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Definition des sichtbaren Lichts und Wellenlängen

Sichtbares Licht ist ein Bereich elektromagnetischer Strahlung. der vom menschlichen Auge erfasst werden kann . Die mit diesem Bereich verbundenen Wellenlängen betragen 380 bis 750 Nanometer (nm), während der Frequenzbereich ungefähr 430 bis 750 Terahertz (THz) beträgt. Das sichtbare Spektrum ist der Teil des elektromagnetischen Spektrums zwischen Infrarot und Ultraviolett. Infrarotstrahlung, Mikrowellen und Radiowellen haben eine niedrigere Frequenz / längere Wellenlänge als sichtbares Licht, während ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung eine höhere Frequenz / kürzere Wellenlänge als sichtbares Licht haben.

Wichtige Erkenntnisse: Was ist sichtbares Licht?

  • Sichtbares Licht ist der Teil des elektromagnetischen Spektrums, der vom menschlichen Auge wahrgenommen wird. Manchmal wird es einfach „Licht“ genannt.
  • Der ungefähre Bereich des sichtbaren Lichts liegt zwischen Infrarot und Ultraviolett, der 380-750 nm oder 430-750 THz beträgt. Das Alter und andere Faktoren können diesen Bereich jedoch beeinflussen, da einige Menschen Infrarot- und Ultraviolettlicht sehen können.
  • Das sichtbare Spektrum ist grob in Farben unterteilt, die üblicherweise als Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett bezeichnet werden. Diese Unterteilungen sind jedoch ungleich groß und etwas willkürlich.
  • Das Studium des sichtbaren Lichts und seiner Wechselwirkung mit Materie wird Optik genannt.

 

Einheiten

Es gibt zwei Sätze von Einheiten, mit denen sichtbares Licht gemessen wird. Die Radiometrie misst alle Wellenlängen des Lichts, während die Photometrie das Licht in Bezug auf die menschliche Wahrnehmung misst. Zu den radiometrischen SI-Einheiten gehören das Joule (J) für die Strahlungsenergie und das Watt (W) für den Strahlungsfluss. Zu den photometrischen SI-Einheiten gehören das Lumen (lm) für den Lichtstrom, die Lumensekunde (lm⋅s) oder der Talbot für die Lichtenergie, Candela (cd) für die Lichtstärke und Lux ​​(lx) für die Beleuchtungsstärke oder den auf eine Oberfläche einfallenden Lichtstrom.

 

Variationen im Bereich des sichtbaren Lichts

Das menschliche Auge nimmt Licht , wenn genügend Energie in Wechselwirkung mit dem Moleküle Retinal in der Netzhaut des Auges. Die Energie verändert die molekulare Konformation und löst einen Nervenimpuls aus, der sich im Gehirn registriert. Je nachdem, ob ein Stab oder Kegel aktiviert ist, kann Hell / Dunkel oder Farbe wahrgenommen werden. Der Mensch ist bei Tageslicht aktiv, was bedeutet, dass unsere Augen dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Sonnenlicht hat eine starke ultraviolette Komponente, die Stäbchen und Zapfen beschädigt. Das Auge verfügt daher über integrierte UV-Filter, um das Sehvermögen zu schützen. Die Hornhaut des Auges absorbiert das meiste ultraviolette Licht (unter 360 nm), während die Linse ultraviolettes Licht unter 400 nm absorbiert. Das menschliche Auge kann jedoch ultraviolettes Licht wahrnehmen. Personen, bei denen eine Linse entfernt wurde (Aphakie genannt) oder die sich einer Kataraktoperation unterziehen und eine künstliche Linse erhalten, berichten, dass sie ultraviolettes Licht sehen. Vögel, Bienen und viele andere Tiere nehmen auch ultraviolettes Licht wahr. Die meisten Tiere, die ultraviolettes Licht sehen, können weder Rot noch Infrarot sehen. Unter Laborbedingungen können Menschen oft bis zu 1050 nm in den Infrarotbereich sehen. Nach diesem Punkt ist die Energie der Infrarotstrahlung zu niedrig, um die molekulare Konformationsänderung zu erzeugen, die zum Auslösen eines Signals erforderlich ist.

 

Farben des sichtbaren Lichts

Die Farben des sichtbaren Lichts werden als sichtbares Spektrum bezeichnet. Die Farben des Spektrums entsprechen Wellenlängenbereichen. Sir Isaac Newton teilte das Spektrum in Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett ein. Er fügte später Indigo hinzu, aber Newtons „Indigo“ war dem modernen „Blau“ näher, während sein „Blau“ eher dem modernen „Cyan“ ähnelte. Die Farbnamen und Wellenlängenbereiche sind etwas willkürlich, aber sie folgen einer Sequenz von Infrarot bis Ultraviolett von Infrarot, Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo (in einigen Quellen) und Violett. Moderne Wissenschaftler beziehen sich auf Farben eher nach ihrer Wellenlänge als nach ihrem Namen, um Verwirrung zu vermeiden.

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Andere Fakten

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist auf 299.792.458 Meter pro Sekunde definiert. Der Wert wird definiert, weil das Messgerät basierend auf der Lichtgeschwindigkeit definiert wird. Licht ist eher Energie als Materie, aber es übt Druck aus und es hat Schwung. Von einem Medium gebogenes Licht wird gebrochen. Wenn es von einer Oberfläche abprallt, wird es reflektiert.

 

Quellen

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  • Neumeyer, Christa (2012). „Kapitel 2: Farbsehen bei Goldfischen und anderen Wirbeltieren.“ In Lazareva, Olga; Shimizu, Toru; Wasserman, Edward (Hrsg.). Wie Tiere die Welt sehen: Vergleichendes Verhalten, Biologie und Evolution des Sehens . Oxford Stipendium Online. ISBN 978-0-19-533465-4.
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  • Waldman, Gary (2002). Einführung in das Licht: Die Physik von Licht, Vision und Farbe . Mineola: Dover-Veröffentlichungen. ISBN 978-0-486-42118-6.
  • Uzan, J.-P.; Leclercq, B. (2008). Die Naturgesetze des Universums: Grundlegende Konstanten verstehen. Springer. doi: 10.1007 / 978-0-387-74081-2 ISBN 978-0-387-73454-5.

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