3. Оптический спектр, длины волн видимого света. Спектр излучения абослютно-черного тела, спектр солнца. Цветовая температура. Поглощение света в атмосфере.
Оптический спектр — это совокупность частот или длин волн, создаваемых источником видимого излучения. Видимый свет — это электромагнитное излучение, которое непосредственно воспринимается человеческим глазом.
Диапазон длин волн видимого света
Обычно в качестве коротковолновой границы видимого излучения принимают участок 380–400 нм, а в качестве длинноволновой — 760–780 нм. Эти границы условны, так как чувствительность человеческого глаза к электромагнитному излучению зависит от длины волны, и при удалении от точки максимума чувствительность постепенно спадает
Спектр излучения абсолютно чёрного тела — это непрерывный спектр, который зависит только от температуры тела. Абсолютно чёрное тело — это гипотетический объект, который поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах. При нагревании оно начинает излучать само, создавая сплошной спектр
Некоторые характеристики спектра абсолютно чёрного тела:
С увеличением длины волны спектральная энергетическая светимость сначала увеличивается, достигает максимума при определенной длине волны, а затем уменьшается
С повышением температуры максимум излучения смещается в сторону более коротких волн
Длина волны спектрального максимума определяется законом смещения Вина
Спектр Солнца близок к спектру абсолютно чёрного тела, но имеет особенности
Особенности спектра Солнца:
Непрерывный характер. Солнце излучает сплошной спектр, аналогичный спектру абсолютно чёрного тела, но на его фоне наблюдаются тёмные фраунгоферовы линии
Фраунгоферовы линии — тёмные провалы в спектре, которые возникают из-за поглощения квантов света в верхних, более холодных слоях солнечной атмосферы
Наиболее интенсивный диапазон — видимый свет (от синих (420 нм) до красных (около 760 нм)). В этой области особенно выделяются линии ионизованного кальция (дублет Н и K), линии бальмеровской серии водорода (Нα, Нβ, Нγ) и многочисленные линии металлов.
Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн до рентгеновских лучей, но максимум интенсивности приходится на видимый свет
В ультрафиолетовой области (200–400 нм) спектр Солнца также описывается законами излучения абсолютно чёрного тела
Цветовая температура — характеристика, определяющая оттенок света, излучаемого источником. Она соответствует температуре нагрева абсолютно чёрного тела, при которой оно излучает свет определённого тона
Единицы измерения:
Цветовая температура измеряется в кельвинах (К). Точка отсчёта — абсолютно чёрное тело, которому соответствует значение 0 К
Чем выше значение по шкале Кельвина, тем холоднее становится свет, и наоборот. Например:
1800–2500 К — тёплый жёлтый свет (свечи, лампы накаливания);
2700–3000 К — тёплый белый свет (светодиодные лампы для дома);
3500–4500 К — нейтральный белый свет (офисное освещение, дневной свет);
5000–6500 К — холодный белый свет (уличные фонари, операционные светильники).
Поглощение света в атмосфере — это процесс взаимодействия электромагнитного излучения с компонентами атмосферы, в результате которого энергия фотона передаётся молекуле или частице. Это приводит к изменению энергетического состояния вещества, которое впоследствии может испустить фотон, но уже в другом направлении и части спектра.