Spektrinė skleidžiamos šviesos sudėtis yra didžiausia. Saulės spinduliuotės spektrinė sudėtis

Dvi tos pačios monetos pusės

Norint „pamatyti“ spalvą, reikia dviejų dalykų: šviesos apšviesto objekto (fizinis proceso komponentas) ir žmogaus akies (fiziologinio komponento).

SU fizinis taškas vizija, tai, ką mes suvokiame kaip spalvą, yra rinkinys elektromagnetines bangas tam tikras dažnių diapazonas, kurį gali atskirti žmogaus akis.

Biologijos ir žmogaus fiziologijos požiūriu už žmogaus akies spalvų suvokimą atsakingi du įvairių tipų nervų ląstelės(receptoriai), vadinami atitinkamai kūgiais ir strypais, sugeriančiais šviesos bangos ir gamina nervinis impulsasį smegenis.

Kalbant apie žmogaus akį, reikia pažymėti, kad visos spalvos yra suvokiamos skirtingų žmonių skirtingai – nėra dviejų žmonių, kurie tą pačią spalvą suvoktų vienodai. Tai galite patikrinti atlikdami eksperimentą, kuriame palyginsite savo spalvų suvokimą su kito žmogaus suvokimu.

Šviesos spektrinė kompozicija

Mokslas įrodė, kad šviesa yra elektromagnetinis spektras- monochromatinės spinduliuotės seka, kurios kiekviena atitinka tam tikrą elektromagnetinės vibracijos bangos ilgį. Elektromagnetinės spinduliuotės spektro optinė sritis susideda iš trijų dalių: nematoma ultravioletinė spinduliuotė(bangos ilgis 10-400 nm), matoma šviesos spinduliuotė (bangos ilgis 400-750 nm), akis suvokiama kaip šviesa ir nematoma infraraudonoji spinduliuotė(bangos ilgis 740 nm – 1-2 mm). Šviesos spinduliavimas veikia akis ir sukelia spalvos pojūtį, o elektromagnetinės bangos (nm) turi šias spalvas:

• 390-440 violetinė
• 440-480 mėlyna
• 480-510 mėlyna
• 510-550 žalia
• 575-585 geltona
• 585-620 oranžinė
• 630-770 raudona

Dienos saulės šviesą žmonės suvokia kaip natūraliausią. Tačiau kaitinamųjų lempų šviesa yra „šiltesnė“, tai yra, joje yra daugiau raudonų tonų. Tuo pačiu metu fluorescencinių lempų apšvietimas turi mėlynų tonų perteklių, todėl atrodo „šaltas“.

Kiekybinės šviesos charakteristikos

Supažindinkime su pagrindinių šviesos dydžių ir vienetų sąvokomis.

• Šviesos srautas yra spinduliavimo energijos galia, įvertinama pagal šviesos pojūtį, kurį jis sukuria akiai. Matuojama liumenais (lm).
• Šviesos intensyvumas yra šviesos srautas, sklindantis erdvės kampu, lygus 1 steradianui. Jis matuojamas kandelomis (cd).
• Apšvietimas – vertė šviesos srautas, kritimo ant vieneto paviršiaus. Jis matuojamas liuksais (lx).
• Apšvietimo kiekis (ekspozicija) yra šviesai jautraus elemento apšvietimo ir apšvietimo laiko (užrakto greičio) sandauga. Matavimo vienetas yra liukso sekundė (lx-s).

Šviesos šaltiniai

Yra keletas standartinių šviesos šaltinių.

Elektrinės kaitrinės lempos

Šviesa iš šaltinio, kurio spalvos temperatūra yra 2854 K, laikoma standartine kaitinamųjų elektros lempų spinduliuote.

Naujas terminas

Spalvos temperatūra yra temperatūra, kuriai esant absoliučiai juodas kūnas skleidžia tokios pačios spektrinės sudėties šviesą kaip ir aptariama šviesa. Spalvos temperatūra matuojama kelvinais (K). Taigi, pagal monitoriams skirtą standartą, galite nustatyti jų spalvų temperatūrą iki 9300 arba 6500 K, o tai atitinka mėlynesnę arba geltonesnę spalvą.

Fotografuojant kaitrines lempas galima naudoti kaip bendrosios (išsklaidytos) ir kryptinės šviesos apšvietimą. Svarbi šviestuvų charakteristika yra sklaidos kampas – kampas, kurio ribose apšvietimo įtaiso šviesos stipris sumažinamas ne daugiau kaip 10 % šviesos stiprio ašies kryptimi.

