Տեսանելի լույսը էլեկտրամագնիսական ճառագայթման սպեկտրի այն մասի էներգիան է, որը մենք կարողանում ենք ընկալել մեր աչքերով, այսինքն՝ տեսնել։ Դա այնքան պարզ է:

Տեսանելի լույսի ալիքի երկարություն

Իսկ հիմա ավելի դժվար է։ Լույսի ալիքի երկարությունը սպեկտրի տեսանելի հատվածում գտնվում է 380-ից 780 նմ միջակայքում: Ինչ է դա նշանակում? Սա նշանակում է, որ այդ ալիքները շատ կարճ են և բարձր հաճախականությամբ, իսկ «նմ»-ն նանոմետր է։ Նման մեկ նանոմետրը հավասար է 10 -9 մետրի։ Եւ եթե մարդկային լեզու, ապա այն մետրի մեկ միլիարդերորդականն է։ Այսինքն՝ մետրը տասը դեցիմետր է, հարյուր սանտիմետր, հազար միլիմետր կամ ... Ուշադրություն։ Մեկ միլիարդ նանոմետր.

Ինչպե՞ս ենք մենք տեսնում գույները տեսանելի լույսի սպեկտրում:

Մեր աչքերը ոչ միայն կարող են ընկալել այս փոքրիկ ալիքները, այլև կարող են տարբերակել դրանց ալիքի երկարությունները սպեկտրի ներսում: Ահա թե ինչպես ենք մենք տեսնում գույնը որպես լույսի տեսանելի սպեկտրի մաս: Կարմիր լույսը, լույսի երեք հիմնական գույներից մեկը, ունի մոտավորապես 650 նմ ալիքի երկարություն: Կանաչ (երկրորդ հիմնական) - մոտավորապես 510 նմ: Եվ վերջապես, երրորդը `կապույտ` 475 նմ (կամ այնքան): Արևից տեսանելի լույսը կոկտեյլի մի տեսակ է, որի մեջ խառնվում են այս երեք գույները:

Ինչու է երկինքը կապույտ, իսկ խոտը կանաչ:

Իրականում սրանք երկու հարց են, ոչ թե մեկ։ Եվ այսպես, մենք կտանք երկու տարբեր, բայց փոխկապակցված պատասխաններ։ Կեսօրին մենք տեսնում ենք պարզ կապույտ երկինք, քանի որ լույսի կարճ ալիքները ավելի արդյունավետ են ցրվում, երբ բախվում են մթնոլորտում գտնվող գազի մոլեկուլներին, քան երկար ալիքների երկարությունները: Այսպիսով, կապույտը, որը մենք տեսնում ենք երկնքում, կապույտ լույս է, որը ցրված է և բազմիցս արտացոլվում է մթնոլորտի մոլեկուլների կողմից:

Բայց արևածագին և մայրամուտին երկինքը կարող է կարմրավուն գույն ստանալ: Այո, դա տեղի է ունենում, հավատացեք ինձ: Դա պայմանավորված է նրանով, որ երբ Արևը մոտ է հորիզոնին, լույսը պետք է ավելի երկար ճանապարհ անցնի շատ ավելի խիտ (և բավականին փոշոտ) մթնոլորտով մեզ հասնելու համար, քան երբ Արևը գտնվում է իր զենիթում: Բոլոր կարճ ալիքները կլանված են, և մենք պետք է բավարարվենք երկարներով, որոնք պատասխանատու են սպեկտրի կարմիր հատվածի համար։

Բայց խոտի դեպքում ամեն ինչ մի փոքր այլ է: Այն կանաչ տեսք ունի, քանի որ այն կլանում է ալիքի բոլոր երկարությունները, բացի կանաչից: Նա չի սիրում կանաչը, տեսնում եք, ուստի նա դրանք արտացոլում է մեր աչքերի մեջ: Նույն պատճառով ցանկացած առարկա ունի իր գույնը. մենք տեսնում ենք լույսի սպեկտրի այն հատվածը, որը նա չէր կարող կլանել: Սև առարկաները սև տեսք ունեն, քանի որ դրանք կլանում են ալիքի բոլոր երկարությունները, մինչդեռ գրեթե ոչինչ չեն արտացոլում, մինչդեռ սպիտակ առարկաները, ընդհակառակը, արտացոլում են լույսի ամբողջ տեսանելի սպեկտրը: Սա նաև բացատրում է, թե ինչու է սևը շատ ավելի տաքանում արևի տակ, քան սպիտակը:

Երկինքը կապույտ է, խոտը՝ կանաչ, շունը մարդու լավագույն ընկերն է

Իսկ ի՞նչ կա՝ սպեկտրի տեսանելի շրջանից այն կողմ:

Քանի որ ալիքները կարճանում են, գույնը փոխվում է կարմիրից կապույտից մինչև մանուշակագույն և վերջապես տեսանելի լույսն անհետանում է: Բայց լույսն ինքնին չի անհետացել, այլ տեղափոխվել է սպեկտրի շրջան, որը կոչվում է ուլտրամանուշակագույն: Թեև մենք այլևս չենք ընկալում լույսի սպեկտրի այս մասը, այն է, որ ստեղծում է լյումինեսցենտային լամպեր, LED-ների որոշ տեսակներ, ինչպես նաև բոլոր տեսակի զով բաներ, որոնք փայլում են մթության մեջ և փայլում մթության մեջ: Հաջորդը գալիս է ռենտգեն և գամմա ճառագայթումը, որոնց հետ ավելի լավ է ընդհանրապես չզբաղվել։

Տեսանելի լույսի սպեկտրի մյուս ծայրում, որտեղ ավարտվում է կարմիրը, սկսվում է ինֆրակարմիր ճառագայթումը, որն ավելի շատ ջերմություն է, քան լույս: Դա կարող է լավ տապակել ձեզ: Այնուհետև գալիս է միկրոալիքային ճառագայթումը (շատ վտանգավոր է ձվերի համար), և նույնիսկ ավելի հեռու՝ այն, ինչ մենք նախկինում անվանում էինք ռադիոալիքներ: Նրանց երկարությունն արդեն չափվում է սանտիմետրերով, մետրերով և նույնիսկ կիլոմետրերով:

Իսկ ի՞նչ կապ ունի այս ամենը լուսավորության հետ։

Շատ տեղին! Քանի որ մենք շատ բան ենք սովորել տեսանելի լույսի սպեկտրի և այն մասին, թե ինչպես ենք այն ընկալում, լուսային սարքավորումների արտադրողները մշտապես աշխատում են որակը բարելավելու համար՝ բավարարելու մեր անընդհատ աճող կարիքները: Այսպես հայտնվեցին «ամբողջ սպեկտրի» լամպերը, որոնց լույսը գրեթե չի տարբերվում բնականից։ Բաց պողպատի գույն՝ համեմատության և շուկայավարման հնարքների համար իրական թվեր ունենալու համար: Սկսեցին արտադրվել տարբեր կարիքների համար հատուկ լամպեր. օրինակ՝ լամպեր փակ բույսերի աճեցման համար, որոնք ավելի շատ ուլտրամանուշակագույն և լույս են տալիս սպեկտրի կարմիր հատվածից ավելի լավ աճի և ծաղկման համար, կամ «ջերմային լամպեր»: տարբեր տեսակներ, որը տեղավորվեց կենցաղային տաքացուցիչներում, թոնիրներում, Աշոտի շաուրմայում գրիլում։

Յուրաքանչյուր շարժում, յուրաքանչյուր գործողություն շրջապատողմեզ տիեզերքը էներգիայի դրսևորում է: Իր հավերժական փոփոխության մեջ էներգիան իր վրա է վերցնում տարբեր ձևեր, որը մենք անվանում ենք մեխանիկական, ջերմային, քիմիական, էլեկտրական էներգիա։ Էներգիայի ձևերից մեկը հայտնի է որպես ճառագայթային էներգիա: Ճառագայթային էներգիան արտանետում է ցանկացած շիկացած մարմին, ներառյալ արևը: Ցանկացած մարմին, որը լույս է արձակում, այսինքն՝ փայլում է, կոչվում է լույսի աղբյուր։ Փայլի ամենատարածված պատճառը բարձր ջերմաստիճանն է:

Որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան պայծառ մարմնի կողմից արձակված լույսը. Երբ երկաթի կտորը տաքացվում է մինչև 500°C, այն մնում է մուգ, ոչ լուսավոր մարմին: Հետագա 600-700 °-ից բարձր տաքացման դեպքում երկաթի մի կտոր դառնում է մուգ կարմիր՝ լույս արձակելով: 800-1000°-ում երկաթն արդեն փայլում է բաց կարմիր լույսով, 1000-1200° դեղին ջերմաստիճանում, իսկ մոտ 1500° ջերմաստիճանի դեպքում երկաթի մի կտոր սկսում է դեղնավուն լույս արձակել։ Սպիտակ լույս. Հրակայուն մարմինները, որոնք տաքացվում են մինչև 2000-2500 °, արդեն արձակում են շլացուցիչ սպիտակ լույս՝ տարբեր լուսային ճառագայթների հոսք, որոնք տարբեր ալիքի երկարությունների (տատանումների հաճախականություններ) էլեկտրամագնիսական տատանումներ են:

