Что такое оптический диапазон
Оптический диапазон
Оптический диапазон
| Электромагнитное излучение |
|---|
| Синхротронное |
| Циклотронное |
| Тормозное |
| Равновесное |
| Монохроматическое |
| Черенковское |
| Переходное |
| Радиоизлучение |
| Микроволновое |
| Терагерцевое |
| Инфракрасное |
| Видимое |
| Ультрафиолетовое |
| Рентгеновское |
| Гамма-излучение |
| Ионизирующее |
| Реликтовое |
| Магнито-дрейфовое |
| Двухфотонное |
| Вынужденное |
Видимое излучение — это электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок [1] [2] спектра
Интервал видимого излучения является малой частью интервала электромагнитного излучения вообще.
За пределами этой ограниченной области электромагнитное излучение не вызывает у человека зрительных ощущений или, другими словами, является для него невидимым.
Также видимое излучение принято называть светом в узком смысле этого слова. [3]
Характеристики границ видимого излучения
| Длина волны, нм | 780 | 380 |
| Энергия фотонов, Дж | 2,61·10 –19 | 4,97·10 –19 |
| Энергия фотонов, эВ | 1,6 | 3,1 |
| Частота, Гц | 3,94·10 14 | 7,49·10 14 |
| Волновое число, см –1 | 1,32·10 4 | 2,50·10 4 |
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Оптический диапазон» в других словарях:
оптический диапазон перестройки перестраиваемого оптического фильтра — оптический диапазон перестройки фильтра Диапазон длин волн лазерного излучения перестраиваемого оптического фильтра, в котором осуществляется выделение или подавление одной или нескольких составляющих спектра по заданному закону во времени. [ГОСТ … Справочник технического переводчика
оптический диапазон частот — Диапазон частот от 1013 до 1015 Гц. Указанным частотам соответствуют электромагнитные колебания с длиной волны от 0,01 до 1000 мкм. По физическим свойствам оптический диапазон неоднороден и разделен на три поддиапазона, в которых физические… … Справочник технического переводчика
оптический гетеродин — Оптический квантовый генератор, излучение которого используется для гетеродинирования оптического сигнала. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.]… … Справочник технического переводчика
оптический локационный дальномер — Оптический локатор, предназначенный для измерения дальности. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики квантовая электроника Обобщающие… … Справочник технического переводчика
оптический триггер — Оптический квантовый генератор с двумя устойчивыми положениями равновесия. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики квантовая электроника… … Справочник технического переводчика
оптический акселерометр — Измеритель ускорения, основанный на применении оптического эффекта Допплера. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики квантовая электроника… … Справочник технического переводчика
оптический измеритель относительной скорости — Измеритель скорости, основанный на применении оптического эффекта Допплера. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики квантовая электроника… … Справочник технического переводчика
оптический квантовый генератор — Квантовый генератор, дающий когерентное излучение в оптическом диапазоне. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики квантовая электроника… … Справочник технического переводчика
оптический квантовый усилитель — Когерентный усилитель оптического диапазона. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики квантовая электроника Обобщающие термины оптический… … Справочник технического переводчика
оптический локатор — Локатор, использующий отражение светового импульса от цели. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики квантовая электроника Обобщающие термины … Справочник технического переводчика
Видимое излучение
В спектре содержатся не все цвета, которые различает человеческий мозг. Таких оттенков, как розовый или маджента, нет в спектре видимого излучения, они образуются от смешения других цветов.
Видимое излучение также попадает в «оптическое окно», область спектра электромагнитного излучения, практически не поглощаемая земной атмосферой. Чистый воздух рассеивает голубой свет несколько сильнее, чем свет с большими длинами волн (в красную сторону спектра), поэтому полуденное небо выглядит голубым.