Žiebtuvėliai bendra šviesa turi būti su aukštas kampas sklaidos (60-80 laipsnių), o kryptinių šviesos apšvietimų (prožektorių) sklaidos kampas turėtų svyruoti nuo siauro (keli laipsniai) iki gana plataus (60 laipsnių).

Praktikoje kaip šviestuvai jie naudoja įrenginius su halogeninėmis lempomis, pavyzdžiui, „Svet-500“ arba „Luch-300“. Toks apšvietimas yra reflektorius, kurio šviesos šaltinis yra horizontaliai išilgai reflektoriaus ašies. Prietaisas skirtas 275 arba 500 W galios kaitrinėms lempoms montuoti. Ištraukiamas lizdas leidžia reguliuoti šviesos paskirstymą. Prietaisas tinka tiek bendram, tiek kryptiniam apšvietimui. Kampą galima apriboti naudojant du įrenginio sklendes. Prietaisas montuojamas ant trikojo.

Saulė

Pagal tarptautinį susitarimą tiesioginių saulės spindulių standartas yra spinduliuotė, kurios spalvos temperatūra yra 5400 K.

Saulės šviesa gali būti nukreipta (tiesioginė) arba išsklaidyta atmosferos. Jis kinta spinduliuotės energijos intensyvumu ir spektriniu pasiskirstymu. Spektras saulės spinduliuotės keičiasi, pavyzdžiui, priklausomai nuo to, kaip objektas yra – saulėje ar pavėsyje.

Ankstyvą rytą ir ankstyvą vakarą saulės šviesoje yra žymiai daugiau oranžinių ir raudonų spindulių nei vidury dienos.

Kylant saulei palaipsniui didėja ne tik šviesos intensyvumas, bet ir jos spalvos temperatūra.

Saulės apšvietimo prigimtį nuolat veikia atmosfera. Esant kamuoliniams debesims, šviesos kontrastas sumažėja maždaug 2 kartus, palyginti su apšvietimu giedru, be debesų oru.

Žibintuvėliai

Liuminescencinės lempos ir fotoblykstės turi vienodos energijos spektrą, kuriame visos monochromatinės spinduliuotės energijos yra lygios viena kitai. Kitaip tariant, elektroninės impulsinės blykstės spinduliuotės spektras yra artimas dienos šviesai.

Viena iš pagrindinių blykstės savybių yra orientacinis skaičius – atstumo nuo blykstės iki objekto ir objektyvo diafragmos skaičiaus sandauga. Pagalbinis skaičius priklauso nuo blykstės energijos, šviesos pluošto sklaidos kampo ir reflektoriaus konstrukcijos. Paprastai orientacinis numeris nurodomas filmams, kurių jautrumas yra 100 ISO (65 GOST vienetai).

Spalvų modelio samprata

Už matematinis aprašymas spalvos į kompiuterių įrenginiai ( skaitmeniniai fotoaparatai, skaitytuvai, spausdintuvai, monitoriai) yra įvairių spalvų modelių (arba spalvų erdvės), pvz.: CMYK, RGB, HSB, L*A*B* ir kt. Tokiuose modeliuose kiekvienai pagrindinei spalvai priskiriama konkreti reikšmė skaitmeninis kodas. Paaiškinkime tai pavyzdžiu.

Susipažinti su standarto spalvų modeliais operacinė sistema Windows XP grafinis redaktorius MS Paint XP paleiskite komandą: Start All programs Standard Paint, o tada komandą: Palette Change palete Nurodykite spalvą (1.1 pav.).

Šiame paveikslėlyje matome, kad spalva, kurią pasirinkome spektre pagal žymeklio padėtį, bus pavaizduota bet kuriame skaitmeniniame įrenginyje. spalvos modelis HSB numeriai 84 200 120 arba RGB spalvų modelio numeriai 21 234 43.

NAUJAS TERMINAS

Spalvų modeliai (arba spalvų erdvės) yra matematiškai tikslios spalvos apibūdinimo priemonės. Taigi, jei į monitorių siunčiate spalvų signalą R21G234B43, ta pati spalva turėtų pasirodyti bet kuriame monitoriuje ( šiuo atveju, žalia). NAUJAS TERMINAS

Jei matomas šviesos spektras dedamas nuosekliai (kaip vaivorykštėje) ant apskritimo, gausite spalvų ratą. Naudojant spalvų ratą, galima aiškiau matyti skirtingų elektromagnetinių bangų (spalvų) sąveiką jas sumaišius.

