"และพระเจ้าตรัสว่า 'ให้มีแสงสว่าง!' และที่นั่นก็มีแสงสว่าง" ทุกคนรู้คำเหล่านี้จากพระคัมภีร์และทุกคนเข้าใจ: ชีวิตที่ปราศจากมันเป็นไปไม่ได้ แต่แสงในธรรมชาติคืออะไร? ประกอบด้วยอะไรบ้างและมีคุณสมบัติอะไรบ้าง? แสงที่มองเห็นและมองไม่เห็นคืออะไร? เราจะพูดถึงสิ่งเหล่านี้และปัญหาอื่น ๆ ในบทความ
ในบทบาทของแสง
ข้อมูลส่วนใหญ่มักจะถูกรับรู้โดยบุคคลผ่านสายตา ความหลากหลายของสีและรูปแบบที่เป็นลักษณะเฉพาะของโลกวัตถุถูกเปิดเผยแก่เขา และเขาสามารถรับรู้ผ่านการมองเห็นได้เฉพาะสิ่งที่สะท้อนแสงที่เรียกว่าแสงที่มองเห็นได้เท่านั้น แหล่งกำเนิดแสงอาจเป็นจากธรรมชาติ เช่น แสงอาทิตย์หรือของประดิษฐ์ ที่เกิดจากไฟฟ้า ต้องขอบคุณแสงดังกล่าว ทำให้สามารถทำงาน ผ่อนคลาย พูดได้คำเดียว ใช้ชีวิตที่เต็มเปี่ยมได้ทุกช่วงเวลาของวัน
โดยธรรมชาติ ลักษณะสำคัญของชีวิตเช่นนี้ก็ครอบงำจิตใจของผู้คนมากมายที่อยู่ในยุคต่างๆ กัน พิจารณาว่าแสงจากมุมต่างๆ คืออะไร จากมุมมองของทฤษฎีต่างๆ ที่เกจิยึดถือในปัจจุบัน
แสง: นิยาม (ฟิสิกส์)
อริสโตเติลที่ถามคำถามนี้ถือว่าเบาเป็นการกระทำบางอย่างซึ่งแพร่กระจายในสิ่งแวดล้อม ปราชญ์จากกรุงโรมโบราณ Lucretius Carus มีความคิดเห็นที่แตกต่างออกไป เขาแน่ใจว่าทุกสิ่งที่มีอยู่ในโลกประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุด - อะตอม และแสงก็มีโครงสร้างนี้
ในศตวรรษที่สิบเจ็ด มุมมองเหล่านี้ก่อให้เกิดพื้นฐานของสองทฤษฎี:
- ร่างกาย;
- เวฟ
ทฤษฎี Corpuscular ยึดติดกับนิวตัน สูตรของพระองค์ว่าแสงเป็นดังนี้. วัตถุที่ส่องสว่างจะแผ่อนุภาคที่เล็กที่สุดที่กระจายไปตามเส้นนั่นคือรังสี เข้าตาคนจึงมองเห็น
อีกทฤษฎีหนึ่งเกี่ยวข้องกับชื่อไฮเกนส์ เขาเชื่อว่ามีสภาพแวดล้อมพิเศษที่กฎแห่งแรงโน้มถ่วงไม่มีผลบังคับใช้ ในนั้นระหว่างอนุภาคมีอีเธอร์เรืองแสง นั่นคือสิ่งที่แสงเป็นตามเขา
แม้จะมีคำอธิบายที่แตกต่างกัน แต่วันนี้ทั้งสองทฤษฎีถือว่าถูกต้องและกำลังศึกษาอยู่ แสงมีทั้งคุณสมบัติของคลื่นและอนุภาค
ความถี่แสงที่มองเห็น
แสงคือสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มองเห็นได้ด้วยตา หากคุณดูที่มาตราส่วนของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ปรากฎว่าแสงที่มองเห็นได้นั้นอยู่ในบริเวณที่เล็กมาก ปรากฎว่ามีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของสิ่งที่เปล่งออกมาเท่านั้นที่มีให้สำหรับบุคคล สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือช่วงที่ระบุมีให้สำหรับมนุษย์โดยเฉพาะ นั่นคือบางทีสัตว์บางชนิดอาจมองเห็นไม่สามารถเข้าถึงได้โดยมนุษย์ และในทางกลับกัน. การมองเห็นของมนุษย์สามารถมองเห็นสีที่สัตว์แต่ละตัวมองไม่เห็น
รังสีอินฟราเรด
เฮอร์เชลนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในปี 1800 ได้สลายแสงแดดเป็นสเปกตรัม ถังปรอทดำด้านหนึ่งด้วยเขม่า การสังเกตพบว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ เขาจึงตัดสินใจว่าเทอร์โมมิเตอร์ได้รับความร้อนจากรังสีที่ตามนุษย์มองไม่เห็น ต่อมาถูกเรียกว่าอินฟราเรด นั่นคือ ความร้อน
เอฟเฟกต์นี้แสดงให้เห็นถึงเกลียวของเตาหลอมอย่างสมบูรณ์แบบ เมื่อถูกความร้อนจะเริ่มอุ่นเครื่องก่อนโดยไม่เปลี่ยนสีและหลังจากนั้นเมื่อถูกความร้อนให้บลัชออน ปรากฎว่าช่วงของเกลียวนั้นแตกต่างกันไปตั้งแต่อินฟราเรดที่มองไม่เห็นไปจนถึงรังสีอัลตราไวโอเลต