մշտական ճառագայթային էներգիայի աղբյուրարևն է. Տեսական հաշվարկները մեզ ստիպում են ենթադրել, որ արեգակի կենտրոնում ջերմաստիճանը ահռելի ճնշման տակ 20,000,000° է։ Արեգակի շուրջ ամբողջ տարածությունը լցված է լույսի էներգիայի հոսքով: Արեգակնային էներգիայի այս հոսքը 300000 կմ/վ արագությամբ կենտրոնից տարածվում է բոլոր ուղղություններով։

Շարունակական հոսքիցԱրեգակնային էներգիայի միայն երկու միլիարդերորդ մասը հասնում է մեր մոլորակին: Այս էներգիայի մի մասը արտացոլվում է մթնոլորտից երկրագունդըև մթնոլորտի կողմից ցրվում է բոլոր ուղղություններով, մի մասը գնում է օդը տաքացնելու և մինչև երկրի մակերեսըհասնում է կեսից պակաս:

Թեթև մշակմամբ և կարծրացումովՕգտագործվում են տարբեր աղբյուրներ՝ բնական՝ արև (հելիոթերապիա) և բոլոր տեսակի արհեստական՝ սնդիկ-քվարցային լամպեր, լուսավորող սարքեր և այլն (ֆոտոթերապիա)։

լույսի սպեկտրը

լույսի ճառագայթպրիզմայով անցնելով, քայքայվում է մի շարք գունավոր շերտերի։ Նյուտոնը ճառագայթի տարրալուծումից հետո էկրանի վրա ստացված գունային շերտերն անվանեց սպեկտր: Գունավոր շերտերը աստիճանաբար վերածվում են միմյանց: Տեսանելի մասՍպեկտրը ընդգրկում է 760 մյու (կարմիր) մինչև 400 tu (մանուշակագույն) ալիքի երկարություն ունեցող ճառագայթներ։

Ալիքի երկարությունկարմիր ճառագայթից մինչև մանուշակ աստիճանաբար նվազում է, իսկ տատանումների հաճախականությունը, ընդհակառակը, մեծանում է։ Ճառագայթների այս ամբողջ խումբը կոչվում է լույս կամ տեսանելի:

Ինֆրակարմիր և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներգտնվում է տեսանելի ճառագայթների երկու կողմերում՝ կարմիրի հետևում՝ ինֆրակարմիր, մանուշակագույնի հետևում՝ ուլտրամանուշակագույն։ Նրանք կոչվում են անտեսանելի, քանի որ դրանք չեն ընկալվում ցանցաթաղանթի կողմից:

ինֆրակարմիր ճառագայթներ- ամենաերկարը `760 tu-ից մինչև 0,3 մմ: Սպեկտրի ինֆրակարմիր մասի ձախ կողմում (0,3 մմ-ից մինչև 3 մմ երկարություն) ընկած են ավելի երկար ալիքի երկարություն ունեցող ռադիոճառագայթներ: Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներն ավելի կարճ են՝ 400-ից մինչև 180 մյու: Սպեկտրի ուլտրամանուշակագույն մասից այն կողմ կան ռենտգենյան ճառագայթներ, գամմա և նույնիսկ հետագա տիեզերական ճառագայթներ:

Սովորելիս ճառագայթներտարբեր ալիքների երկարությամբ, փորձնականորեն հաստատվեց, որ սպեկտրի ձախ մասի ճառագայթները, այսինքն՝ ինֆրակարմիր, կարմիր և նարնջագույն, ունեն մեծ ջերմային ազդեցություն. Սպեկտրի միջին մասի ճառագայթները, այսինքն՝ դեղինն ու կանաչը, հիմնականում օպտիկական են գործում, մինչդեռ կապույտը, մանուշակագույնը և ուլտրամանուշակագույնը (սպեկտրի աջ կողմում) ունեն հիմնականում քիմիական ազդեցություն։

Սովորաբար ամեն ինչ ճառագայթային էներգիայի տեսակներընրանք ունեն ջերմային և քիմիական գործողության ունակություն և TC, որակով նույնը, բայց քանակով տարբեր, հետևաբար սխալ է կարմիր և ինֆրակարմիր ճառագայթները անվանել ջերմային, իսկ կապույտ, մանուշակագույն և ուլտրամանուշակագույն՝ քիմիական, և սպեկտրը բաժանելով ջերմային, լույսը և քիմիական ճառագայթները սխալ կլինեն:

Շատ դեպքերում՝ ճառագայթներ ընկնում տարբեր մարմինների վրակլանում են դրանցով և վերածվում ջերմության։ Այսպիսով ստացված ջերմության քանակն ուղիղ համեմատական ​​կլինի ներծծվող ճառագայթների էներգիային։

Համապատասխանում է ինչ-որ մոնոխրոմատիկ ճառագայթման: Երանգները, ինչպիսիք են վարդագույնը, բեժը կամ մանուշակագույնը, առաջանում են միայն մի քանի մոնոխրոմատիկ ճառագայթներ տարբեր ալիքի երկարություններով խառնելով:

Տեսանելի ճառագայթումը մտնում է նաև «օպտիկական պատուհան»՝ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման սպեկտրի տարածք, որը գործնականում չի ներծծվում երկրի մթնոլորտի կողմից։ Մաքուր օդը շատ ավելի ուժեղ է ցրում կապույտ լույսը, քան ավելի երկար ալիքների երկարությամբ լույսը (դեպի սպեկտրի կարմիր կողմը), ուստի կեսօրվա երկինքը կապույտ է թվում:

Կենդանիների շատ տեսակներ կարողանում են տեսնել այնպիսի ճառագայթում, որը տեսանելի չէ մարդու աչքին, այսինքն՝ ներառված չէ տեսանելի տիրույթում։ Օրինակ, մեղուները և շատ այլ միջատներ լույս են տեսնում ուլտրամանուշակագույն տիրույթում, ինչը նրանց օգնում է ծաղիկների վրա նեկտար գտնել: Միջատների կողմից փոշոտված բույսերը ավելի լավ վիճակում են բազմացման առումով, եթե դրանք վառ են ուլտրամանուշակագույն սպեկտրում: Թռչունները կարող են նաև տեսնել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը (300-400 նմ), իսկ որոշ տեսակներ նույնիսկ իրենց փետրավորների վրա զուգընկերոջը գրավելու հետքեր ունեն, որոնք տեսանելի են միայն ուլտրամանուշակագույնով:

Հանրագիտարան YouTube

1 / 5

✪ Ինֆրակարմիր լույս՝ տեսանելիից այն կողմ

✪ Տեսանելի ճառագայթում

✪ կրկնակի բեկում(տեսանելի լույս)