Spalvų ratas fotografijoje turi didelį praktinę reikšmę. Iš pav. 1.2 matote: norėdami sustiprinti bet kokią vaizdo spalvą, turite susilpninti ją papildančią papildomą spalvą (esančią priešais ją spalvų ratu). Pavyzdžiui, norėdami pakeisti bendrą vaizdo spalvų turinį, kad padidėtų žalia spalva, turėtumėte sumažinti jo turinį. violetinė, o jei norite padidinti geltonų tonų kiekį nuotraukoje, tuomet turėtumėte sumažinti mėlynos spalvos intensyvumą. Būtent šiuo principu spalvų korekcija vaizdai į grafiniai redaktoriai(pavyzdžiui, „Adobe Photoshop“).

Spalvų rate viršutinis dešinysis apskritimo sektorius laikomas „šiltu“, o apatinis kairysis sektorius laikomas „vėsiu“. Ši spalvos, kaip šilumos, savybė daugiausia lemia spalvos poveikį žmogui. Šiltos spalvos yra oranžinė, raudona ir geltonos spalvos. Čia galimos asociacijos su ugnimi. Atvėsinti – mėlynos ir žalsvai mėlynos spalvos atspalviai. Kai kuriems žmonėms gali kilti asociacijų su ledu. Šiltos spalvos Jie atrodo artimi ir malonūs, o šalti – tolimi ir nepriklausomi. Apgalvotas šaltų ir šiltų tonų naudojimas leis jums pagerinti savo fotografijos darbą.

Užbaigė: Kamaletdinovas

Planuoti

Šviesa kaip aplinkos veiksnys

Šviesos spektrinė kompozicija ir fazinio matricos samprata

Šviesos pasiskirstymas spektro dalyse ir jos sugertis žaliame lape

Šviesa kaip aplinkos veiksnys

Skirtingos buveinės Žemėje turi skirtingą šviesos lygį. Iš žemo geografinės platumos iki aukštų dienų, auginimo sezono metu dienos trukmė pailgėja. Žemutinėje ir viršutinėje kalnų zonose pastebimi dideli apšvietimo sąlygų skirtumai. Miške sukuriamas unikalus lengvas klimatas, įvairus šešėlis, kurį sukuria medžių lajos ar tanki aukšta žolė. Po aukštų augalų baldakimu šviesa ne tik susilpnėja, bet ir keičia savo spektrą. Jis miške

turi du maksimumus – raudonais ir žaliais spinduliais.

IN vandens aplinkašešėliavimasžaliai mėlyni, o vandens augalai, kaip ir miško augalai, yra šešėliai. Šviesos intensyvumo sumažėjimas vandenyje gali būti skirtingu greičiu, kuris priklauso nuo laipsnio

vandens skaidrumas. Šviesos sudėties pokyčiai atsispindi skirtingų spalvų dumblių grupių pasiskirstyme. Žalieji dumbliai auga arčiau paviršiaus, rudieji – giliau

didesniame gylyje – raudona.

Žemo intensyvumo šviesa gali prasiskverbti į dirvą,

Šviesa turi svarbiausią fiziologinė reikšmėžaliųjų augalų gyvenime, nes fotosintezės procesas įmanomas tik šviesoje.

Visi žemės augalai gaublys kasmet fotosintezės procese sudaro apie 450 milijardų tonų organinės medžiagos, ty maždaug 180 tonų vienam Žemės gyventojui.

Įvairūs augalai skirtingai reaguoja į šviesos pokyčius. Pavėsinguose augaluose fotosintezė aktyviai vyksta esant mažam šviesos intensyvumui, o tolesnis apšvietimo padidėjimas jo nepadidina. Šviesamėgiuose augaluose maksimali fotosintezė vyksta esant pilnai šviesai. Trūkstant šviesos, šviečiantiems augalams išsivysto silpnas mechaninis audinys, todėl jų stiebai pailgėja dėl tarpubamblių ilgio ir guli.

Apšvietimas turi įtakos anatominė struktūra lapai. Šviesūs lapai yra storesni ir šiurkštesni nei šešėliniai lapai. Jie turi storesnę odelę, storesnę sienelę, gerai išvystytus mechaninius ir laidžius audinius. Chloroplastai šviesos ląstelėse

Šviesos spektrinė kompozicija ir fazinio matricos samprata

Svarbiausias fotosintezės proceso bruožas yra tai, kad jis vyksta naudojant saulės šviesos energiją.

