветовой точностью воспроизведения, спектр может быть спроецирована на однородном сером поле. Полученные смешанные цвета могут иметь все их R, G, В координатах неотрицательным, и поэтому могут быть воспроизведены без искажений. Это точно имитирует глядя спектра на сером фоне.

спектроскопия

Грубые участки Земля «с атмосферной непрозрачностью на различные длины волн от электромагнитного излучения , включая видимый свет

Спектроскопия является изучение объектов на основе спектра цвета , который они излучают, поглощать или отражать. Спектроскопия является важным исследовательским инструментом в астрономии , где ученые используют его для анализа свойств удаленных объектов. Как правило, астрономическая спектроскопия использует высокую дисперсию дифракционных решетки для наблюдения спектров при очень высоком спектральном разрешении. Гелий был впервые обнаружен с помощью анализа спектра Солнца . Химические элементы могут быть обнаружены в астрономических объектах с помощью эмиссионных линий и линий поглощения .

Смещение спектральных линий может быть использовано для измерения доплеровского сдвига ( красное смещения или голубого смещения ) удаленных объектов.

Смотрите также

Рекомендации