Põhierinevus – punane vs sinine valgus
Põhiline erinevus punase ja sinise valguse vahel on mulje, mis tekib inimese võrkkestas. See on tajutav arusaam kahe lainepikkuse erinevusest.
Punase ja sinise valguse omadused
Mõned olendid ei näe erinevaid värve peale musta ja valge. Kuid inimesed tuvastavad nähtavas vahemikus erinevaid värve. Inimese võrkkestas on ligikaudu 6 miljonit koonusrakku ja 120 miljonit varrasrakku. Koonused on värvi tajumise eest vastutavad ained. Põhivärvide tuvastamiseks on inimsilmas erinevad fotoretseptorid. Nagu on näidatud järgmisel joonisel, on inimese võrkkestas spetsiaalselt kujundatud eraldatud koonused, mis tuvastavad punase ja sinise valguse erinevuse. Vaatleme üksikasjalikult punase ja sinise taustal olevaid fakte.
Kasutades V=fλ, saab kiiruse, lainepikkuse ja sageduse vahelist seost võrrelda punase ja sinise valguse omadusi. Mõlemal on sama kiirus kui 299 792 458 ms-1 vaakumis ja nad asuvad elektromagnetilise spektri nähtavas piirkonnas. Kuid kui nad läbivad erinevaid meediume, kipuvad nad liikuma erineva kiirusega, mis paneb nad muutma oma lainepikkusi, hoides sagedust konstantsena.
Punast ja sinist võib käsitleda päikesevalguse komponentidena. Kui päikesevalgus läbib õhus hoitud klaasprisma või difraktsioonvõre, eraldub see põhimõtteliselt seitsmeks värviks; Sinine ja punane on kaks neist.
Mis vahe on punasel ja sinisel valgusel?
Lainepikkus vaakumis
Punane tuli: umbes 700 nm vastab valgusele punases vahemikus
Sinine tuli: umbes 450 nm vastab sinisele valgusvahemikule.
Difraktsioon
Punane valgus näitab suuremat difraktsiooni kui sinine valgus, kuna sellel on suurem lainepikkus.
Tuleb märkida, et laine lainepikkus varieerub sõltuv alt keskkonnast.
Tundlikkus
Me näeme värve tänu võrkkesta koonusrakkudele, mis reageerivad erinevatele lainepikkustele.
Punane tuli: punased koonused on tundlikud pikemate lainepikkuste suhtes.
Sinine valgus: sinised koonused on tundlikud lühemate lainepikkuste suhtes.
Fotoni energia
Teatud elektromagnetlaine energiat väljendatakse plankvalemiga, E=hf. Kvantideooria kohaselt on energia kvantiseeritud ja kvantide murdosasid ei saa üle kanda, välja arvatud kvanti täisarv. Sinised ja punased tuled koosnevad vastavatest energiakvantidest. Seetõttu saame modelleerida
Punane tuli 1,8 eV footonite voona.
Sinine valgus 2,76 eV kvantide (footonite) voona.
Rakendused
Punane tuli: punasel on nähtavas vahemikus pikim lainepikkus. Võrreldes sinisega näitab punane valgus õhus vähem hajumist. Seetõttu on punane tõhusam, kui seda kasutatakse äärmuslikes tingimustes hoiatustulena. Punane tuli läbib udu, sudu või vihma korral kõige madalama kõrvalekalde, mistõttu kasutatakse seda sageli pargi-/piduritulena ja kohtades, kus toimub ohtlik tegevus. Teisest küljest on sinine valgus sellistes olukordades väga halb.
Sinine tuli: sinist valgust indikaatorina peaaegu ei kasutata. Sinised laserid on välja töötatud revolutsiooniliste kõrgtehnoloogiliste rakendustena, nagu BLURAY-mängijad. Kuna BLURAY-tehnoloogia vajab ülim alt kompaktsete andmete lugemiseks/kirjutamiseks täpselt peent kiirt, tuli lahendusena areenile sinine laser, edestades punaseid lasereid. Sinine LED on LED-perekonna noorim liige. Teadlased olid kaua oodanud sinise LED-i leiutamist energiasäästlike LED-lampide valmistamiseks. Blue LED-i leiutamisega on energiasäästu kontseptsioon muutunud paljudes tööstusharudes sujuvamaks ja suurenenud.
Pilt: „1416 Color Sensitivity”, OpenStax College – anatoomia ja füsioloogia, Connexionsi veebisait. https://cnx.org/content/col11496/1.6/, 19. juuni 2013. (CC BY 3.0) Commonsi „Dispersioonprisma” kaudu. (CC SA 1.0) Commonsi kaudu
