A fény
A fény emberi szemmel érzékelhető elektromágneses sugárzás. Tágabb értelemben beleérthető az ennél nagyobb (infravörös) és kisebb hullámhosszú (ultraibolya) sugárzás is.
A fény tulajdonságait meghatározó három fő szempont:
- intenzitás vagy amplitúdó, amelyet az ember fényerőként, fényességként érzékel,
- frekvencia (és ezzel összefüggésben a hullámhossz), amelyet az ember színként érzékel, és
- polarizáció, azaz az elektromágneses rezgés iránya, ezt az átlagember normál körülmények között nem érzékeli, de például bizonyos rovarok igen.
A hullám-részecske kettősség alapján a fény hullám- és részecsketulajdonságokkal is jellemezhető. A részecskéket a kvantummechanika a fény kvantumainak, fotonoknak nevezi. A fotonok olyan részecskék, amelyek nyugalmi tömege zérus, üres térben pedig fénysebességgel mozognak.
| Szín | Hullámhossz | Frekvencia |
|
|---|---|---|---|
| Ibolya | 380 – 420 nm | 789 – 714 THz |
|
| Kék | 420 – 490 nm | 714 – 612 THz |
|
| Zöld | 490 – 575 nm | 612 – 522 THz |
|
| Sárga | 575 – 585 nm | 522 – 513 THz |
|
| Narancs | 585 – 650 nm | 513 – 462 THz |
|
| Vörös | 650 – 750 nm | 462 – 400 THz |
|
Látható fény, a színek
A fény az elektromágneses spektrum része, melynek frekvenciája 7,5·1014 hertz (rövidítve 'Hz') és 3,8×1014 Hz közé esik. A sebesség (c), a frekvencia (f vagy ν) és a hullámhossz (λ) között a következő kapcsolat áll fenn:
Mivel a a fény sebessége vákuumban állandó, a látható fényt a hullámhosszával is jellemezhetjük. Kb. 400 nanométer (rövidítve 'nm') és 800 nm közé esik a látható fény hullámhossza.
A fény az emberi szem retinájának érzékelőit, az úgynevezett csapokat és pálcikákat ingerli, mely ingerek elektromos impulzusokként terjednek az idegekben, a látóidegen végighaladva az agyban keltenek világosságérzetet.
Hogy az elektromágneses hullámok spektrumának éppen ezt a kis részét látjuk, valószínűleg a légkör sugárzáselnyelése miatt van így. Az elektromágneses hullámok jelentős részét ugyanis a légkör elnyeli, így azok nem érik el a Föld felszínét. Két „ablak” azonban nyílik a világűrre. Az egyik a rádióhullámok tartománya, a másik pedig a látható fényé. A rádióhullámokkal az a probléma, hogy a földfelszínen lévő kisebb tárgyak, illetve a víz igen csekély hatással vannak rá, leginkább magas fémtartalmú anyagokkal fogható fel. A másik ablak tartományának sugarai viszont – azaz ami végül az evolúció során láthatóvá lett – igen kis tárgyak felületéről is egyszerű szabályokat követve verődnek vissza és ráadásul az anyagtól függően általában igen jellegzetes visszaverődési színképet produkálnak, így az ezt érzékelni képes élőlények jól hasznosítható képet kapnak a környezetükről.
Maxwell-egyenletek« Vissza a főoldalra