Многие виды животных способны видеть излучение, не видимое человеческому глазу, то есть не входящему в видимый диапазон. Например, пчёлы и многие другие насекомые видят свет в ультрафиолетовом диапазоне, что помогает им находить нектар на цветах. Растения, опыляемые насекомыми, оказываются в более выгодном положении с точки зрения продолжения рода, если они ярки именно в ультрафиолетовом спектре. Птицы также способны видеть ультрафиолетовое излучение (300—400 нм), а некоторые виды имеют даже метки на оперении для привлечения партнёра, видимые только в ультрафиолете. [5] [6]
Содержание
История
Первые объяснения спектра видимого излучения дали Исаак Ньютон в книге «Оптика» и Иоганн Гёте в работе «Теория Цветов», однако ещё до них Роджер Бэкон наблюдал оптический спектр в стакане с водой. Лишь спустя четыре века после этого Ньютон открыл дисперсию света в призмах. [7]
Ньютон первый использовал слово спектр (лат. spectrum — видение, появление) в печати в 1671 году, описывая свои оптические опыты. Он сделал наблюдение, что когда луч света падает на поверхность стеклянной призмы под углом к поверхности, часть света отражается, а часть проходит через стекло, образуя разноцветные полосы. Учёный предположил, что свет состоит из потока частиц (корпускул) разных цветов, и что частицы разного цвета движутся с различной скоростью в прозрачной среде. По его предположению, красный свет двигался быстрее чем фиолетовый, поэтому и красный луч отклонялся на призме не так сильно, как фиолетовый. Из-за этого и возникал видимый спектр цветов.
Ньютон разделил свет на семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, индиго и фиолетовый. Число семь он выбрал из убеждения (происходящего от древнегреческих софистов), что существует связь между цветами, музыкальными нотами, объектами Солнечной системы и днями недели. [8] [9] Человеческий глаз относительно слабо восприимчив к частотам цвета индиго, поэтому некоторые люди не могут отличить его от голубого или фиолетого цвета. Поэтому после Ньютона часто предлагалось считать индиго не самостоятельным цветом, а лишь оттенком фиолетового или голубого (однако он до сих пор включён в спектр в западной традиции). В русской традиции индиго соответствует синему цвету.
Гёте, в отличие от Ньютона, считал, что спектр возникает при наложении разных составных частей света. Наблюдая за широкими лучами света, он обнаружил, что при проходе через призму, на краях луча проявляются красно-желтые и голубые края, между которыми свет остаётся белым, а спектр появляется, если приблизить эти края достаточно близко друг к другу.
В XIX веке, после открытия ультрафиолетового и инфракрасного излучений, понимание видимого спектра стало более точным.
В начале XIX века Томас Юнг и Герман фон Гельмгольц также исследовали взаимосвязь между спектром видимого излучения и цветным зрением. Их теория цветного зрения верно предполагала, что для определения цвета глаз использует три различных вида рецепторов.
Характеристики границ видимого излучения
| Длина волны, нм | 740 | 380 |
| Энергия фотонов, Дж | 2,61·10 −19 | 4,97·10 −19 |
| Энергия фотонов, эВ | 1,6 | 3,1 |
| Частота, Гц | 3,94·10 14 | 7,49·10 14 |
| Волновое число, см −1 | 1,32·10 4 | 2,50·10 4 |
Спектр видимого излучения
При разложении луча белого цвета в призме образуется спектр, в котором излучения разных длин волн преломляются под разным углом. Цвета, входящие в спектр, то есть такие цвета, которые могут быть получены световыми волнами одной длины (или очень узким диапазоном), называются спектральными цветами. [10] Основные спектральные цвета (имеющие собственное название), а также характеристики излучения этих цветов, представлены в таблице:
Оптические волны
| Классическая электродинамика | ||||||||||||
 | ||||||||||||
| Магнитное поле соленоида | ||||||||||||
Электричество · Магнетизм
|
Электромагни́тное излуче́ние (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение электрических и магнитных полей.
Содержание
Характеристики электромагнитного излучения
Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию. Длина волны зависит от скорости распространения излучения. Групповая скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Фазовая скорость электромагнитного излучения в вакууме также равна скорости света, в различных средах она может быть как меньше, так и больше скорости света (принцип максимальности скорости света не нарушается, так как скорость переноса энергии и информации в любом случае не превышает световой скорости).
