Światło widzialne

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Światło widzialne – część promieniowania elektromagnetycznego, na którą reaguje siatkówka oka człowieka w procesie widzenia.

Dla człowieka promieniowanie to zawiera się w przybliżeniu w zakresie długości fal 380-780 nm (co najmniej), dla różnych zwierząt zakres ten bywa nieco odmienny, lecz o zbliżonych wartościach.

Potocznie światłem nazywa się widzialną część promieniowania elektromagnetycznego („światło widzialne”). W fizyce pojęcie światło ma ogólniejsze znaczenie.

Energia promieniowania słonecznego[edytuj | edytuj kod]

Energia promieniowania słonecznego (irradiancja) zawiera się w większości pomiędzy falami o długości 280-4000 nm i odpowiada dość dokładnie promieniowaniu ciała doskonale czarnego w temperaturze około 6000 K.

W tabeli[1] podany jest podział promieniowania słonecznego w różnych pasmach. Około połowy energii całkowitego promieniowania słonecznego znajduje się w świetle widzialnym i ultrafiolecie, a druga połowa znajduje się w bliskiej i średniej podczerwieni (700-4000 nm).

Pasmo Długość [nm] Irradiancja [W/m2] [%]
ultrafiolet <350 62 4,5
bliski ultrafiolet 350-400 57 4,2
widzialne 400-700 522 38,2
bliska podczerwień 700-1000 309 22,6
podczerwień >1000 417 30,5
stała słoneczna 1367 100,0

Transmisja światła widzialnego w atmosferze i wodzie[edytuj | edytuj kod]

Współczynnik transmisji (w skali 0-1) atmosfery ziemskiej.
Współczynnik absorpcji promieniowania elektromagnetycznego w wodzie, w skali logarytmicznej.

Światło widzialne jest w małym stopniu absorbowane zarówno przez atmosferę ziemską, jak i przez wodę.

Rysunek stałych optycznych wody (od 200 nm do 200 μm) przedstawia absorpcję w dużym zakresie długości fal. Na wykresie widać, że zakres światła widzialnego jest wyjątkowy. Współczynnik absorpcji jest kilka rzędów wielkości mniejszy w świetle widzialnym niż w paśmie ultrafioletu lub podczerwieni. Tylko w tym zakresie światło może przenikać w głąb oceanu (do około 100 m), tworząc tzw. strefę eufotyczną i dostarczając niezbędnej energii do produkcji fitoplanktonu. Jak wyjątkowy jest zakres 400-700 nm można ocenić przez kontrast z promieniowaniem w bliskiej podczerwieni, które jest absorbowane przez warstwę około jednego milimetra na powierzchni oceanu (innymi słowy powierzchnia oceanu jest czarna w tym zakresie widmowym). Zakres 380–710 nm to równocześnie zakres promieniowania czynnego fotosyntetycznie.

Podobnie jest w atmosferze ziemskiej – w świetle widzialnym absorpcja przez gazy i chmury jest stosunkowo mała (porównaj rysunek), co umożliwia dotarcie promieniowania widzialnego do powierzchni ziemi i oceanu. Obszary (długości fali) dużej transmisji nazywamy oknami atmosferycznymi. W świetle widzialnym (VIS) promieniowanie słoneczne jest stosunkowo mało absorbowane (okno optyczne). W bliskiej podczerwieni (IR) widać szereg pasm absorpcyjnych pary wodnej.

Znaczna część promieniowania słonecznego jest pochłaniana lub odbijana przez ziemską atmosferę. Ultrafiolet pochłaniany jest w dużej mierze przez tlen, zwłaszcza w postaci ozonu (ozonosfera), podczerwień przez gazy cieplarniane (metan, podtlenek azotu, dwutlenek węgla, para wodna). W związku z tym atmosfera ziemska jest przezroczysta głównie dla światła widzialnego[2].

Wobec tego, fizjologia oka (to, że dobrze widzimy w paśmie ok. 400-700 nm) może być związana z faktem, że woda morska transmituje światło widzialne. Można również doszukiwać się powiązań ewolucyjnych między wykorzystywaniem światła przez barwniki fotosyntetyczne, fitochromy i fotoreceptory.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Thekaekara, M. P., Solar energy outside the earth's atmosphere, Solar Energy 14, 109 (1973)
  2. Earth's Radiant Energy Balance and Oceanic Heat Fluxes. oceanworld.tamu.edu. [dostęp 2008-12-20].