✪ Տեսանելի և անտեսանելի մասին

✪ Լյումինեսցենտություն և ֆոսֆորեսցենտություն

սուբտիտրեր

Մարդկությունը միշտ ձգվել է դեպի գիշերային երկինք: Մենք աստղերից նկարներ ենք նկարել, հետևել մոլորակներին, Տեսել ենք նշաններ և կանխատեսումներ երկնային մարմիններում: Բայց տիեզերքում դեռ այնքան անհայտ բան կա: Հսկայական հեռավորությունները մեզ բաժանում են այն օբյեկտներից, որոնք կօգնեն մեզ գտնել ամենակարևոր հարցերի պատասխանները. Ինչպե՞ս են ձևավորվել գալակտիկաները: Ինչպե՞ս են հայտնվել աստղերն ու մոլորակները: Կա՞ն կյանքի համար հարմար պայմաններ այլ մոլորակների վրա: Մեր տեսությունները մշակելու և փորձարկելու համար մենք պետք է իմանանք, թե ինչ է կատարվում տիեզերքում: Հետեւաբար, մենք ստեղծում ենք սարքեր, որոնք օգնում են մեզ ավելի շատ տեսնել: Նրանք գնալով մեծանում են: Ամեն ինչ ավելի հզոր է: Ամեն ինչ ավելի կատարյալ է։ Ժամանակի ընթացքում աստղագետները դադարեցին ապավինել միայն անզեն աչքով տեսանելի լույսին: Երբ նայում ես քեզ շրջապատող աշխարհին, տեսնում ես այսպես կոչված «տեսանելի լույսը»։ Բայց տեսանելի լույսը ճառագայթման միայն մեկ ձև է: Տիեզերքում կան բազմաթիվ տարբեր տեսակի ճառագայթներ: Այն ամենուր է։ Մեր մարմինը սովորել է ընկալել տեսանելի լույսը աչքերի միջոցով: Բայց այն նաև սովորել է զգալ մեկ այլ տեսակի ճառագայթում, որը կոչվում է ինֆրակարմիր լույս: Մեր մարմինը դա զգում է որպես ջերմություն: Այս ինֆրակարմիր ճառագայթումը հայտնաբերել է աստղագետ Ֆրեդերիկ Ուիլյամ Հերշելը։ Հերշելը գիտեր, որ պրիզմայով կարելի է սպիտակ լույսը տարբեր գույների բաժանել։ Նա ուզում էր իմանալ, թե արդյոք տարբեր գույները տարբեր ջերմաստիճաններ ունեն: Եվ պարզվեց, որ նրանք ունեն! Բայց հետո Հերշելը չափեց կարմիրի կողքին գտնվող դատարկ տարածության ջերմաստիճանը։ Լույս չէր երևում, բայց ջերմաստիճանը բարձրացավ։ Այսպիսով, Հերշելը հայտնաբերեց անտեսանելի ինֆրակարմիր ճառագայթում: Այժմ մարդկությունը գիտի, որ կան աչքի համար անտեսանելի ճառագայթման տեսակներ։ Նրանք կարող են լինել ցանկացած վայրում: Մեր շուրջբոլորը. Քանի՞սն են։ Ինչո՞ւ են դրանք գոյություն ունենում: Ի՞նչ են թաքցնում։ Իհարկե պետք էր պարզել։ Այն էներգիան, որը տարածվում է տիեզերքով ալիքների տեսքով, կոչվում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթում: Ուսումնասիրությունների ողջ շրջանակը` գամմա ճառագայթներից մինչև բարձր էներգիացածր էներգիայի ռադիոալիքներին կոչվում է էլեկտրամագնիսական սպեկտր: Մեր աչքերը տեսնում են միայն տեսանելի լույս, բայց մենք կարող ենք ստեղծել այնպիսի սարքեր, ինչպիսիք են ինֆրակարմիր տեսախցիկները, որպեսզի տեսնեն լույսի այլ տեսակներ: Տեխնածին այս «աչքերը» տեսնում են մեզ համար անտեսանելի լույսը և այն վերածում մեր աչքին հասկանալի պատկերի։ Օբյեկտները կարող են արձակել տարբեր տեսակի ճառագայթներ: Դիտարկելով իրի ամբողջ սպեկտրը, մենք կարող ենք տեսնել իրի իրական պատկերը: Երբ մենք նման սարքերը ուղղում ենք դեպի երկինք, դրանք մեզ բացահայտում են տիեզերքն իր ողջ փառքով: Երբ մենք նայում ենք գիշերային երկնքին, մենք տեսնում ենք աստղեր և մոլորակներ, գալակտիկաներ և միգամածություններ միայն տեսանելի լույսի ներքո: Բայց եթե ինֆրակարմիր լույսը հնարավոր լիներ նկատել, երկինքը բոլորովին այլ տեսք կունենար։ Նախ, ինֆրակարմիր լույսի երկար ալիքները կարող են անցնել գազի և փոշու ամպերի միջով: Տեսանելի լույսի ավելի կարճ ալիքների երկարությունները արգելափակվում են կամ ցրվում, երբ անցնում են նման մասնիկների կլաստերներով: Պարզվում է, որ դիտելով ինֆրակարմիր լույսը, մենք կարող ենք տեսնել այնպիսի առարկաներ, որոնք ջերմություն են արձակում նույնիսկ գազի և փոշու ամպերի միջով։ Այս նորաստեղծ աստղի նման։ Օբյեկտները, որոնք ինքնուրույն տեսանելի լույս չեն արձակում, ինչպես մոլորակները, կարող են այնքան տաք լինել, որ ինֆրակարմիր լույս արձակեն, ինչը թույլ է տալիս մեզ տեսնել դրանք: Եվ դիտելով աստղի ինֆրակարմիր լույսը, որն անցնում է մթնոլորտով, մենք կարող ենք ուսումնասիրել մոլորակի քիմիական բաղադրությունը։ Իրենց ձևավորման ընթացքում հեռավոր մոլորակների թողած փոշու պոչը նույնպես արձակում է ինֆրակարմիր լույս՝ օգնելով մեզ հասկանալ, թե ինչպես են ծնվում նոր մոլորակները: Այսպիսով, ինֆրակարմիր լույսն օգնում է մեզ տեսնել մոտակայքում գտնվող առարկաները: Բայց բացի դրանից, նա կարող է պատմել մեզ այն մասին, թե ինչպես անմիջապես հետո հայտնվեցին Տիեզերքի առաջին օբյեկտները մեծ պայթյուն. Պատկերացրեք, որ դուք նամակ եք ուղարկում Երկիր միլիարդավոր լուսային տարիներ հեռավորության վրա գտնվող գալակտիկայից: Դա աներևակայելի երկար ժամանակ կպահանջի: Եվ երբ այն վերջապես հասնի, ով կարդա, կիմանա միլիարդավոր տարիների պատմություն: Երիտասարդ Տիեզերքում ձևավորված հենց առաջին աստղերի լույսն իրեն ճիշտ նույն կերպ է պահում։ Նա հեռանում է աստղերից շատ տարիներ առաջ և ճանապարհորդում տիեզերքով՝ հաղթահարելով գալակտիկաների միջև հսկայական հեռավորությունները: Եթե ​​մենք կարողանայինք տեսնել նրան, մենք կտեսնեինք նման գալակտիկաներինչպես նրանք էին վաղ տիեզերքում: Պարզվում է, որ մենք կարող էինք տեսնել անցյալը: Բայց, ցավոք, մենք դա չենք կարող տեսնել։ Ինչո՞ւ։ Քանի որ տիեզերքը ընդլայնվում է: Երբ լույսը տարածվում է տարածության միջով, այն ձգվում է այս ընդլայնմամբ: Առաջին աստղերը փայլում էին հիմնականում տեսանելի և ուլտրամանուշակագույն սպեկտրներում, սակայն ձգվելը փոխեց լույսի ալիքի երկարությունը՝ այն վերածելով ինֆրակարմիրի։ Այս էֆեկտը կոչվում է «կարմիր տեղաշարժ»: Մեզ հասնող հեռավոր աստղերի լույսը տեսնելու միակ միջոցը շատ աղոտ ինֆրակարմիր լույս փնտրելն է: Հավաքելով այն՝ մենք կարող ենք վերստեղծել տիեզերքում հայտնված առաջին գալակտիկաների պատկերները: Դիտելով առաջին աստղերի և գալակտիկաների ծնունդը՝ մենք խորացնում ենք մեր գիտելիքներն այն մասին, թե ինչպես է ձևավորվել մեր տիեզերքը: Ինչպես Տիեզերքն անցավ առաջին շողշողացող աստղերից մինչև միլիարդավոր աստղեր, որոնք մենք այսօր տեսնում ենք: Ի՞նչ ենք մենք սովորում գալակտիկաների աճի և զարգացման մասին: Ինչպե՞ս է վաղ տիեզերքի քաոսը ձեռք բերել կարգ և կառուցվածք: ՆԱՍԱ-ն ներկայումս կառուցում է նոր Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակը: Ունենալով ինֆրակարմիր հավաքող հսկայական հայելի և լուսնից հեռու գտնվող ուղեծրով Ուեբը մեզ թույլ կտա տեսնել տիեզերքն այնպես, ինչպես նախկինում չենք տեսել: Ուեբը ջրի նշաններ կփնտրի այլ աստղերի շուրջ պտտվող մոլորակների վրա: Լուսանկարելու ենք մեր տիեզերքի մանկության մասին: Նա կտեսնի աստղեր և մոլորակային համակարգեր՝ թաքնված փոշու կոկոններում: Կկարողանանք գտնել Տիեզերքի ամենակարևոր հարցերի պատասխանները, և, հավանաբար, նույնիսկ նրանց, որոնք դեռ ժամանակ չենք ունեցել հարցնել: Պատասխաններ, որոնք թաքնվում են մեզանից ինֆրակարմիր լույսի տեսքով: Մեզ մնում է միայն նայել: [Ինֆրակարմիր լույս. տեսանելիից այն կողմ] [Ինչպես է աշխատում Ջեյմս Ուեբ աստղադիտակը] Թարգմանությունը և ենթագրերը՝ astronomyday.ru

Պատմություն

Տեսանելի ճառագայթման սպեկտրի առաջացման պատճառների առաջին բացատրությունները տվել են Իսահակ Նյուտոնը «Օպտիկա» գրքում, իսկ Յոհան Գյոթեն՝ «Գույների տեսություն» աշխատությունում, բայց նույնիսկ նրանցից առաջ Ռոջեր Բեկոնը դիտարկել է օպտիկական սպեկտրը մի բաժակ ջուր. Միայն չորս դար անց Նյուտոնը հայտնաբերեց լույսի ցրվածությունը պրիզմաներում։

