Kirish bob. Yorug’lik dispersiyasi haqida

2.3.YORUG’LIK VA RANG
Ko'rinadigan spektrning 6 diapazonini farqlashni o'rganing
Asosiy fikrlar
Ko'zga ko'rinadigan yorug'lik atomlar va molekulalarning tebranishi va aylanishi, shuningdek ular ichidagi elektron transport tufayli hosil bo'ladi. Ranglar aniq toza to'lqin uzunliklari uchun javobgardir.
Qizil rang eng past chastotalar va eng uzun to'lqinlar, binafsha rang eng yuqori chastotalar va eng qisqa uzunliklardir. To'lqin uzunligi tor diapazonining ko'rinadigan nurida yaratilgan ranglarga toza spektral ranglar deyiladi: binafsha (380-450 nm), ko'k (450-495 nm), yashil (495-570 nm), sariq (570-590 nm), to'q sariq ( 590-620 nm) va qizil (620-750 nm).
Ko'zga ko'rinadigan yorug'lik optik oynadan o'tib ketadi, shuning uchun atmosfera qatlami sezilarli qarshilikka ega emas. Fotosintetik organizmlarda ishlatiladigan elektromagnit spektrning qismiga fotosintetik faol mintaqa deyiladi (400-700 nm).
Shartlar
Optik oyna atmosfera qatlamidan o'tadigan elektromagnit spektrda ko'rinadigan mintaqadir. Spektral rang - ko'rinadigan spektrdagi yorug'likning bitta to'lqin uzunligi yoki nisbatan tor to'lqin uzunligi bilan yaratiladi. Ko'zga ko'rinadigan yorug'lik elektromagnit spektrning bir qismidir (IR va UV o'rtasidagi), inson ko'ziga kirish mumkin.
Ko'rinadigan yorug'lik Ko'zga ko'rinadigan yorug'lik inson ko'ziga kiradigan elektromagnit spektrning bir qismidir. Ushbu diapazonning elektromagnit nurlanishi shunchaki yorug'lik deb ataladi. Ko'zlar 390-750 nm to'lqin uzunliklariga javob beradi. Chastotada, bu 400-790 THz diapazoniga to'g'ri keladi. Moslashtirilgan ko'z, odatda optik spektrning yashil mintaqasida 555 nm (540 THz) maksimal sezuvchanlikka etadi. Ammo spektrning o'zi ko'zlar va miyani qamrab olgan barcha ranglarga mos kelmaydi. Masalan, pushti va binafsha kabi ranglar bir necha to'lqin uzunliklarini birlashtirish orqali yaratiladi. Elektromagnit to'lqinlarning asosiy toifalari. Ayrim joylarda ajratish chiziqlari bir-biridan farq qiladi, boshqa toifalar bir-biriga mos kelishi mumkin.
Mikroto'lqinlar elektromagnit spektrning radiochastotasining yuqori chastotali qismini egallaydi Ko'rinadigan yorug'lik atomlar va molekulalarning tebranishlari va aylanishlarini, shuningdek ular ichidagi elektron transportni hosil qiladi. Ushbu transport vositalaridan qabul qiluvchilar va detektorlar foydalanadilar.