Spinduliavimo energija yra energija elektromagnetinės vibracijos, kuriai būdingas tam tikras bangos ilgis, vibracijos dažnis ir greitis

paskirstymas.

Atskirų spektro atkarpų charakteristikos

Pagal pirmąjį fotochemijos dėsnį, gali būti naudojami tik sugerti spinduliai cheminės reakcijos. Jei reaguojančios molekulės yra bespalvės ir nesugeria šviesos, fotocheminės reakcijos gali vykti tik esant specialioms medžiagoms.

Sensibilizatoriai. Sensibilizatoriai – medžiagos, kurios sugeria šviesos energiją ir perduoda ją vienai ar kitai bespalvei molekulei

Fotocheminės reakcijos galimos kvantiniame diapazone nuo 147 iki 587 kJ/mol. Taigi raudonos šviesos kvantuose (176 kJ/mol hv) yra pakankamas kiekis energijos įgyvendinimui fotocheminė reakcija. Tuo pačiu metu, sugerdamos mėlynos šviesos kvantus (261 kJ/mol hv), reaguojančios molekulės gaus energijos perteklių, kuri išsiskiria šilumos arba šviesos pavidalu.

Molekulės reaguos veikiamos skirtingi kiekiai energijos. Energijos suvartojimas priklauso nuo šviesos kokybės. Tai patvirtino O. Warburgo tyrimai. Šiuose tyrimuose pirmą kartą buvo nustatytas fotosintezės darbo kiekis, kurį sukuria 1 J sugertos spinduliavimo energijos. Ši vertė didėja didėjant bangos ilgiui.

>> Šviesos sklaida. Šviesos spektrinė kompozicija

• Saulėta vasaros diena. Ir staiga danguje pasirodė debesis, pradėjo lyti ir atrodė, kad „nepastebėjo“, kad saulė toliau švietė. Toks lietus liaudyje vadinamas aklu. Lietus dar nesiliovė, bet danguje jau švietė įvairiaspalvė vaivorykštė (3.45 pav.). Kodėl ji pasirodė? Atsakymą sužinosite kitoje pastraipoje.

Fig. 3.45. Į vaivorykštę panašus reiškinys gali būti stebimas purškiant fontaną ar krioklį

1. Tiriame baltos šviesos skilimą į spektrą

Pasirodo, laboratorinėmis sąlygomis galima stebėti nuostabų reiškinį, panašų į vaivorykštę. Norėdami tai padaryti, nukreipkime siaurą baltos šviesos spindulį į stiklo prizmė(3.46 pav.). Einant per prizmę, lūžta baltos šviesos spindulys, o ekrane susidaro vaivorykštės juostelė – spektras.

Spektro atsiradimas paaiškinamas tuo, kad baltos šviesos spindulys yra skirtingų spalvų šviesos pluoštų derinys, o skirtingų spalvų šviesos pluoštai toje pačioje terpėje sklinda skirtingu greičiu.

• Šviesos pluošto sklidimo greičio tam tikroje terpėje priklausomybė nuo pluošto spalvos vadinama šviesos dispersija.

Paprastai šviesos pluoštai, sklindantys lėčiau, lūžta labiau.

Ryžiai. 3.46 Baltos šviesos skilimas į spektrą praeinant per stiklinę prizmę Violetiniai spinduliai lūžta stipriausiai, raudoni – silpniausiai

Ryžiai. 3.47 Kai kurios papildomos spalvos

Pavyzdžiui, žiniasklaidoje, apie kurią sužinojote mokykloje, violetiniai spinduliai turi mažesnį greitį nei raudoni, todėl jie lūžta stipriau. Beje, dėl to juostelė violetinė spektre yra žemiau raudonos spalvos (3.46 pav.).

Palyginkime pav. 3,45 ir 3,46: vaivorykštės spalvos yra spektro spalvos, o tai nenuostabu, nes iš tikrųjų vaivorykštė yra didžiulis saulės šviesos spektras. Daugybė mažų vandens lašelių (pamenate, kaip vaivorykštės visada susidaro per lietų ar po jo?), veikdamos kartu kaip daugelis „prizmų“, laužia baltą saulės šviesą ir sukuria įvairiaspalvį lanką.

2. Apibūdinkite spalvas

Paprastai spektre yra septynios spalvos: raudona, oranžinė, geltona, žalia, mėlyna, indigo, violetinė.

