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 380–750 nm, dla zwierząt zakres ten bywa nieco odmienny (lecz o zbliżonych wartościach).

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

Energia promieniowania słonecznego[edytuj | edytuj kod]

Energia promieniowania słonecznego (irradiancja) zawiera się w większości między 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 jego całkowitej energii 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 poniżej 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 powyżej 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 (skala logarytmiczna)

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 tak zwaną 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 (NIR) 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 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.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  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].