Описанием свойств и параметров электромагнитного излучения занимается электродинамика.
Существуют различные теории, позволяющие смоделировать и исследовать свойства и проявления электромагнитного излучения. Наиболее фундаментальной из них является квантовая электродинамика, из которой путём тех или иных упрощений можно в принципе получить все перечисленные ниже теории, имеющие широкое применение в своих областях. Для описания относительно низкочастотного электромагнитного излучения в макроскопической области используют, как правило, классическую электродинамику, основанную на уравнениях Максвелла, причём существуют упрощения в прикладных применениях. Для оптического излучения (вплоть до рентгеновского диапазона) применяют оптику (в частности, волновую оптику, когда размеры некоторых частей оптической системы близки к длинам волн; квантовую оптику, когда существенны процессы поглощения, излучения и рассеяния фотонов; геометрическую оптику — предельный случай волновой оптики, когда длиной волны излучения можно пренебречь). Гамма-излучение чаще всего является предметом ядерной физики, с других позиций изучается воздействие электромагнитного излучения в радиологии.
Некоторые особенности электромагнитных волн c точки зрения теории колебаний и понятий электродинамики:
Диапазоны электромагнитного излучения
Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам (см. таблицу). Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме.
| Название диапазона | Длины волн, λ | Частоты, ν | Источники | |
|---|---|---|---|---|
| Радиоволны | Сверхдлинные | более 10 км | менее 30 кГц | Атмосферные явления. Переменные токи в проводниках и электронных потоках (колебательные контуры). |
| Длинные | 10 км — 1 км | 30 кГц — 300 кГц | ||
| Средние | 1 км — 100 м | 300 кГц — 3 МГц | ||
| Короткие | 100 м — 10 м | 3 МГц — 30 МГц | ||
| Ультракороткие | 10 м — 1 мм | 30 МГц — 150 ГГц | ||
| Оптическое излучение | Инфракрасное излучение | 1 мм — 780 нм | 150 ГГц — 429 ТГц | Излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях. |
| Видимое излучение | 780—380 нм | 429 ТГц — 750 ТГц | ||
| Ультрафиолетовое | 380 — 10 нм | 7,5×10 14 Гц — 3×10 16 Гц | Излучение атомов под воздействием ускоренных электронов. | |
| Ионизирующее электромагнитное излучение | Рентгеновские | 10 — 5×10 −3 нм | 3×10 16 — 6×10 19 Гц | Атомные процессы при воздействии ускоренных заряженных частиц. |
| Гамма | менее 5×10 −3 нм | более 6×10 19 Гц | Ядерные и космические процессы, радиоактивный распад. | |
Радиоволны. Ультракороткие радиоволны принято разделять на метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые и субмиллиметровые (микрометровые). Волны с длиной λ ( ν > 300 МГц ) принято также называть микроволнами или волнами сверхвысоких частот (СВЧ). Деление радиоволн на диапазоны см. в статьях Радиоизлучение и Диапазоны частот.
Радиоволны
Из-за больших значений λ распространение радиоволн можно рассматривать без учёта атомистического строения среды. Исключение составляют только самые короткие радиоволны, примыкающие к инфракрасному участку спектра. В радиодиапазоне слабо сказываются и квантовые свойства излучения, хотя их всё же приходится учитывать, в частности, при описании квантовых генераторов и усилителей сантиметрового и миллиметрового диапазонов, а также молекулярных стандартов частоты и времени, при охлаждении аппаратуры до температур в несколько кельвинов.
Радиоволны возникают при протекании по проводникам переменного тока соответствующей частоты. И наоборот, проходящая в пространстве электромагнитная волна возбуждает в проводнике соответствующий ей переменный ток. Это свойство используется в радиотехнике при конструировании антенн.
Естественным источником волн этого диапазона являются грозы. Считается, что они же являются источником стоячих электромагнитных волн Шумана.