Ko'rinadigan yorug'lik bilan birga elektromagnit spektrning kichik bir qismi. Infraqizil, ko'rinadigan va ultrabinafsha nurlar orasidagi masofa 100% farq qilmaydi
Yuqoridagi rasm spektrning aniq to'lqin uzunliklari uchun javob beradigan ranglar bilan qismini ko'rsatadi. Qizil rang eng past chastotalar va eng uzun to'lqinlar, binafsha rang eng yuqori chastotalar va eng qisqa to'lqin uzunliklari. Quyosh qora tanasining nurlanishi spektrning ko'rinadigan qismida maksimal darajaga etadi, ammo binafsha rangga qaraganda qizil rang juda kuchli, shuning uchun yulduz bizga sariq rangda ko'rinadi. To'lqin uzunliklarining tor doirasidagi yorug'lik natijasida olingan ranglar sof spektral deb nomlanadi.
Shuni unutmangki, ularning har biri juda ko'p soyalarga ega, chunki spektr doimiydir. Ma'lumotni to'lqin uzunligi bilan ta'minlaydigan har qanday tasvirlar spektrning ko'rinadigan qismida mavjud bo'lgan rasmlardan farq qiladi. 
Ko'rinadigan yorug'lik va erdagi atmosfera Ko'zga ko'rinadigan yorug'lik optik oynadan yorilib ketadi. Bu to'lqinlarni qarshiliksiz o'tkazadigan elektromagnit spektrdagi "joy". Misol tariqasida eslay olamizki, havo qatlami qizil rangga qaraganda ko'k rangga yaxshiroq tarqaladi, shuning uchun osmon biz uchun ko'k kabi ko'rinadi. Optik oyna ko'rinadigan deb ham nomlanadi, chunki u odamlar kirishi mumkin bo'lgan spektrni qamrab oladi. Bu tasodif emas. Ota-bobolarimiz turli xil to'lqin uzunliklaridan foydalanishga qodir bo'lgan tasavvurni ishlab chiqdilar. Optik oyna tufayli biz nisbatan yumshoq harorat sharoitlaridan bahramand bo'lishimiz mumkin. Quyoshning yorqinligi funktsiyasi ko'rinadigan diapazonda maksimal darajaga etadi, u optik oynadan mustaqil ravishda harakatlanadi. Shuning uchun sirt qiziydi. Fotosintez Evolyutsiya nafaqat odamlar va hayvonlarga, balki elektromagnit spektrning qismlariga to'g'ri munosabatda bo'lishni o'rgangan o'simliklarga ham ta'sir qildi. Shunday qilib, o'simlik yorug'lik energiyasini kimyoviy energiyaga aylantiradi.
Fotosintez kislorod hosil qilish uchun gaz va suvdan foydalanadi. Bu sayyoradagi barcha aerob hayot uchun muhim jarayon. Spektrning bu qismi fotosintetik jihatdan faol mintaqa deb nomlanadi (400-700 nm), bu odam ko'rish qobiliyati doirasiga to'g'ri keladi. 1676 yilda ser Isaak Nyuton uchburchak prizma yordamida ranglar spektrida oq quyosh nurini qo'ydi. Shunga o'xshash spektrda to'q rangdan tashqari barcha ranglar mavjud edi.
Nyuton o'z tajribasini quyidagicha keltirdi.
quyosh nuri tor yoriqdan o'tib, prizma ustiga tushdi. Prizma asosida oq nur individual spektral ranglarga ajratilgan. Shunday qilib, u ekranga yo'naltirildi, u erda spektrli tasvir paydo bo'ldi. Uzluksiz rangli lenta qizil va to'q sariq, sariq, yashil, ko'k ranglar bilan boshlanib, binafsha rangda tugadi. Agar bu rasm keyinchalik kollektsion linzadan o'tgan bo'lsa, unda barcha ranglarning kombinatsiyasi yana berilgan oq rang. Ushbu ranglar quyosh nurlaridan refraktsiya orqali olinadi. Rang hosil bo'lishining boshqa fizik usullari mavjud, masalan, aralashish, diffraktsiya, polarizatsiya va lyuminestsent jarayonlar bilan bog'liq. Agar spektrni ikkiga bo'lsak, masalan, qizil-to'q sariq-sariq va yashil-ko'k-binafsha rang va ushbu guruhlarning har birini maxsus linza bilan yig'ib olsak, ikkita aralash rangni olamiz, ularning aralashmasi ham bizga oq rangni beradi . Oq rangga ega bo'lgan ikkita rangga qo'shimcha ranglar deyiladi. Agar biz bitta rangni, masalan, yashil rangni spektrdan olib tashlasak va ob'ektivdan qolgan ranglarni - qizil, to'q sariq, sariq, ko'k va binafsha ranglarni yig'ish uchun ishlatsak - u holda biz olgan aralash rang qizil rangga aylanadi, ya'ni biz olib tashlagan yashil rangni to'ldiradi. Agar biz sariq rangni olib tashlasak, qolgan ranglar - qizil, to'q sariq, yashil, ko'k va binafsha ranglar bizga binafsha rangni, ya'ni sariq rangni to'ldiradigan rangni beradi. Har bir rang spektrdagi boshqa barcha ranglarning aralashmasiga qo'shimcha hisoblanadi. Ichida