วันนี้ทราบกันดีอยู่แล้วว่าทุกร่างปล่อยแสงอินฟราเรด แหล่งกำเนิดแสงที่เปล่งรังสีอินฟราเรดมีความยาวคลื่นยาวกว่า แต่มีมุมหักเหที่อ่อนกว่าแสงสีแดง
ความร้อนคือรังสีอินฟราเรดจากโมเลกุลที่เคลื่อนที่ ยิ่งความเร็วของพวกมันสูงเท่าไหร่ รังสีก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และวัตถุดังกล่าวก็จะยิ่งอุ่นขึ้น
อัลตราไวโอเลต
ทันทีที่รังสีอินฟราเรดถูกค้นพบ วิลเฮล์ม ริตเตอร์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ก็เริ่มศึกษาด้านตรงข้ามของสเปกตรัม ความยาวคลื่นที่นี่กลับสั้นกว่าสีม่วง เขาสังเกตเห็นว่าซิลเวอร์คลอไรด์กลายเป็นสีดำหลังสีม่วง และเกิดขึ้นเร็วกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ ปรากฎว่าการแผ่รังสีดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนบนเปลือกอะตอมด้านนอกเปลี่ยนแปลง แก้วสามารถดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตได้ ดังนั้นจึงใช้เลนส์ควอทซ์ในการวิจัย
รังสีถูกดูดซึมโดยผิวหนังมนุษย์และสัตว์เช่นเดียวกับเนื้อเยื่อพืชส่วนบน รังสีอัลตราไวโอเลตในปริมาณเล็กน้อยสามารถส่งผลดีต่อความเป็นอยู่ที่ดี เสริมสร้างภูมิคุ้มกันและสร้างวิตามินดี แต่ปริมาณมากอาจทำให้ผิวหนังไหม้และทำลายดวงตา และมากเกินไปอาจส่งผลในการก่อมะเร็งได้
โปรแกรมอัลตราไวโอเลต
รังสีอัลตราไวโอเลตใช้ในยา (สามารถฆ่าสิ่งมีชีวิตที่เป็นอันตรายได้) สำหรับการฟอกหนังและในรูปถ่าย เมื่อดูดกลืนแสงจะมองเห็นได้ ดังนั้นการใช้งานอีกด้านคือการใช้ในการผลิตหลอดฟลูออเรสเซนต์
สรุป
หากเราคำนึงถึงสเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้เพียงเล็กน้อย จะเห็นได้ชัดว่าช่วงแสงยังได้รับการศึกษาในระดับต่ำโดยมนุษย์อีกด้วย เหตุผลหนึ่งสำหรับแนวทางนี้คือผู้คนให้ความสนใจในสิ่งที่มองเห็นได้ด้วยตามากขึ้น
แต่ด้วยเหตุนี้ ความเข้าใจจึงอยู่ในระดับต่ำ จักรวาลทั้งหมดเต็มไปด้วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า บ่อยครั้งที่ผู้คนไม่เพียง แต่ไม่เห็นพวกเขา แต่ยังไม่รู้สึกถึงพวกเขาด้วย แต่ถ้าพลังงานของสเปกตรัมเหล่านี้เพิ่มขึ้น ก็สามารถทำให้เกิดการเจ็บป่วยและถึงขั้นเสียชีวิตได้
เมื่อศึกษาสเปกตรัมที่มองไม่เห็น บางคนเรียกว่าปรากฏการณ์ลึกลับก็ชัดเจน ตัวอย่างเช่น ลูกไฟ. มันเกิดขึ้นที่พวกเขาราวกับว่ามาจากไหนก็ไม่รู้ปรากฏขึ้นและหายไปในทันใด อันที่จริง การเปลี่ยนจากช่วงที่มองไม่เห็นไปเป็นช่วงที่มองเห็นได้และในทางกลับกันนั้นทำได้ง่ายมาก
หากคุณใช้กล้องคนละตัวในการถ่ายภาพท้องฟ้าในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง บางครั้งกลายเป็นว่าจับภาพการเปลี่ยนแปลงของพลาสมอยด์ การปรากฏตัวของพวกมันในสายฟ้า และการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสายฟ้าด้วยตัวมันเอง
รอบตัวเราเป็นโลกที่เราไม่รู้จักโดยสิ้นเชิง ซึ่งดูแตกต่างจากที่เราเคยเห็น คำกล่าวที่เป็นที่รู้จักกันดีว่า “จนกว่าฉันจะเห็นด้วยตาตัวเอง ฉันจะไม่เชื่อมัน” ได้สูญเสียความเกี่ยวข้องไปนานแล้ว วิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์มือถือ และอื่นๆ ได้พิสูจน์มานานแล้วว่าการที่เรามองไม่เห็นบางสิ่งไม่ได้หมายความว่าสิ่งนั้นไม่มีอยู่จริง