Dviejų skirtingų spektrinių spalvų šviesos pluoštai, esantys vienas ant kito, sudaro kitas spalvas. Šis reiškinys vadinamas spektriniu spalvų slapyvardžiu. Taigi, nukreipdami oranžinės ir žalios spalvos spindulius į ekraną taip, kad jie persidengtų vienas kitą, ekrane gauname geltoną spalvą.

Kai kurie spektrinės spalvos uždėjus vienas ant kito jie susidaro baltas. Tokios spektrinių spalvų poros vadinamos komplementariomis (3.47 pav.). Paveikslėlyje A ir B sričių spalvos papildo viena kitą, nes viena kitą papildo balta spalva.

Mūsų regėjimui ypač svarbios trys pagrindinės spektrinės spalvos: raudona, žalia ir mėlyna. Uždėję šias tris spalvas vieną ant kitos skirtingomis proporcijomis, galite gauti įvairių spalvų ir šešėliai (3.48 pav.). Tuo pačiu metu žalia, raudona ir mėlynos spalvos negalima gauti derinant kitas spektro spalvas.

Pavyzdžiui, spalvota televizija yra pagrįsta trijų pagrindinių spektrinių spalvų superpozicija skirtingomis proporcijomis. Jei pažvelgsite į spalvotą televizoriaus ekraną per padidinamąjį stiklą, pamatysite, kad vaizdas susideda iš mažų raudonos, žalios ir mėlynos spalvos objektų.

Ryžiai. 3.48 Pagrindinės spektro spalvos – žalia, raudona, mėlyna

Ryžiai. 3.49. Mėlyna šviesa apšviesti augalo lapai mums atrodo beveik juodi.

3. Sužinokite, kodėl pasaulis yra spalvingas

Žinant tai balta šviesa yra sudėtinga, galima paaiškinti, kodėl mus supantį pasaulį apšviestas tik vieno baltos šviesos šaltinio – Saulės – matome įvairiaspalvius.

Kaip jau žinote, šviesa iš dalies atsispindi fiziniai kūnai, jų dalinai lūžta ir iš dalies sugeria, o šie procesai priklauso nuo medžiagos, iš kurios sudaryti kūnai, optinių savybių ir nuo krintančio šviesos pluošto spalvos.

Baltas paviršius vienodai atspindi visų spalvų spindulius. Todėl kraštovaizdžio lapas, apšviestas baltu šviesos šaltiniu, mums atrodo baltas. Žalia žolė, apšviesta to paties šaltinio, atspindi daugiausia žalius spindulius, o likusius sugeria. Raudoni tulpių žiedlapiai atspindi daugiausia raudonus spindulius, geltoni saulėgrąžų žiedlapiai – geltonus.

Mėlyna šviesa, nukreipta į žalią augalų lapiją, bus beveik visiškai sugerta lapijos, nes tokia žalumynai atspindi daugiausia žalius spindulius ir sugeria kitus. Tai reiškia, kad mėlyna šviesa apšviesta lapija mums atrodys beveik juoda (3.49 pav.). Jei, pavyzdžiui, baltą popierių apšviesime mėlyna šviesa, jis mums atrodys mėlynas, nes baltas popierius atspindi visų spalvų spindulius, įskaitant mėlyną. Tačiau juodas katės kailis sugeria visų spalvų spindulius, todėl kad ir kokia šviesa ją apšviestume, katė vis tiek atrodys juoda.

• Apibendrinkime

Šviesos pluošto sklidimo greičio tam tikroje terpėje priklausomybė nuo pluošto spalvos vadinama šviesos dispersija. Dėl dispersijos balta šviesa, praeinanti, pavyzdžiui, per prizmę, sudaro spektrą, t.y. Pasirodo, yra suskaidytas į septynias spektrines spalvas (raudoną, oranžinę, geltoną, žalią, mėlyną, indigo, violetinę).

Kai persidengia dvi skirtingos spektrinės spalvos, susidaro kitos spalvos.

Dėl to, kad skirtingi kūnai skirtingai atspindi, laužia ir sugeria šviesą, mus supantį pasaulį matome skirtingomis spalvomis.

• Saugumo klausimai

1. Kas vadinama šviesos sklaida?

2. Kokia yra šviesos sklaidos priežastis?

3. Ką gamtos reiškiniai galima paaiškinti šviesos sklaida?

4. Paaiškinkite, ką reiškia posakis „balta šviesa yra sudėtinga šviesa“?

5. Kokios spalvos vadinamos viena kitą papildančiomis?

6. Įvardykite spektro pirminių spalvų savybes.

