Лекция «Общее цветоведение» Природа света

Человек видит окружающий мир в результате действия на сетчатку глаза частиц света - фотонов. Согласно современным представлениям, фотон - это квант электромагнитного взаимодействия, частица с нулевой массой покоя. Замечательной Особенность фотона – двойственность – ему присуща природа частицы и волны одновременно.

Из таблицы 1 следует, что вся шкала электромагнитного спектра от радиоволн до гамма-лучей обусловлена фотонами.

Таблица 1 - Шкала электромагнитных волн

Длина	Название	Частота
более 100 км	низкочастотные электрические колебания	0-3 кГц
100 км - 1 мм	радиоволны	3 кГц - 3 ТГц
100-10 км	мириаметровые (очень низкие частоты)	3 – 30 кГц
10 - 1 км	километровые (низкие частоты)	30 - 300 кГц
1 км - 100 м	гектометровые (средние частоты)	300 кГц - 3 МГц
100 - 10 м	декаметровые (высокие частоты)	3 - 30 МГц
10 - 1 м	метровые (очень высокие частоты)	30 – 300 МГц
1 м - 10 см	дециметровые (ультравысокие)	300 МГц - 3 ГГц
10 - 1 см	сантиметровые (сверхвысокие)	3 - 30 ГГц
1 см - 1 мм	миллиметровые (крайне высокие)	30 - 300 ГГц
1 – 0,1 мм	децимиллиметровые (гипервысокие)	300 ГГц - 3 ТГц
2 мм - 760 нм	инфракрасное излучение	150 ГГц - 400 ТГц
760 - 380 нм	видимое излучение (оптический спектр)	400 - 800 ТГц
380 - 3 нм	ультрафиолетовое излучение	800 ТГц - 100 ПГц
10 нм - 1пм	рентгеновское излучение	30 ПГц - 300 ЭГц
<=10 пм	гамма-излучение	>=30 ЭГц

Свет - это видимая часть электромагнитного спектра в пределах диапазона длин волн от 380-400 нм до 760-780 нм (рисунок 1а). Процесс распространения света от источника называется излучением.

а) б)

Рисунок 1 – а) электромагнитная волна б) взаимодействие объекта со светом

Где – колебание вектора напряженности переменного электрического поля;

– Колебание вектора индукции переменного магнитного поля; – вектор скорости распространения электромагнитной волны.

0-падающий луч

2-отраженный луч

1-поглощенный луч

3-пропущенный луч

Среда 1

Среда 2

4-рассеянный луч

Явление дисперсии света впервые было описано в 1648 г. итальянским ученым Маркусом Марци. Независимо от Марци, дисперсию изучал Исаак Ньютон. Исследуя свет, он поставил в 1666 г. простой опыт: пропустил узкий пучок света через призму. На экране, установленном за призмой, наблюдалась радужная полоска, которую назвали призматическим, или дисперсионным, спектром (рис.1.2).

Рис.1.2. Дисперсия цвета в опыте Ньютона:

390—440 нм – фиолетовый; 440—480 нм - синий:

480—510 нм – голубой; 510—550 нм – зеленый;

550—575 - нм желто-зеленый; 575—585 нм - желтый;

585—620 нм – оранжевый; 630—770 нм – красный.