Նյուտոնն առաջինն է օգտագործել սպեկտր բառը (լատ. սպեկտր՝ տեսողություն, տեսք) տպագրության մեջ 1671 թվականին՝ նկարագրելով իր օպտիկական փորձերը։ Նա հայտնաբերեց, որ երբ լույսի ճառագայթը դիպչում է ապակե պրիզմայի մակերեսին՝ մակերեսի հետ անկյան տակ, լույսի մի մասը արտացոլվում է, իսկ մի մասն անցնում է ապակու միջով՝ ձևավորելով տարբեր գույների ժապավեններ։ Գիտնականը ենթադրել է, որ լույսը բաղկացած է տարբեր գույների մասնիկների (մարմինների) հոսքից, և որ տարբեր գույների մասնիկները շարժվում են թափանցիկ միջավայրում տարբեր արագություններով: Ըստ նրա ենթադրության՝ կարմիր լույսն ավելի արագ էր անցնում, քան մանուշակագույնը, և, հետևաբար, կարմիր ճառագայթը պրիզմայի վրա այնքան չի շեղվել, որքան մանուշակը։ Դրա պատճառով առաջացավ գույների տեսանելի սպեկտր:

Նյուտոնը լույսը բաժանեց յոթ գույների՝ կարմիր, նարնջագույն, դեղին, կանաչ, կապույտ, ինդիգո և մանուշակագույն: Յոթ թիվը նա ընտրել է այն համոզմունքից (վերցված հին հունական սոփեստներից), որ կապ կա գույների, երաժշտական ​​նոտաների, Արեգակնային համակարգի առարկաների և շաբաթվա օրերի միջև։ Մարդու աչքը համեմատաբար թույլ զգայուն է ինդիգո հաճախականությունների նկատմամբ, ուստի որոշ մարդիկ չեն կարողանում այն ​​տարբերել կապույտից կամ մանուշակագույնից: Հետևաբար, Նյուտոնից հետո հաճախ առաջարկվում էր ինդիգոն համարել ոչ թե անկախ գույն, այլ միայն մանուշակագույն կամ կապույտ երանգ (սակայն այն դեռևս ներառված է սպեկտրի մեջ արևմտյան ավանդույթում): Ռուսական ավանդույթում ինդիգոն համապատասխանում է կապույտին։

Գույն	Ալիքի երկարության միջակայք, նմ	Հաճախականության միջակայք, THz	Ֆոտոնի էներգիայի միջակայք, eV
Մանուշակ	≤450	≥667	≥2,75
Կապույտ	450-480	625-667	2,58-2,75
Կապույտ կանաչ	480-510	588-625	2,43-2,58
Կանաչ	510-550	545-588	2,25-2,43
դեղին կանաչ	550-570	526-545	2,17-2,25
Դեղին	570-590	508-526	2,10-2,17
Նարնջագույն	590-630	476-508	1,97-2,10
Կարմիր	≥630	≤476	≤1,97

Աղյուսակում նշված միջակայքերի սահմանները պայմանական են, բայց իրականում գույները սահուն կերպով անցնում են միմյանց, և դիտորդի համար տեսանելի նրանց միջև սահմանների գտնվելու վայրը մեծապես կախված է դիտարկման պայմաններից:

Էլեկտրամագնիսական սպեկտրը պայմանականորեն բաժանված է միջակայքերի. Նրանց դիտարկման արդյունքում դուք պետք է իմանաք հետեւյալը.

• Էլեկտրամագնիսական ալիքների տիրույթների անվանումը.
• Այն հերթականությունը, որով նրանք հետևում են.
• Շրջանի սահմանները ալիքի երկարություններում կամ հաճախականություններում:
• Ինչն է առաջացնում այս կամ այն ​​տիրույթի ալիքների կլանումը կամ արտանետումը:
• Էլեկտրամագնիսական ալիքների յուրաքանչյուր տեսակի օգտագործումը:
• Տարբեր էլեկտրամագնիսական ալիքների (բնական և արհեստական) ճառագայթման աղբյուրներ։
• Ամեն տեսակի ալիքների վտանգ.
• Օբյեկտների օրինակներ, որոնք ունեն համապատասխան տիրույթի ալիքի երկարության հետ համեմատելի չափսեր:
• Սև մարմնի ճառագայթման հայեցակարգը.
• Արևային ճառագայթման և մթնոլորտային թափանցիկության պատուհաններ.

Էլեկտրամագնիսական ալիքների միջակայքերը

միկրոալիքային վառարանի միջակայք

Միկրոալիքային ճառագայթումը օգտագործվում է միկրոալիքային վառարաններում, բջջային կապի, ռադարներում (ռադարներում) սնունդը տաքացնելու համար, մինչև 300 ԳՀց հաճախականությունը հեշտությամբ անցնում է մթնոլորտով, հետևաբար այն հարմար է արբանյակային կապի համար: Այս տիրույթում գործում են ռադիոմետրեր՝ մթնոլորտի տարբեր շերտերի ջերմաստիճանը որոշելու և հեռահար զննման համար, ինչպես նաև ռադիոաստղադիտակներ։ Այս միջակայքը EPR սպեկտրոսկոպիայի և մոլեկուլների պտտվող սպեկտրների առանցքայիններից մեկն է: Աչքերի երկարատև ազդեցությունն առաջացնում է կատարակտ: Բջջային հեռախոսներբացասաբար է ազդում ուղեղի վրա.

Միկրոալիքային ալիքների բնորոշ առանձնահատկությունն այն է, որ դրանց ալիքի երկարությունը համեմատելի է ապարատի չափին: Հետեւաբար, այս տիրույթում սարքերը նախագծված են բաշխված տարրերի հիման վրա: Էներգիայի փոխանցման համար օգտագործվում են ալիքատարներ և գծագծեր, իսկ որպես ռեզոնանսային տարրեր՝ խոռոչի ռեզոնատորներ կամ ռեզոնանսային գծեր։ ՄՎտ ալիքների տեխնածին աղբյուրներն են կլիստրոնները, մագնետրոնները, շրջող ալիքային խողովակները (TWTs), Gunn դիոդները և ավալանշի տրանզիտ դիոդները (ATD): Բացի այդ, կան մասերներ, լազերների անալոգներ երկար ալիքների միջակայքում:

Միկրոալիքային ալիքները արտանետվում են աստղերի կողմից:

Միկրոալիքային տիրույթում է, այսպես կոչված, տիեզերական ֆոնային միկրոալիքային ճառագայթումը (տիեզերական ֆոնային ճառագայթում), որն իր սպեկտրալ բնութագրերլիովին համապատասխանում է ամբողջովին սև մարմնի ճառագայթմանը, որի ջերմաստիճանը կազմում է 2,72K: Նրա ինտենսիվության առավելագույնը ընկնում է 160 ԳՀց (1,9 մմ) հաճախականությամբ (տես ստորև նկարը): Այս ճառագայթման և դրա պարամետրերի առկայությունը փաստարկներից մեկն է Մեծ պայթյունի տեսության օգտին, որը ներկայումս ժամանակակից տիեզերագիտության հիմքն է։ Վերջինը, ըստ այդ չափումների և, մասնավորապես, դիտարկումների, տեղի է ունեցել 13,6 միլիարդ տարի առաջ։

300 ԳՀց-ից բարձր (1 մմ-ից ավելի կարճ) էլեկտրամագնիսական ալիքները շատ ուժեղ կլանում են Երկրի մթնոլորտը: Մթնոլորտը սկսում է թափանցիկ լինել IR և տեսանելի տիրույթներում:

Գույն	Ալիքի երկարության միջակայք, նմ	Հաճախականության միջակայք, THz	Ֆոտոնի էներգիայի միջակայք, eV
Մանուշակ	380-440	680-790	2,82-3,26
Կապույտ	440-485	620-680	2,56-2,82
Կապույտ	485-500	600-620	2,48-2,56
Կանաչ	500-565	530-600	2,19-2,48
Դեղին	565-590	510-530	2,10-2,19
Նարնջագույն	590-625	480-510	1,98-2,10
Կարմիր	625-740	400-480	1,68-1,98

Տեսանելի տիրույթում արտանետվող լազերների և աղբյուրների շարքում կարելի է նշել հետևյալը. տիրույթում և հիմնված է կապույտ տիրույթի GaN-ի վրա, տիտանի-սափֆիր լազեր, He-Ne լազեր, արգոն և կրիպտոն իոն լազերներ, պղնձի գոլորշի լազերներ, ներկող լազերներ, հաճախականության կրկնապատկմամբ կամ հաճախականության գումարում ունեցող լազերներ ոչ գծային միջավայրերում, Raman լազերներ: (https://www.rp-photonics.com/visible_lasers.html?s=ak):