Оптическое излучение
Оптическое излучение
| Электромагнитное излучение |
|---|
| Синхротронное |
| Циклотронное |
| Тормозное |
| Равновесное |
| Монохроматическое |
| Черенковское |
| Переходное |
| Радиоизлучение |
| Микроволновое |
| Терагерцевое |
| Инфракрасное |
| Видимое |
| Ультрафиолетовое |
| Рентгеновское |
| Гамма-излучение |
| Ионизирующее |
| Реликтовое |
| Магнито-дрейфовое |
| Двухфотонное |
| Вынужденное |
Видимое излучение — это электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок [1] [2] спектра
Интервал видимого излучения является малой частью интервала электромагнитного излучения вообще.
За пределами этой ограниченной области электромагнитное излучение не вызывает у человека зрительных ощущений или, другими словами, является для него невидимым.
Также видимое излучение принято называть светом в узком смысле этого слова. [3]
Характеристики границ видимого излучения
| Длина волны, нм | 780 | 380 |
| Энергия фотонов, Дж | 2,61·10 –19 | 4,97·10 –19 |
| Энергия фотонов, эВ | 1,6 | 3,1 |
| Частота, Гц | 3,94·10 14 | 7,49·10 14 |
| Волновое число, см –1 | 1,32·10 4 | 2,50·10 4 |
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Оптическое излучение» в других словарях:
оптическое излучение — свет Электромагнитное излучение с длинами волн, расположенными в диапазоне от 0,1 А до 1 см (оптическом диапазоне). Примечание. Указанные границы диапазонов длин волн условны, а сами длины волн даны для вакуума. [Сборник рекомендуемых терминов.… … Справочник технического переводчика
ОПТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — сеет в широком смысле слова; электромагнитные волны, длины к рых заключены в диапазоне от единиц нм до десятых долей мм (диапазон частот =3•1011 3•1017 Гц). К О. и., помимо воспринимаемого человеческим глазом видимого излучения, относятся… … Физическая энциклопедия
ОПТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — (см.) в широком смысле слова; к нему, помимо видимого (см.), относятся (см.) и (см.) … Большая политехническая энциклопедия
ОПТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — ОПТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, электромагнитные волны с длиной волны от единиц нм до десятых долей мм. К оптическому излучению, помимо видимого света, воспринимаемого глазом (смотри Свет), относятся инфракрасные и ультрафиолетовые излучения … Современная энциклопедия
ОПТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — электромагнитные волны с длиной в диапазоне от 1 нм до 1 мм. К оптическому излучению помимо воспринимаемого человеческим глазом видимого света относятся инфракрасное и ультрафиолетовое излучения … Большой Энциклопедический словарь
оптическое излучение — 3.15 оптическое излучение (optical radiation): Электромагнитное излучение с длиной волны от 100 до 10000 нм. Примечание В зависимости от длины волны оптическое излучение подразделяется на ультрафиолетовое (УФ), видимое и инфракрасное (ИК)… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
оптическое излучение — электромагнитные волны с длиной в диапазоне от 1 нм до 1 мм. К оптическому излучению, помимо воспринимаемого человеческим глазом видимого света, относятся ИК и УФ излучения. * * * ОПТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, электромагнитные волны… … Энциклопедический словарь
оптическое излучение — optinė spinduliuotė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Elektromagnetinė spinduliuotė bangų ilgių srityje nuo 100 nm iki 1 mm. Ši sritis paprastai dalijama į tris: ultravioletinę (nuo 100 nm iki 380 nm), regimąją (nuo 380… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
ОПТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — излучение электромагнитное с длинами волн Лямбда, заключёнными между переходной областью рентгеновского излучения(X 1 нм) и переходной областью радиоизлучения (X 1 мм). О. и. делят на инфракрасное излучение, видимое излучение и ультрафиолетовое… … Большой энциклопедический политехнический словарь
оптическое излучение — Излучение, длины волн которого расположены в диапазоне от 10 ммк до 340 мк электромагнитного спектра, включающее области ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучений … Политехнический терминологический толковый словарь