7. Kokios spalvos šviesą atspindi žalios vynuogės?

• Pratimai

1. Kokios spalvos šviesa praeina per mėlyną stiklą? ar jis jį sugeria?
2. Kaip atrodys raudonos raidės ant balto popieriaus žiūrint pro žalią stiklą? Kaip atrodys popieriaus spalva?
3. Pro kokios spalvos stiklą nematote purpuriniu rašalu ant balto popieriaus parašyto teksto?
4. Vandenyje sklinda raudonos, oranžinės ir mėlynos spalvos šviesos spinduliai. Kuris spindulys sklis greičiau?

• Eksperimentinės užduotys

1. Užpildykite negilų indą vandens ir padėkite jį prie sienos. Padėkite indo apačioje plokščias veidrodis pagal bukas kampasį dugną. Veidrodis turi būti visiškai panardintas į vandenį. Nukreipkite į jį šviesos spindulį ir ant sienos pasirodys „“. saulėtas zuikis“ Atidžiai išnagrinėkite jį ir paaiškinkite pastebėtą reiškinį.

2. Atlikite skirtingų spalvų perdengimo eksperimentą. Norėdami tai padaryti, iš storo popieriaus iškirpkite kelis 15 cm skersmens apskritimus. Padalinkite vieną iš apskritimų į tris vienodus sektorius. Pirmą sektorių nudažykite raudonai, antrą mėlyną, trečią žaliai. Likusius apskritimus padalinkite į sektorius skirtingų dydžių ir dažykite bet kokiu skirtingos spalvos. Uždėkite kiekvieną apskritimą po vieną ant tušinuko galo ir sukite jį. Apibūdinkite ir paaiškinkite savo pastebėjimus.

• Fizika ir technologijos Ukrainoje

Atvira akcinė bendrovė "SELMI"(Sumy Electron Microscopes) savo gamybinę veiklą pradėjo 1959 m. Ši įmonė yra neabejotina matavimo priemonių gamybos lyderė NVS šalyse.

Vienas iš SELMI asociacijos gaminių yra spektrofotometras (žr. pav.). Šis įrenginys skirtas analizuoti turinį sunkieji metalai, kenksmingų medžiagų(cinkas, švinas, varis, kadmis, gyvsidabris) maisto produktuose ir maisto žaliavose, taip pat natūralus vanduo, dirvožemio mėginiai ir tt Spektrofotometro jautrumas yra labai didelis. Tarkime, prietaisas gali aptikti 0,005 mg gyvsidabrio litre vandens.

Fizika. 7 klasė: Vadovėlis / F. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X.: Leidykla "Ranok", 2007. - 192 p.: iliustr.

Šviesa - elektromagnetinė spinduliuotė, kurį skleidžia įkaitusi arba sužadinta medžiaga, suvokiama žmogaus akimis. Dažnai šviesa suprantama ne tik matoma šviesa, bet ir gretimus plataus spektro regionus. Viena iš šviesos savybių yra jos spalva, kuri monochromatinė spinduliuotė yra nustatomas pagal bangos ilgį, o kompleksinei spinduliuotei – pagal spektrinę sudėtį.

Pagrindinis šviesos šaltinis – saulė. Jo skleidžiama šviesa laikoma balta. Nuo saulės ateina šviesa su skirtingais bangos ilgiais.

Šviesos temperatūra priklauso nuo šviesos spinduliuotės galios. Savo ruožtu galia priklauso nuo bangos ilgio.

Kaitinamosios lempos šviesa atrodo balta, tačiau jos spektras pasislenka raudonos spalvos link.

Liuminescencinės lempos šviesa yra nukreipta į violetinę spektro dalį, yra melsvos spalvos ir aukštos spalvos temperatūros

Saulės šviesa dideliuose aukščiuose yra nukreipta į violetinės bangos ilgį. Taip yra dėl išretėjusios atmosferos dideliame aukštyje.

Smėlėtoje dykumoje spektras pasislinks raudonų bangų link, nes Į saulės šviesa pridedama karšto smėlio spinduliuotė.

Fotografuojant būtina atsižvelgti į šiuos faktus, žinoti turimos šviesos spinduliuotės spektrą, kad būtų galima gauti kokybišką nuotrauką su originale esančiais atspalviais.