Երկար ժամանակ սպեկտրի կապույտ-կանաչ հատվածում կոմպակտ լազերներ ստեղծելու խնդիր կար։ Գոյություն ունեին գազի լազերներ, ինչպիսիք են արգոն իոնային լազերը (1964 թվականից), որն ունի երկու հիմնական սերնդային գիծ սպեկտրի կապույտ և կանաչ մասերում (488 և 514 նմ), կամ հելիում-կադմիումային լազեր։ Այնուամենայնիվ, դրանք պիտանի չէին բազմաթիվ կիրառությունների համար՝ իրենց ծավալունության և սահմանափակ թվով սերնդի գծերի պատճառով: Տեխնոլոգիական ահռելի դժվարությունների պատճառով հնարավոր չեղավ ստեղծել լայն շերտով կիսահաղորդչային լազերներ։ Այնուամենայնիվ, ի վերջո զարգացավ արդյունավետ մեթոդներկրկնապատկելով և եռապատկելով պինդ վիճակի լազերների հաճախականությունը IR և օպտիկական տիրույթում ոչ գծային բյուրեղներում, կիսահաղորդչային լազերներ, որոնք հիմնված են կրկնակի GaN միացությունների վրա և լազերներ՝ պոմպի հաճախականության բարձրացմամբ (վերափոխման լազերներ):

Կապույտ-կանաչ տարածքում լույսի աղբյուրները թույլ են տալիս բարձրացնել ձայնագրման խտությունը CD-ROM-ում, ռեպրոգրաֆիկայի որակը, որն անհրաժեշտ է ամբողջական գունավոր պրոյեկտորներ ստեղծելու, սուզանավերի հետ շփվելու, թեթևանալու համար: ծովի հատակը, առանձին ատոմների և իոնների լազերային սառեցման, գոլորշիների նստվածքի մոնիտորինգի համար, հոսքային ցիտոմետրիայում։ (վերցված է «Կոմպակտ կապույտ-կանաչ լազերներից»՝ W. P. Risk et al):

Գրականություն:

Ուլտրամանուշակագույն տիրույթ

Ենթադրվում է, որ ուլտրամանուշակագույն տիրույթը զբաղեցնում է տարածքը 10-ից 380 նմ: Թեև նրա սահմանները հստակորեն սահմանված չեն, հատկապես կարճ ալիքների տարածաշրջանում: Այն բաժանված է ենթատիրույթների և այս բաժանումը նույնպես միանշանակ չէ, քանի որ տարբեր աղբյուրներում այն ​​կապված է տարբեր ֆիզիկական և կենսաբանական գործընթացների հետ։

Այսպիսով, «Առողջության ֆիզիկայի ընկերության» կայքում ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների տիրույթը սահմանվում է 40 - 400 նմ սահմաններում և բաժանված է հինգ ենթատիրույթի. (220-290 նմ), UVB (290-320 նմ) ​​և UVA (320-400 նմ) ​​(սև լույս): Ուլտրամանուշակագույն «Ուլտրամանուշակագույն» Վիքիպեդիայի հոդվածի անգլերեն տարբերակում 40 - 400 նմ միջակայքը հատկացվում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմանը, սակայն տեքստի աղյուսակում այն ​​բաժանված է համընկնող ենթատիրույթների՝ սկսած 10 նմ-ից: Վիքիպեդիայի «Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում» ռուսալեզու տարբերակում ի սկզբանե ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տիրույթի սահմանները սահմանված են 10 - 400 նմ սահմաններում։ Բացի այդ, Վիքիպեդիան UVC, UVB և UVA տիրույթների համար ցույց է տալիս 100 - 280, 280 - 315, 315 - 400 նմ տարածքները:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, չնայած կենսաբանական օբյեկտների վրա փոքր քանակությամբ իր բարերար ազդեցությանը, միևնույն ժամանակ ամենավտանգավորն է այլ տիրույթների մյուս բնական տարածված ճառագայթներից:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման հիմնական բնական աղբյուրը Արևն է։ Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր ճառագայթներն են հասնում Երկիր, քանի որ այն կլանվում է օզոնի շերտստրատոսֆերան և 200 նմ-ից ավելի կարճ տարածաշրջանում շատ ուժեղ մթնոլորտային թթվածին է:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը գրեթե ամբողջությամբ կլանում է մթնոլորտը և չի հասնում երկրի մակերեսին: Այս տեսականին օգտագործվում է մանրէասպան լամպերի կողմից: Գերազդեցությունը հանգեցնում է եղջերաթաղանթի վնասման և ձյան կուրության, ինչպես նաև դեմքի ծանր այրվածքների:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ամենավտանգավոր մասն է, քանի որ այն բավականաչափ էներգիա ունի ԴՆԹ-ն վնասելու համար: Այն ամբողջությամբ չի կլանվում մթնոլորտով (մոտ 2% անցնում է)։ Այս ճառագայթումն անհրաժեշտ է վիտամին D-ի արտադրության (սինթեզի) համար, սակայն վնասակար ազդեցությունը կարող է առաջացնել այրվածքներ, կատարակտ և մաշկի քաղցկեղ։ Ճառագայթման այս հատվածը կլանում է մթնոլորտային օզոնը, որի նվազումը անհանգստության տեղիք է տալիս։

UVA-ն գրեթե ամբողջությամբ հասնում է Երկիր (99%): Այն պատասխանատու է արեւայրուկի համար, սակայն ավելցուկը հանգեցնում է այրվածքների։ Ինչպես UVB-ն, այն անհրաժեշտ է վիտամին D-ի սինթեզի համար: Ավելորդ ազդեցությունը հանգեցնում է ճնշման իմմունային համակարգ, մաշկի կարծրություն և կատարակտի ձևավորում։ Այս միջակայքի ճառագայթումը կոչվում է նաև սև լույս: Թրթուրներն ու թռչունները կարողանում են տեսնել այս լույսը։

Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս, օրինակ, օզոնի կոնցենտրացիայի կախվածությունը հյուսիսային լայնություններում բարձրությունից (դեղին կոր) և արևի ուլտրամանուշակագույնը օզոնով արգելափակելու մակարդակից: UVC-ն ամբողջությամբ կլանվում է մինչև 35 կմ բարձրություններ: Միևնույն ժամանակ UVA-ն գրեթե ամբողջությամբ հասնում է Երկրի մակերեսին, սակայն այդ ճառագայթումը գործնականում ոչ մի վտանգ չի ներկայացնում։ Օզոնը թակարդում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մեծ մասը, բայց մի մասը հասնում է Երկիր: Օզոնային շերտի քայքայման դեպքում դրա մեծ մասը կճառագայթի մակերեսը և կհանգեցնի կենդանի էակների գենետիկական վնասների:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տիրույթում էլեկտրամագնիսական ալիքների օգտագործման համառոտ ցանկը:

• Բարձրորակ ֆոտոլիտոգրաֆիա էլեկտրոնային սարքերի արտադրության համար, ինչպիսիք են միկրոպրոցեսորները և հիշողության չիպերը:
• Օպտիկամանրաթելային տարրերի, մասնավորապես Bragg ցանցերի արտադրության մեջ:
• Արտադրանքի, ջրի, օդի, առարկաների մանրէներից ախտահանում (UVC):
• Սև լույսը (UVA) դատաբժշկության մեջ, արվեստի գործերի փորձաքննության, թղթադրամների իսկության հաստատման մեջ (ֆլյուորեսցենտային ֆենոմեն).
• Արհեստական ​​արևայրուք.
• Լազերային փորագրություն.
• Մաշկաբանություն.
• Ստոմատոլոգիա (լցոնումների ֆոտոպոլիմերացում).

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տեխնածին աղբյուրներն են.

Ոչ միագույն.Տարբեր ճնշման և դիզայնի սնդիկի արտանետման լամպեր:

Մոնոխրոմատիկ:

1. Լազերային դիոդներ, որոնք հիմնականում հիմնված են GaN-ի վրա (ցածր հզորություն), որոնք արտադրում են մոտ ուլտրամանուշակագույն տիրույթում;
2. Էքսիմերային լազերները ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման շատ հզոր աղբյուրներ են: Նրանք արձակում են նանվայրկյան (պիկովայրկյան և միկրովայրկյան) իմպուլսներ, որոնց միջին հզորությունը տատանվում է մի քանի Վտ-ից մինչև հարյուրավոր Վտ: Տիպիկ ալիքի երկարությունները գտնվում են 157 նմ (F2) մինչև 351 նմ (XeF) միջև։
3. Որոշ պինդ վիճակի լազերներ՝ հագեցած ցերիումով, օրինակ՝ Ce3+:LiCAF կամ Ce3+:LiLuF4, որոնք իմպուլսացվում են նանվայրկյանական իմպուլսներով;
4. Որոշ մանրաթելային լազերներ, ինչպիսիք են նեոդիմով լազերները;
5. Որոշ ներկ լազերներ կարող են արձակել ուլտրամանուշակագույն լույս;
6. Իոնային արգոն լազեր, որը, չնայած այն հանգամանքին, որ հիմնական գծերը գտնվում են օպտիկական տիրույթում, կարող է առաջացնել շարունակական ճառագայթում 334 և 351 նմ ալիքի երկարությամբ, բայց ավելի ցածր հզորությամբ.
7. 337 նմ ալիքի երկարությամբ արձակող ազոտի լազեր: Շատ պարզ և էժան լազեր, որն աշխատում է իմպուլսային ռեժիմում՝ նանվայրկյան իմպուլսի տևողությամբ և մի քանի մեգավատտ հզորությամբ։
8. Nd:YAG լազերի եռակի հաճախականություններ ոչ գծային բյուրեղներում;

Գրականություն:

1. Վիքիպեդիա «Ուլտրամանուշակագույն».