aralash rang biz uning individual qismlarini ko'ra olmaymiz. Shu nuqtai nazardan, ko'z musiqiy qulog'idan farq qiladi, bu akkordning har qanday tovushini ta'kidlashi mumkin. Turli xil ranglar ma'lum bir elektromagnit energiyani tashkil etadigan yorug'lik to'lqinlari tomonidan yaratiladi. Inson ko'zi yorug'likni faqat 400 dan 700 nanometrgacha to'lqin uzunligida ko'ra oladi: 1 mikron yoki 1 t \u003d 1/1000 mm \u003d 1/1 000 000 m., 1 millimetr yoki 1 mt \u003d 1/1 000 000 mm. Har bir prizmatik rang uchun spektrning alohida ranglariga mos keladigan to'lqin uzunligi va tegishli chastotalar (soniyada tebranishlar soni) quyidagi xususiyatlarga ega. Qizil va - chastotalarning nisbati binafsha rang taxminan 1: 2 ga teng, ya'ni musiqiy oktavada bo'lgani kabi. Spektrning har bir rangi to'lqin uzunligi bilan tavsiflanadi, ya'ni uni to'lqin uzunligi yoki tebranishlar chastotasi bilan aniq belgilash mumkin. Yorug'lik to'lqinlarining o'zi rangga ega emas. Rang faqat ushbu to'lqinlarni inson ko'zi va miyasi idrok qilganda paydo bo'ladi. U bu to'lqinlarni qanday tanishi hali to'liq noma'lum. Biz buni faqat bilamiz turli xil ranglar fotosuratlarga sezgirlikning miqdoriy farqlari natijasida paydo bo'ladi. Tadqiq qilish uchun qoladi muhim masala narsalarning tana rangi haqida. Agar, masalan, biz qizil rangni uzatadigan filtrni va boshq yoritgichi oldida yashil rangni o'tkazadigan filtrni joylashtirsak, unda ikkala filtr ham qora yoki qorong'i hosil bo'ladi. Qizil rang qizil rangga mos keladigan intervaldagi nurlardan tashqari spektrning barcha nurlarini o'ziga singdiradi va yashil filtr yashil rangdan tashqari barcha ranglarni kechiktiradi. Shunday qilib, bitta nur uzatilmaydi va biz zulmatga tushamiz. Jismoniy tajribada singdirilgan ranglar, shuningdek, olib tashlangan deyiladi. Ob'ektlarning rangi asosan to'lqinlarni yutish jarayonida sodir bo'ladi. Qizil idish qizilga o'xshaydi, chunki u yorug'lik nurining boshqa barcha ranglarini o'zlashtiradi va faqat qizil ranglarni aks ettiradi. "Bu chashka qizil" deganimizda, biz chashka sirtining molekulyar tarkibi qizil rangdan tashqari barcha yorug'lik nurlarini o'zlashtiradigan degan ma'noni anglatadi. Kubokning o'zi hech qanday rangga ega emas, rang yoqilganda hosil bo'ladi. Agar qizil qog'oz (qizil rangdan tashqari barcha nurlarni o'zlashtiradigan sirt) yashil chiroq bilan yoritilgan bo'lsa, biz uchun qog'oz qora bo'lib ko'rinadi, chunki yashil rang qizil rangga mos keladigan nurlarni o'z ichiga olmaydi va bizning qog'ozimizda aks ettirilishi mumkin. Barcha bo'yoqlar pigmentli yoki materialdir. Bular changni yutish (yutuvchi) bo'yoqlar va ularni aralashtirishda tortish qoidalariga amal qilish kerak. Agar uchta asosiy rangni - sariq, qizil va ko'kni o'z ichiga olgan qo'shimcha bo'yoqlar yoki birikmalar ma'lum bir nisbatda aralashtirilsa, natijada qora bo'ladi, Nyuton tajribasida olingan prizma bilan nomoddiy ranglarning o'xshash aralashmasi oq rangga olib keladi. chunki bu erda ranglarning kombinatsiyasi ajratish emas, balki qo'shish printsipiga asoslangan. 


Ko'rinadigan nurlanish - to'lqin uzunliklari taxminan 380 (binafsha) dan 780 nm (qizil) gacha bo'lgan qismini spektrning bir qismini egallaydigan elektromagnit to'lqinlar. Bunday to'lqinlar 400 dan 790 teraxtsgacha chastota diapazonini egallaydi. Bunday to'lqin uzunliklariga ega elektromagnit nurlanish, shuningdek, ko'rinadigan yorug'lik yoki oddiygina yorug'lik deb ataladi (so'zning tor ma'nosida). Inson ko'zlari 555 nm (540 THz) mintaqada, spektrning yashil qismida yorug'likka eng katta sezgirlikka ega.
Ko'zga ko'rinadigan nurlanish, shuningdek, «optik oynaga», ya'ni er atmosferasida deyarli singib ketmaydigan elektromagnit nurlanish spektri mintaqasiga tushadi. Toza havo ko'k chiroqni uzun to'lqin uzunliklari (spektrning qizil tomonida) bilan taqqoslaganda, yorug'roq nurga qaraganda kuchliroq bo'ladi, shuning uchun kunduzgi osmon ko'k ko'rinadi.



Quyosh nuri nurlarining prizma orqali o'tishi.

4.