Tai. iš skirtingų šaltiniųŠviesa sklinda iš skirtingo ilgio fotonų.

Spalva – tai pojūtis, kurį žmogaus akyje ir smegenyse sukelia įvairaus bangos ilgio ir intensyvumo šviesa.

Skirtingo intensyvumo spinduliavimas objektyviai egzistuoja ir sukelia tam tikros spalvos pojūtį. Bet pats savaime jis neturi spalvos. Spalva atsiranda žmogaus regos organuose. Jis neegzistuoja nepriklausomai nuo jų. Todėl jis negali būti laikomas objektyviu dydžiu.

Subjektyvus kokybinis ir kiekybiniai įverčiai jo charakteristikos.

Spalvų pojūčių priežastys yra elektromagnetinė spinduliuotė, šviesa, su kurios objektyvios charakteristikos yra susijusios subjektyvios savybės spalva, jos sodrumas, tonas, ryškumas.

Spalvos tonas yra subjektyvus. sąlygotas savybių vizualinis suvokimas asmuo, šviesa, apibrėžto intensyvumo bangos.

Temperatūra, kurioje visiškai juodas kūnas skleidžia tokios pačios spektrinės sudėties šviesą, kaip ir aptariama šviesa, vadinama spalvos temperatūra. Ji tik nurodo spektrinis pasiskirstymas spinduliuotės energijos, o ne šaltinio temperatūros. Taip, šviesa mėlynas dangus atitinka maždaug 12 500–25 000 K spalvinę temperatūrą, t.y. daug aukštesnę nei saulės temperatūra. Spalvos temperatūra išreiškiama kelvinais (K).

Spalvos temperatūros sąvoka taikoma tik šiluminiams (karštos) šviesos šaltiniams. Elektros išlydžio šviesa dujose ir metalo garuose (natrio, gyvsidabrio, neoninėse lempose) negali būti apibūdinama spalvine temperatūra.

Cheminė medžiagos sudėtis– svarbiausia žmonijos naudojamų medžiagų savybė. Be jo tikslių žinių neįmanoma pakankamai tiksliai planuoti. technologiniai procesai V pramoninės gamybos. IN pastaruoju metu cheminės medžiagos sudėties nustatymo reikalavimai tapo dar griežtesni: daugelis gamybos sričių ir mokslinę veiklą reikalauti tam tikro „grynumo“ medžiagų - tai tikslios, fiksuotos sudėties reikalavimai, taip pat griežti apribojimai dėl pašalinių medžiagų priemaišų. Atsižvelgiant į šias tendencijas, kuriami vis pažangesni medžiagų cheminės sudėties nustatymo metodai. Tai apima metodą spektrinė analizė, pateikiant tikslius ir greitas mokymasis medžiagų chemija.

Šviesos fantazija

Spektrinės analizės pobūdis

(spektroskopijos) tyrimai cheminė sudėtis medžiagos, pagrįstos jų gebėjimais skleisti ir sugerti šviesą. Yra žinoma, kad visi cheminis elementas skleidžia ir sugeria tik sau būdingą šviesos spektrą, su sąlyga, kad jis gali būti sumažintas iki dujinės būsenos.

Remiantis tuo, galima nustatyti šių medžiagų buvimą konkrečioje medžiagoje pagal jų unikalų spektrą. Šiuolaikiniai metodai spektrinė analizė leidžia nustatyti medžiagos, sveriančios iki milijardų gramo dalių, buvimą mėginyje - už tai atsakingas spinduliuotės intensyvumo indikatorius. Atomo skleidžiamo spektro unikalumas apibūdina jo gilų ryšį su fizine struktūra.

Matoma šviesa yra spinduliuotė iš 3,8 *10 -7 į 7,6*10 -7 m, atsakingas už įvairias spalvas. Medžiagos gali skleisti šviesą tik sužadintos būsenos (ši būsena apibūdinama padidintas lygis vidinis) esant nuolatiniam energijos šaltiniui.

Gavę energijos perteklių, medžiagos atomai ją išskiria šviesos pavidalu ir grįžta į normalią būseną. energetinė būsena. Būtent ši atomų skleidžiama šviesa naudojama spektrinei analizei. Dažniausiai pasitaikantys spinduliuotės tipai yra šie: šiluminė spinduliuotė, elektroliuminescencija, katodoliuminescencija, chemiliuminescencija.