Մենք հաճախ խոսում ենք այնպիսի հասկացության մասին, ինչպիսիք են լույսը, լույսի աղբյուրները, պատկերների և առարկաների գույնը, բայց մենք այնքան էլ չենք հասկանում, թե ինչ է լույսը և ինչ գույն է: Ժամանակն է զբաղվել այս հարցերով և ներկայացուցչությունից անցնել փոխըմբռնման:

Մենք շրջապատված ենք

Անկախ նրանից, թե մենք դա գիտակցում ենք, թե ոչ, մենք մշտական ​​փոխազդեցության մեջ ենք արտաքին աշխարհի հետ և վերցնում ենք դրա ազդեցությունը տարբեր գործոններայս աշխարհի. Մենք տեսնում ենք մեզ շրջապատող տարածությունը, անընդհատ լսում ենք տարբեր աղբյուրներից հնչյուններ, զգում ենք ջերմություն և ցուրտ, չենք նկատում, որ գտնվում ենք բնական ֆոնային ճառագայթման ազդեցության տակ և անընդհատ գտնվում ենք ճառագայթման գոտում, որը գալիս է հսկայական քանակից։ հեռաչափության, ռադիոյի և հեռահաղորդակցության ազդանշանների աղբյուրների մասին: Մեզ շրջապատող գրեթե ամեն ինչ էլեկտրամագնիսական ճառագայթ է արձակում։ Էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը էլեկտրամագնիսական ալիքներ են, որոնք առաջանում են տարբեր ճառագայթող օբյեկտների՝ լիցքավորված մասնիկների, ատոմների, մոլեկուլների կողմից: Ալիքները բնութագրվում են կրկնության հաճախականությամբ, երկարությամբ, ինտենսիվությամբ և մի շարք այլ բնութագրերով։ Ահա ընդամենը ներածական օրինակ. Այրվող կրակից առաջացող ջերմությունը էլեկտրամագնիսական ալիք է, ավելի ճիշտ՝ ինֆրակարմիր ճառագայթում, և շատ բարձր ինտենսիվությամբ, մենք չենք տեսնում, բայց կարող ենք զգալ։ Բժիշկները ռենտգեն արեցին՝ ճառագայթված էլեկտրամագնիսական ալիքներով՝ բարձր թափանցող հզորությամբ, բայց մենք այդ ալիքները չզգանք և չտեսանք։ Ինչ էլեկտրաէներգիաև բոլոր սարքերը, որոնք գործում են դրա ազդեցության տակ, էլեկտրամագնիսական ճառագայթման աղբյուրներ են, իհարկե, բոլորդ գիտեք: Բայց այս հոդվածում ես ձեզ չեմ պատմի էլեկտրամագնիսական ճառագայթման տեսությունը և դրա մասին ֆիզիկական բնույթԵս կփորձեմ ավելին, քան ինձ պարզ լեզուբացատրել, թե ինչ է տեսանելի լույսը և ինչպես է ձևավորվում այն ​​առարկաների գույնը, որը մենք տեսնում ենք: Ես սկսեցի խոսել էլեկտրամագնիսական ալիքների մասին, որպեսզի ձեզ ասեմ ամենակարևորը. Լույսը էլեկտրամագնիսական ալիք է, որն արտանետվում է նյութի տաքացած կամ գրգռված վիճակում: Նման նյութի դերը կարող է խաղալ արևը, շիկացած լամպը, LED լապտերը, կրակի բոցը, տարբեր տեսակի քիմիական ռեակցիաներ. Օրինակները կարող են լինել բավականին շատ, դուք ինքներդ կարող եք դրանք շատ բան բերել ավելինքան ես գրել եմ։ Պետք է պարզաբանել, որ լույս տերմինով հասկանում ենք տեսանելի լույս։ Վերոհիշյալ բոլորը կարելի է ներկայացնել նման նկարի տեսքով (Նկար 1):

Նկար 1 - Տեսանելի ճառագայթման տեղը էլեկտրամագնիսական ճառագայթման այլ տեսակների մեջ:

Նկար 1 տեսանելի ճառագայթումներկայացված է սանդղակի տեսքով, որը բաղկացած է տարբեր գույների «խառնուրդից»։ Ինչպես դուք կարող եք կռահել, սա միջակայք. Ալիքային գիծ (սինուսոիդային կոր) անցնում է ամբողջ սպեկտրի միջով (ձախից աջ) - սա էլեկտրամագնիսական ալիք է, որն արտացոլում է լույսի էությունը որպես էլեկտրամագնիսական ճառագայթում: Կոպիտ ասած՝ ցանկացած ճառագայթում ալիք է։ Ռենտգենյան ճառագայթներ, իոնացնող, ռադիոհաղորդումներ (ռադիոընդունիչներ, հեռուստատեսային հաղորդակցություն) - կարևոր չէ, դրանք բոլորն էլ էլեկտրամագնիսական ալիքներ են, միայն ճառագայթման յուրաքանչյուր տեսակ ունի այդ ալիքների տարբեր ալիքի երկարությունը: Սինուսոիդային կորը պարզապես ճառագայթվող էներգիայի գրաֆիկական ներկայացումն է, որը փոխվում է ժամանակի ընթացքում: Սա ճառագայթվող էներգիայի մաթեմատիկական նկարագրությունն է։ Նկար 1-ում կարող եք նաև նկատել, որ պատկերված ալիքը կարծես թե փոքր-ինչ սեղմված է ձախ անկյունում և ընդարձակվում է աջում: Սա հուշում է, որ այն տարբեր տարածքներում ունի տարբեր երկարություն: Ալիքի երկարությունը նրա երկու հարակից գագաթների միջև եղած հեռավորությունն է: Տեսանելի ճառագայթումը (տեսանելի լույսը) ունի ալիքի երկարություն, որը տատանվում է 380-ից մինչև 780 նմ (նանոմետր): Տեսանելի լույսը ընդամենը մեկ շատ երկար էլեկտրամագնիսական ալիքի կապն է:

Լույսից մինչև գույն և ետ

Դպրոցից գիտեք, որ եթե արևի ճառագայթի ճանապարհին դնեք ապակե պրիզմա, ապա լույսի մեծ մասը կանցնի ապակու միջով, և դուք կարող եք տեսնել պրիզմայի մյուս կողմում գտնվող բազմագույն շերտերը: Այսինքն՝ սկզբում եղել է արևի լույս՝ սպիտակ գույնի ճառագայթ, իսկ պրիզմայով անցնելուց հետո այն բաժանվել է 7 նոր գույների։ Սա հուշում է, որ սպիտակ լույսը կազմված է այս յոթ գույներից: Հիշեք, ես հենց նոր ասացի, որ տեսանելի լույսը (տեսանելի ճառագայթումը) էլեկտրամագնիսական ալիք է, և այսպես, այդ բազմագույն շերտերը, որոնք պարզվել են անցնելուց հետո: արևի ճառագայթպրիզմայի միջով - կան առանձին էլեկտրամագնիսական ալիքներ: Այսինքն՝ ստացվում է 7 նոր էլեկտրամագնիսական ալիք։ Նայեք նկար 2-ին:

Նկար 2 - Արևի ճառագայթի անցումը պրիզմայով:

Յուրաքանչյուր ալիք ունի իր երկարությունը: Տեսեք, հարևան ալիքների գագաթները չեն համընկնում միմյանց հետ. քանի որ կարմիր գույնը (կարմիր ալիքը) ունի մոտ 625-740 նմ երկարություն, նարնջագույնը (նարնջագույն ալիքը) ունի մոտ 590-625 նմ երկարություն, իսկ կապույտը: գույնը (կապույտ ալիքը) ունի 435-500նմ երկարություն, մնացած 4 ալիքների համար թվեր չեմ տա, կարծում եմ դուք հասկանում եք էությունը: Յուրաքանչյուր ալիք արտանետվող լույսի էներգիա է, այսինքն՝ կարմիր ալիքը արձակում է կարմիր լույս, նարնջագույն ալիքը՝ նարնջագույն, կանաչ ալիքը՝ կանաչ և այլն։ Երբ բոլոր յոթ ալիքներն արտանետվում են միաժամանակ, մենք տեսնում ենք գույների սպեկտր: Եթե ​​մաթեմատիկորեն գումարենք այս ալիքների գրաֆիկները, ապա կստանանք տեսանելի լույսի էլեկտրամագնիսական ալիքի սկզբնական գրաֆիկը. մենք ստանում ենք սպիտակ լույս: Այսպիսով, կարելի է ասել, որ միջակայքտեսանելի լույսի էլեկտրամագնիսական ալիք գումարտարբեր երկարությունների ալիքներ, որոնք միմյանց վրա դնելով տալիս են սկզբնական էլեկտրամագնիսական ալիքը։ Սպեկտրը «ցույց է տալիս, թե ինչից է բաղկացած ալիքը»։ Դե, պարզ ասած, տեսանելի լույսի սպեկտրը գույների խառնուրդ է, որոնք կազմում են սպիտակ լույսը (գույնը): Ասեմ, որ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման այլ տեսակներ (իոնացնող, ռենտգեն, ինֆրակարմիր, ուլտրամանուշակագույն և այլն) նույնպես ունեն իրենց սպեկտրները։

