Сайт <<< Предыдущая Оглавление Следующая >>>

Почему световое „окно" в окружающий мир лишь узкая „щелочка"?

Длины большого семейства электромагнитных волн изменяются в очень широких пределах. Они составляют километры у длинных радиоволн и уменьшаются до миллиардных долей сантиметра (10−9 см) у коротких рентгеновских лучей. На фоне такого гигантского диапазона изменения длин электромагнитных волн (от 103 до 10−11 м) световой диапазон (0,40·10−6—0,76·10−6 м) выглядит просто узенькой „щелочкой", на протяжении которой длина волны изменяется меньше чем в два раза.

Весь свет, с помощью которого мы получаем всю световую и цветовую информацию из окружающего мира, „укладывается" почти в 1/3 мкм! В столь узенькой „щелочке" заключено все богатство цветов и красок мира!

Чем же объяснить, что световые волны заключены в такие „тесные границы"? Случайно ли это? Нет, не случайно! Покажем, что световой диапазон не может быть шире. Начнем с коротковолнового конца видимого спектра.

Лучи с длиной волны короче 0,4 мкм называются ультрафиолетовыми или сокращенно УФ-лучами. Они обладают большой энергией квантов. Величина кванта, как известно, равна , где h — постоянная Планка (6,6·10−34 Дж·с), a — частота электромагнитной волны. УФ-лучи в силу большой энергии их квантов производят химическое разрушение органических веществ, оказывают сильное действие, порой губительное, на живые организмы. Это свойство УФ-лучей используется в бактерицидных лампах.

Кожа человека, подвергнутого умеренному облучения УФ-лучами, покрывается загаром. Загар — это темная пигментация кожи. Она представляет собой защитную реакцию кожного покрова на проникновение большого количества УФ-лучей, такая пигментация кожи предохраняет от дальнейшего попадания в ткани больших доз губительных УФ-лучей. Неумеренное облучение человека УФ-радиацией, желание загореть в короткий срок, приводит к серьезным ожогам, воспалению кожи и даже к болезням крови. Длительное облучение глаза человека УФ-радиацией может привести к слепоте. На облучение человека дозами радиации выше допускаемых одним из первых органов реагирует глаз.

УФ-лучи не попадают в глаз, так как поглощаются хрусталиком. И хотя сетчатка и чувствительна к УФ-лучам, световой диапазон, благодаря защитной роли хрусталика, обрывается на 0,40 мкм.

Теперь обратимся к длинноволновому, красному краю светового диапазона. Лучи с длиной волны более 0,80 мкм называют инфракрасными или ИК-лучами. К ним глаз не чувствителен. Глаз не мог бы работать как орган зрения, если бы он воспринимал ИК-лучи. Максимум собственного теплового излучения глаза при температуре тела человека около 37° С приходится на длины волн 9—10 мкм. Можно показать несложными расчетами, что если бы глаз воспринимал ИК-лучи с такой чувствительностью, какую он имеет к желто-зеленым, то собственное излучение глаза составляло бы 5 млн. кд! Естественно, что при наличии такого мощного „прожектора" в собственном глазу, мы не могли бы видеть ничего вокруг. Глаз не мог бы выполнять функции органа зрения.

Итак, в силу указанных причин световые волны оказываются заключенными в тесные границы от 0,40 до 0,76 мкм. Приходится только удивляться, что, наблюдая окружающий мир сквозь такую узкую „щелочку" светового диапазона, глаз человека способен воспринимать богатейшую цветовую гамму, улавливать малейшие изменения в цветовом тоне или в яркости. Этому в значительной степени помогают особенности спектральной чувствительности глаза, которые наглядно отражаются в острой форме кривой видности. Даже самые небольшие изменения длины волны света (т. е. цвета лучей) сопровождаются заметным изменением спектральной чувствительности глаза к новому цвету. Это и приводит к тому, что помимо имеющегося различия в цвете, например, двух соприкасающихся предметов, близких по цвету, появляется существенный дополнительный контраст по яркости, который помогает отличить один предмет от другого, т. е. увидеть их.


Сайт <<< Предыдущая Оглавление Следующая >>>

статистика сайта
Hosted by uCoz