Μήκος κύματος Φωτός

Το φως είναι ένας συγκεκριμένος τύπος ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. Είναι το φως που είναι αναγνωρίσιμο και ορατό με γυμνό μάτι, και είναι υπεύθυνο για την αίσθηση του φωτός. Το ορατό φως έχει μήκη κύματος μεταξύ 400 και 700 νανόμετρα, ενώ το υπέρυθρο έχει μεγαλύτερα μήκη κύματος και το υπεριώδες έχει μικρότερα μήκη κύματος.

Το μήκος κύματος του ορατού φωτός συνεπάγεται συχνότητα 430-750 terahertz (THz). Σύμφωνα με το πείραμα, το φως στο κενό ταξιδεύει με 299.792.458 m/s. Το ορατό φως, όπως και άλλες ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες, ρέει με αυτή την ταχύτητα στο κενό. Στη φυσική, το φως συχνά ορίζεται ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία οποιουδήποτε μήκους κύματος, ορατή ή μη. Τα ραδιοκύματα, οι ακτίνες γάμμα, τα μικροκύματα και οι ακτίνες Χ είναι όλα τα είδη φωτός.

Μήκος κύματος

Ένα σωματίδιο και ένα κύμα είναι δύο τρόποι για να σκεφτούμε τον τρόπο με τον οποίο φαίνεται το φως. Τα φωτόνια είναι σωματίδια φωτός που μεταφέρουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια σε «πακέτα». Αντίθετα, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία διαδίδεται ως κύματα ενέργειας.

Το φως ταξιδεύει σε μια καμπύλη διαδρομή. Ταξιδεύει ως εγκάρσιο κύμα. Τα εγκάρσια κύματα είναι ταλαντώσεις που συμβαίνουν κάθετα προς την κατεύθυνση μετάδοσης της ενέργειας. Το μήκος κύματος ενός εγκάρσιου κύματος είναι η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών ή κοιλοτήτων. Οποιαδήποτε κινούμενη ενέργεια, όπως το φως ή ο ήχος, έχει ένα επαναλαμβανόμενο μοτίβο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το μήκος κύματος δηλώνεται σε νανόμετρα ή μικρόμετρα. Συμβολίζεται με το σύμβολο λάμδα.

Η σχέση συχνότητας και μήκους κύματος

Η συχνότητα και το μήκος κύματος είναι άρρηκτα συνδεδεμένα, ιδιαίτερα στο πλαίσιο του φωτός. Το μήκος κύματος ορίζεται ως η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κοιλοτήτων ή κορυφών, ενώ η συχνότητα ορίζεται ως ο αριθμός των κυμάτων που διέρχονται από ένα μόνο μέρος για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Η σχέση μεταξύ μήκους κύματος και συχνότητας είναι αντίστροφη, πράγμα που δείχνει ότι όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος κύματος, τόσο μικρότερη είναι η συχνότητα. Όταν το μήκος κύματος είναι μικρό, η συχνότητα τείνει να είναι μεγαλύτερη επειδή περισσότερες κοιλότητες και κορυφές ταξιδεύουν μέσω του μικρού μήκους κύματος. Από την άλλη πλευρά, όταν το μήκος κύματος έχει μεγαλύτερη διαδρομή, η συχνότητα τείνει να είναι χαμηλότερη.

Λευκό φως: Το μήκος κύματος του λευκού φωτός είναι μεταξύ 400 και 750 nm. Όταν το λευκό φως μεταδίδεται μέσω ενός πρίσματος, το φάσμα φωτός δημιουργείται ως αποτέλεσμα της διάθλασης διαφορετικών μηκών κύματος σε διάφορες γωνίες.

Υπεριώδες φως: Το υπεριώδες φως είναι ένα μήκος κύματος φωτός που υπάρχει μεταξύ των ορατών περιοχών και των ακτίνων Χ του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ονομάστηκε για το γεγονός ότι είναι το φως που είναι πιο κοντά στο ιώδες στοιχείο του ορατού φωτός και κυμαίνεται σε μήκος κύματος από 10 έως 400 nm.