Ցանկացած ճառագայթում կարող է ներկայացվել որպես սպեկտր, թեև դրա բաղադրության մեջ նման գունավոր գծեր չեն լինի, քանի որ մարդն ի վիճակի չէ տեսնել ճառագայթման այլ տեսակներ: Տեսանելի ճառագայթումը ճառագայթման միակ տեսակն է, որը մարդը կարող է տեսնել, այդ իսկ պատճառով այդ ճառագայթումը կոչվում է տեսանելի։ Այնուամենայնիվ, որոշակի ալիքի երկարության էներգիան ինքնին գույն չունի: Մարդկանց կողմից էլեկտրամագնիսական ճառագայթման ընկալումը սպեկտրի տեսանելի տիրույթում տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ մարդու ցանցաթաղանթում կան ընկալիչներ, որոնք կարող են արձագանքել այս ճառագայթմանը:

Բայց արդյո՞ք միայն յոթ հիմնական գույների ավելացմամբ մենք կարող ենք սպիտակ ստանալ: Ընդհանրապես. Որպես արդյունք գիտական ​​հետազոտությունև գործնական փորձերի արդյունքում պարզվել է, որ բոլոր գույները, որոնք կարող է ընկալել մարդու աչքը, կարելի է ստանալ՝ խառնելով ընդամենը երեք հիմնական գույները: Երեք հիմնական գույներ՝ կարմիր, կանաչ, կապույտ: Եթե ​​այս երեք գույները խառնելով կարող եք ստանալ գրեթե ցանկացած գույն, ապա կարող եք ստանալ սպիտակ: Նայեք սպեկտրին, որը ցույց է տրված Նկար 2-ում, երեք գույները հստակ տեսանելի են սպեկտրի վրա՝ կարմիր, կանաչ և կապույտ: Հենց այս գույներն են ընկած RGB (Կարմիր Կանաչ Կապույտ) գունային մոդելի հիմքում:

Եկեք ստուգենք, թե ինչպես է այն աշխատում գործնականում: Վերցնենք լույսի 3 աղբյուր (լուսարձակներ)՝ կարմիր, կանաչ և կապույտ։ Այս լուսարձակներից յուրաքանչյուրն արձակում է որոշակի երկարության միայն մեկ էլեկտրամագնիսական ալիք: Կարմիր - համապատասխանում է էլեկտրամագնիսական ալիքի ճառագայթմանը, որի երկարությունը մոտավորապես 625-740 նմ է (ճառագայթի սպեկտրը բաղկացած է միայն կարմիրից), կապույտը արձակում է 435-500 նմ ալիք (ճառագայթի սպեկտրը բաղկացած է միայն կապույտից), կանաչը՝ 500- 565 նմ (միայն ճառագայթի սպեկտրում կանաչ գույն) Երեք տարբեր ալիքներ և ուրիշ ոչինչ, չկա բազմագույն սպեկտր և լրացուցիչ գույներ։ Այժմ եկեք լուսարձակներն ուղղենք այնպես, որ դրանց ճառագայթները մասամբ համընկնեն միմյանց, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ում:

Նկար 3 - կարմիր, կանաչ և կապույտ գույների ծածկման արդյունքը:

Նայեք, այն վայրերում, որտեղ լույսի ճառագայթները հատվում են միմյանց հետ, առաջացել են նոր լուսային ճառագայթներ՝ նոր գույներ։ Կանաչն ու կարմիրը ձևավորեցին դեղին, կանաչն ու կապույտը` ցիան, կապույտը և կարմիրը` մագենտա: Այսպիսով, փոխելով լույսի ճառագայթների պայծառությունն ու գույները համադրելով՝ կարող եք ստանալ գունային երանգների և գունային երանգների լայն տեսականի։ Ուշադրություն դարձրեք կանաչի, կարմիրի և կապույտի խաչմերուկի կենտրոնին. կենտրոնում կտեսնեք սպիտակը: Այն, որի մասին վերջերս խոսեցինք։ Սպիտակ գույնբոլոր գույների գումարն է: Դա մեր տեսած բոլոր գույներից «ամենաուժեղ գույնն» է։ Սպիտակի հակառակը սևն է։ Սև գույնդա լույսի իսպառ բացակայությունն է։ Այսինքն, որտեղ լույս չկա – այնտեղ խավար է, այնտեղ ամեն ինչ սեւանում է։ Դրա օրինակն է Նկար 4-ը:

Նկար 4 - Լույսի արտանետման բացակայություն

Ես ինչ-որ կերպ աննկատորեն անցնում եմ լույս հասկացությունից դեպի գույն հասկացություն և քեզ ոչինչ չեմ ասում: Ժամանակն է հասկանալու համար: Մենք դա պարզել ենք լույս- սա այն ճառագայթումն է, որն արտանետվում է տաքացած մարմնի կամ գրգռված վիճակում գտնվող նյութի կողմից: Լույսի աղբյուրի հիմնական պարամետրերն են ալիքի երկարությունը և լույսի ինտենսիվությունը: Գույն- Սա որակի հատկանիշայս ճառագայթումը, որը որոշվում է ստացված տեսողական սենսացիայի հիման վրա: Իհարկե, գույնի ընկալումը կախված է մարդուց, նրա ֆիզիկական ու հոգեբանական վիճակից։ Բայց ենթադրենք, որ դուք բավական լավ եք զգում՝ կարդալով այս հոդվածը և կարող եք տարբերել ծիածանի 7 գույները միմյանցից։ Նշում եմ, որ այս պահին խոսքը լույսի ճառագայթման գույնի մասին է, այլ ոչ թե առարկաների գույնի։ Նկար 5-ը ցույց է տալիս գույնի և լույսի պարամետրերը, որոնք կախված են միմյանցից:

Նկարներ 5 և 6 - Գույնի պարամետրերի կախվածությունը ճառագայթման աղբյուրից

Գոյություն ունեն հիմնական գունային բնութագրեր՝ երանգ, պայծառություն (Brightness), թեթևություն (Lightness), հագեցվածություն (Saturation):

Գույնի տոն (երանգ)

- Սա գույնի հիմնական բնութագիրն է, որը որոշում է նրա դիրքը սպեկտրում: Հիշեք ծիածանի մեր 7 գույները՝ այլ կերպ ասած՝ 7 գունային տոն: Կարմիր գույնի երանգ, նարնջագույն երանգ, կանաչ երանգ, կապույտ և այլն: Կարող են լինել բավականին շատ գունային երանգներ, ես որպես օրինակ բերեցի ծիածանի 7 գույները։ Հարկ է նշել, որ այնպիսի գույներ, ինչպիսիք են մոխրագույնը, սպիտակը, սևը, ինչպես նաև այս գույների երանգները չեն պատկանում գունային երանգ հասկացությանը, քանի որ դրանք տարբեր գունային երանգների խառնման արդյունք են։

Պայծառություն

- Հատկանիշ, որը ցույց է տալիս որքան ուժեղարտանետվում է այս կամ այն ​​գունային տոնով (կարմիր, դեղին, մանուշակ և այլն) լույսի էներգիա։ Իսկ եթե այն ընդհանրապես չի ճառագայթում: Եթե ​​այն չի ճառագում, նշանակում է՝ չկա, բայց էներգիա չկա՝ լույս չկա, իսկ որտեղ լույս չկա, այնտեղ կա սև գույն։ Պայծառության առավելագույն նվազման դեպքում ցանկացած գույն դառնում է սև: Օրինակ՝ կարմիրի պայծառությունը նվազեցնելու շղթա՝ կարմիր - կարմիր - կարմիր - բորդո - շագանակագույն - սև: Պայծառության առավելագույն աճը, օրինակ, նույն կարմիր գույնը կտա «առավելագույն կարմիր գույն»:

Թեթևություն

– Գույնի (երանգի) հարևանության աստիճանը սպիտակին: Թեթևության առավելագույն բարձրացման դեպքում ցանկացած գույն դառնում է սպիտակ: Օրինակ՝ կարմիր - բոսորագույն - վարդագույն - գունատ վարդագույն - սպիտակ:

