Світло; Електромагнітне випромінювання; Проривна просунута нейронаука; Коригувальний JDV
Світло - це електромагнітне випромінювання в межах певної частини електромагнітного спектра. Це слово зазвичай позначає видиме світло, яке є видимим спектром, який видно людському оку і відповідає за відчуття зору. [1] Видиме світло зазвичай визначається як таке, що має довжину хвилі в діапазоні 400–700 нанометрів (нм), або 4,00 × 10 −7 до 7,00 × 10 −7 м, між інфрачервоним (з більшою довжиною хвилі) та ультрафіолетовим (з коротші довжини хвиль). [2] [3] Ця довжина хвилі означає діапазон частот приблизно 430–750 терагерц (ТГц).
Основним джерелом світла на Землі є Сонце. Сонячне світло забезпечує енергію, яку зелені рослини використовують для створення цукрів, переважно у формі крохмалів, які виділяють енергію в живі істоти, які їх перетравлюють. Цей процес фотосинтезу забезпечує практично всю енергію, що використовується живими істотами. Історично ще одним важливим джерелом світла для людей був вогонь - від стародавніх багаття до сучасних гасових ламп. З розвитком електричного освітлення та енергосистем електричне освітлення фактично замінило вогняне світло. Деякі види тварин генерують власне світло - процес, який називається біолюмінесценцією. Наприклад, світлячки використовують світло для пошуку партнерів, а кальмари-вампіри використовують його, щоб сховатися від здобичі.
Основними властивостями видимого світла є інтенсивність, напрямок поширення, частота або спектр довжини хвилі та поляризація, тоді як його швидкість у вакуумі, 299 792 458 метрів на секунду, є однією з основних констант природи. Експериментально встановлено, що видиме світло, як і всі типи електромагнітного випромінювання (ЕМР), завжди рухається з такою швидкістю у вакуумі. [4]
У фізиці термін світло іноді стосується електромагнітного випромінювання будь-якої довжини хвилі, видимої чи ні. [5] [6] У цьому сенсі гамма-промені, рентген, мікрохвилі та радіохвилі також є світлом. Як і всі види ЕМ-випромінювання, видиме світло поширюється у вигляді хвиль. Однак енергія, яку передають хвилі, поглинається в окремих місцях так, як поглинаються частинки.
Поглинена енергія ЕМ-хвиль називається фотоном і представляє кванти світла. Коли хвиля світла перетворюється і поглинається як фотон, енергія хвилі миттєво руйнується до одного місця, і саме в цьому місці фотон «надходить». Це те, що називається колапсом хвильової функції. Ця подвійна хвилеподібна та подібна до частинок природа світла відома як подвійність хвилі і частинки. Вивчення світла, відомого як оптика, є важливим напрямом досліджень у сучасній фізиці.
Світло також має свою роль у біології. У ссавців світло контролює відчуття зору і циркадні годинники, активуючи світлочутливі білки в фоторецепторних клітинах сітківки ока. У разі зору світло виявляється родопсином у клітинах стрижнів та конусів. У випадку з циркадними годинниками інший фотопігмент, меланопсин, відповідає за виявлення світла у власне світлочутливих клітинах гангліїв сітківки. [
Електромагнітний спектр і видиме світло
Електромагнітний спектр із виділеною видимою частиною
Як правило, ЕМ-випромінювання (позначення "випромінювання" виключає статичні електричні, магнітні та ближні поля), або ЕМР, класифікується за довжиною хвилі на радіохвилі, мікрохвилі, інфрачервоний діапазон, видимий спектр, який ми сприймаємо як світло, ультрафіолет, рентген та гамма-промені.