Spektrinė analizė. Liepsnos dažymas metalo jonais

Spektrinės analizės rūšys

Yra emisijos ir sugerties spektroskopija. Emisijos spektroskopijos metodas pagrįstas elementų savybėmis skleisti šviesą. Medžiagos atomams sužadinti naudojamas aukštos temperatūros kaitinimas, lygus keliems šimtams ar net tūkstančiams laipsnių - tam medžiagos mėginys dedamas į liepsną arba galingo poveikio lauką. elektros iškrovos. Esant įtakai aukščiausia temperatūra medžiagos molekulės skirstomos į atomus.

Atomai, gavę energijos perteklių, išspinduliuoja ją skirtingų bangos ilgių šviesos kvantų pavidalu, kuriuos fiksuoja spektriniai prietaisai – prietaisai, vizualiai atvaizduojantys gautą šviesos spektrą. Spektriniai įtaisai taip pat yra spektroskopijos sistemos atskyrimo elementas, nes šviesos srautas yra sumuojamas iš visų mėginyje esančių medžiagų, o jo uždaviniai yra padalinti bendrą šviesos matricą į spektrus. atskiri elementai ir jų intensyvumo nustatymas, kuris leis ateityje padaryti išvadas apie elemento kiekį bendra masė medžiagų.

• Priklausomai nuo spektrų stebėjimo ir registravimo metodų, yra spektriniai instrumentai: spektrografai ir spektroskopai. Pirmieji užfiksuoja spektrą fotojuostoje, o antrieji leidžia peržiūrėti spektrą, kad žmonės galėtų tiesiogiai stebėti per specialias taikikliai. Matmenims nustatyti naudojami specializuoti mikroskopai, leidžiantys labai tiksliai nustatyti bangos ilgį.
• Po registracijos šviesos spektras jis atidengtas kruopšti analizė. Identifikuojamos tam tikro ilgio bangos ir jų padėtis spektre. Toliau nustatoma koreliacija tarp jų padėties ir priklausomybės norimoms medžiagoms. Tai atliekama lyginant bangos padėties duomenis su informacija, esančia metodinėse lentelėse, nurodančiose tipinius cheminių elementų bangos ilgius ir spektrus.
• Absorbcijos spektroskopija atliekama panašiai kaip emisijos spektroskopija. Šiuo atveju medžiaga yra tarp šviesos šaltinio ir spektrinio aparato. Praeidama per analizuojamą medžiagą, skleidžiama šviesa pasiekia spektrinį aparatą su tam tikrais bangos ilgiais „nusileidimais“ (absorbcijos linijomis) – jie sudaro tiriamos medžiagos sugertą spektrą. Tolesnė tyrimo seka yra panaši aukščiau minėtam emisijos spektroskopijos procesui.

Spektrinės analizės pradžia

Spektroskopijos svarba mokslui

Spektrinė analizė leido žmonijai atrasti keletą elementų, kurių nepavyko nustatyti tradiciniais metodais registracija cheminių medžiagų. Tai tokie elementai kaip rubidis, cezis, helis (jis buvo atrastas naudojant Saulės spektroskopiją – gerokai prieš atradimą Žemėje), indis, galis ir kt. Šių elementų linijos buvo aptiktos dujų emisijos spektruose ir jų tyrimo metu buvo neatpažįstamos.

Tapo aišku, kad tai nauji, iki šiol nežinomi elementai. Rimta įtaka spektroskopija įtakojo dabartinės metalurgijos ir mechaninės inžinerijos pramonės, branduolinės pramonės formavimąsi, žemės ūkis, kur tapo vienu pagrindinių sisteminės analizės įrankių.

Spektroskopija įgijo didžiulę reikšmę astrofizikoje.

Išprovokuoti kolosalų šuolį Visatos sandaros suvokime ir patvirtinti, kad viskas, kas egzistuoja, susideda iš tų pačių elementų, kurių, be kita ko, gausu Žemėje. Šiandien spektrinės analizės metodas leidžia mokslininkams nustatyti milijardus kilometrų nuo Žemės esančių žvaigždžių, ūkų, planetų ir galaktikų cheminę sudėtį – šie objektai, savaime suprantama, dėl didelio atstumo nepasiekiami tiesioginiais analizės metodais.

Absorbcinės spektroskopijos metodu galima tirti tolimą kosminiai objektai, kurie neturi savo spinduliuotės. Šios žinios leidžia įsitvirtinti svarbiausios savybės kosminiai objektai: slėgis, temperatūra, konstrukcijos ypatybės ir daug daugiau.