Հագեցվածություն

– Գույնի մոտ մոխրագույնի աստիճանը: Մոխրագույնը միջանկյալ գույն է սպիտակի և սևի միջև: Մոխրագույն գույնը ձևավորվում է խառնելով հավասարկարմիր, կանաչ, կապույտի քանակները՝ ճառագայթման աղբյուրների պայծառության 50%-ով նվազմամբ։ Հագեցվածությունը փոխվում է անհամաչափ, այսինքն՝ հագեցվածությունը նվազագույնի հասցնելը չի ​​նշանակում, որ աղբյուրի պայծառությունը կնվազի մինչև 50%: Եթե ​​գույնն արդեն ավելի մուգ է, քան մոխրագույնը, այն ավելի մուգ կդառնա, քանի որ հագեցվածությունը իջնում ​​է, իսկ հագեցվածության հետագա նվազումից հետո այն ամբողջովին կսևանա:

Գունային այնպիսի բնութագրիչներ, ինչպիսիք են երանգը (երանգը), պայծառությունը (Պայծառություն) և հագեցվածությունը (Հագեցվածություն) ընկած են HSB գունային մոդելի հիմքում (այլ կերպ կոչվում է HCV):

Այս գունային բնութագրերը հասկանալու համար հաշվի առեք Adobe Photoshop գրաֆիկական խմբագրիչի գունային գունապնակը Նկար 7-ում:

Նկար 7 - Adobe Photoshop Color Picker

Եթե ​​ուշադիր նայեք նկարին, ապա կգտնեք փոքր շրջանակ, որը գտնվում է ներկապնակի վերին աջ անկյունում։ Այս շրջանակը ցույց է տալիս, թե որ գույնն է ընտրված գունային գունապնակում, մեր դեպքում այն ​​կարմիրն է։ Եկեք սկսենք պարզել այն: Նախ, եկեք նայենք թվերին և տառերին, որոնք գտնվում են նկարի աջ կեսում: Սրանք HSB գունային մոդելի պարամետրերն են: Ամենաբարձր տառը H է (երանգ, գունային երանգ): Այն որոշում է գույնի դիրքը սպեկտրում: 0 աստիճանի արժեքը նշանակում է, որ դա գունային անիվի ամենաբարձր (կամ ամենացածր) կետն է, այսինքն՝ կարմիր է: Շրջանակը բաժանված է 360 աստիճանի, այսինքն. Պարզվում է, որ այն ունի 360 գունային տոն։ Հաջորդ տառը S է (հագեցվածություն, հագեցվածություն): Մենք ունենք 100% արժեք - սա նշանակում է, որ գույնը «սեղմված կլինի» գունային գունապնակի աջ եզրին և կունենա առավելագույն հնարավոր հագեցվածություն: Այնուհետև գալիս է B տառը (պայծառություն, պայծառություն) - այն ցույց է տալիս, թե որքան բարձր է կետը գունային գունապնակում և բնութագրում է գույնի ինտենսիվությունը: 100% արժեքը ցույց է տալիս, որ գույնի ինտենսիվությունը առավելագույնն է, և կետը «սեղմված է» ներկապնակի վերին եզրին: R(կարմիր), G(կանաչ), B(կապույտ) տառերը RGB մոդելի երեք գունավոր ալիքներն են (կարմիր, կանաչ, կապույտ): Յուրաքանչյուրում նրանցից յուրաքանչյուրը նշում է մի թիվ, որը ցույց է տալիս ալիքի գույնի քանակը: Հիշեք Նկար 3-ի լուսարձակի օրինակը, երբ մենք պարզեցինք, որ ցանկացած գույն կարելի է ստանալ երեք լույսի ճառագայթներ խառնելով: Յուրաքանչյուր ալիքի վրա թվային տվյալներ գրելով՝ մենք յուրովի ենք որոշում գույնը։ Մեր դեպքում 8-բիթանոց ալիքը և թվերը տատանվում են 0-ից մինչև 255: R, G, B ալիքների թվերը ցույց են տալիս լույսի ինտենսիվությունը (գույնի պայծառությունը): R ալիքում մենք ունենք 255 արժեք, ինչը նշանակում է, որ սա մաքուր կարմիր գույն է և ունի առավելագույն պայծառություն։ G և B ալիքները զրո են, ինչը նշանակում է կանաչ և կապույտ գույների իսպառ բացակայություն: Հենց ներքևի սյունակում կարող եք տեսնել #ff0000 կոդի համակցությունը. սա գունային կոդը է: Ներկապնակում յուրաքանչյուր գույն ունի իր վեցանկյուն ծածկագիրը, որը սահմանում է գույնը: Գոյություն ունի մի հրաշալի հոդված Գույների տեսություն թվերով, որտեղ հեղինակը պատմում է, թե ինչպես կարելի է որոշել գույնը տասնվեցական կոդով։
Նկարում կարող եք նաև նկատել թվային արժեքների հատված դաշտերը՝ «lab» և «CMYK» տառերով։ Սրանք 2 գունային տարածություններ են, ըստ որոնց կարելի է բնութագրել նաև գույները, դրանք ընդհանուր առմամբ առանձին խոսակցություն են և շարունակ այս փուլըկարիք չկա խորանալ դրանց մեջ, քանի դեռ չեք հասկանում RGB-ն:
Դուք կարող եք բացել Adobe Photoshop Color Palette-ը և խաղալ RGB և HSB տուփերի գունային արժեքների հետ: Կնկատեք, որ R, G և B ալիքներում թվային արժեքները փոխելը կփոխի թվային արժեքները H, S, B ալիքներում:

Օբյեկտի գույնը

Ժամանակն է խոսել այն մասին, թե ինչպես է պատահում, որ մեզ շրջապատող առարկաները ստանում են իրենց գույնը, և ինչու է այն փոխվում այդ առարկաների տարբեր լուսավորությամբ:

Օբյեկտը կարելի է տեսնել միայն այն դեպքում, եթե այն արտացոլում կամ փոխանցում է լույսը: Եթե ​​օբյեկտը գրեթե ամբողջությամբ կլանում էմիջադեպի լույսը, ապա օբյեկտը վերցնում է սև գույն. Իսկ երբ օբյեկտը արտացոլում էգրեթե ամբողջ միջադեպի լույսը, այն ստանում է Սպիտակ գույն. Այսպիսով, մենք կարող ենք անմիջապես եզրակացնել, որ օբյեկտի գույնը որոշվելու է թվով կլանված և արտացոլված լույսըորի հետ այս օբյեկտը լուսավորված է: Լույսն արտացոլելու և կլանելու ունակությունը որոշվում է նյութի մոլեկուլային կառուցվածքով, այլ կերպ ասած՝ առարկայի ֆիզիկական հատկություններով։ Օբյեկտի գույնը «բնույթով նրան բնորոշ չէ»: Իր բնույթով այն պարունակում է ֆիզիկական հատկություններարտացոլում և կլանում:

Օբյեկտի գույնը և ճառագայթման աղբյուրի գույնը անքակտելիորեն կապված են, և այս հարաբերությունը նկարագրվում է երեք պայմանով.

- Առաջին պայման.Առարկան կարող է գույն ստանալ միայն այն դեպքում, երբ կա լույսի աղբյուր: Եթե ​​լույս չլինի, գույն էլ չի լինի։ Կարմիր ներկը տուփի մեջ սև տեսք կունենա: Մութ սենյակում մենք չենք կարող տեսնել կամ տարբերել գույները, քանի որ դրանք չկան: Շրջապատող ողջ տարածության և դրա մեջ առարկաների սև գույնը կլինի:

- Երկրորդ պայման.Առարկայի գույնը կախված է լույսի աղբյուրի գույնից: Եթե ​​լույսի աղբյուրը կարմիր LED է, ապա այս լույսով լուսավորված բոլոր առարկաները կունենան միայն կարմիր, սև և մոխրագույն գույներ:

- Եվ վերջապես երրորդ պայմանը.Օբյեկտի գույնը կախված է առարկան կազմող նյութի մոլեկուլային կառուցվածքից։

Կանաչ խոտը մեզ կանաչ է թվում, քանի որ երբ լուսավորվում է սպիտակ լույսով, այն կլանում է սպեկտրի կարմիր և կապույտ ալիքների երկարությունը և արտացոլում կանաչ ալիքի երկարությունը (Նկար 8):

Նկար 8 - սպեկտրի կանաչ ալիքի արտացոլումը

Նկար 9-ի բանանները դեղին տեսք ունեն, քանի որ դրանք արտացոլում են ալիքները, որոնք ընկած են սպեկտրի դեղին հատվածում (դեղին սպեկտրի ալիք) և կլանում են սպեկտրի մյուս ալիքների երկարությունները:

Նկար 9 - սպեկտրի դեղին ալիքի արտացոլումը

Շունը, որը ցույց է տրված Նկար 10-ում, սպիտակ է: Սպիտակ գույնը սպեկտրի բոլոր ալիքների արտացոլման արդյունքն է:

Նկար 10 - սպեկտրի բոլոր ալիքների արտացոլումը

Օբյեկտի գույնը սպեկտրի արտացոլված ալիքի գույնն է: Ահա թե ինչպես են առարկաները ձեռք բերում մեր տեսած գույնը:

Հաջորդ հոդվածում մենք կխոսենք նոր գունային բնութագրի մասին.