Υπέρυθρη ακτινοβολία: Η υπέρυθρη ακτινοβολία έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος από το ορατό φως και βρίσκεται στην κόκκινη περιοχή του οπτικού φάσματος. Έχει εύρος μήκους κύματος από 750 nm έως 1 mm. Αν και η υπέρυθρη ακτινοβολία δεν είναι ορατή, μπορεί να γίνει αισθητή ως θερμότητα.

Κόκκινο και πορτοκαλί φως: Τα κόκκινα και πορτοκαλί φώτα με μήκη κύματος που κυμαίνονται από 750 έως 610 nm και 610 έως 590 nm, αντίστοιχα, παρατηρούνται καλύτερα φυσικά γύρω από την αυγή και τη δύση του ηλίου. Αυτό συμβαίνει επειδή τα σχετικά κόκκινα και πορτοκαλί μήκη κύματος του ηλιακού φωτός δεν διασκορπίζονται επαρκώς από την ατμόσφαιρα αυτές τις στιγμές.

Κίτρινο φως: Το κίτρινο φως έχει μήκος κύματος μεταξύ 590 και 570 νανόμετρα. Οι λυχνίες νατρίου χαμηλής πίεσης εκπέμπουν ένα κίτρινο φως.

Πράσινο φως: Το πράσινο χρώμα, του οποίου το μήκος κύματος είναι μεταξύ 570 και 500 nm, είναι πιο αισθητό στο γρασίδι και στα φύλλα. Το γρασίδι αντανακλά το πράσινο φως και απορροφά όλα τα άλλα μήκη κύματος, δίνοντάς του την όψη ότι είναι πράσινο.

Μπλε φως: Το μπλε φως έχει μήκος κύματος μεταξύ 500 και 450 νανόμετρα. Η ατμόσφαιρα διασκορπίζει εύκολα μικρότερα μήκη κύματος και έτσι διασκορπίζει αποτελεσματικά το μήκος κύματος που αντιστοιχεί στο μπλε χρώμα. Γι' αυτό, όταν κοιτάμε ψηλά τον ουρανό, φαίνεται μπλε.

Ανοικτό ιώδες φως Indigo: Το Indigo είναι ένα χρώμα στον χρωματικό τροχό που βρίσκεται ανάμεσα στα κύρια χρώματα μπλε και βιολετί. Το μήκος κύματός του είναι μεταξύ 450 και 425 nm. Το ιώδες φως, με μήκος κύματος 425–400 nm, είναι το ορατό φως με το μικρότερο μήκος κύματος. Λόγω του μικρότερου μήκους κύματος του, διασκορπίζεται πιο αποτελεσματικά από την ατμόσφαιρα. Ωστόσο, λόγω της ευαισθησίας των ματιών μας στο μπλε, ο ουρανός φαίνεται μπλε και όχι λουλακί ή βιολετί.

Ορατό φως

Το φως αποτελείται από πολλά μήκη κύματος και κάθε μήκος κύματος αντιστοιχεί σε διαφορετικό χρώμα. Το χρώμα που αντιλαμβανόμαστε είναι το αποτέλεσμα ενός μήκους κύματος που ανακλάται από το αντικείμενο που έχουμε μπροστά μας. Το ορατό φάσμα είναι το εύρος του φωτός που μπορεί να αντιληφθεί και να διακρίνει το γυμνό μάτι. Αυτό το εύρος ξεκινά στα 700 nm και τελειώνει στα 400 nm.

Φόρμουλα για το μήκος κύματος του φωτός λέιζερ

Λάμδα =(a × x) / d , όπου "λάμδα" είναι το μήκος κύματος σε μέτρα, "a" είναι η απόσταση μεταξύ των σχισμών του πλέγματος περίθλασης, "x" είναι η απόσταση των κροσσών και "d" είναι η απόσταση οθόνης έως σχάρα.

Συμπέρασμα

Το μήκος κύματος του φωτός υπαγορεύει τις ιδιότητές του. Για παράδειγμα, τα μικρά μήκη κύματος συνδέονται με ακτίνες γάμμα και ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας, ενώ τα μεγάλα μήκη κύματος συνδέονται με ραδιοκύματα χαμηλής ενέργειας. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα περιλαμβάνει όλα τα μήκη κύματος.