Длина волны света, чем измеряется и как найти: что это такое, формула

Большая часть воспринимаемой человеком на сознательном уровне информации поступает через органы зрения – глаза. Свет не только основной поставщик сведений об окружающем мире, он влияет на наше самочувствие, здоровье, работоспособность. Рассмотрим его основную характеристику: что такое длина волны света, на что влияет, как определяется.

Что такое длина волны света

Свет – это волновая энергия, электромагнитные колебания, которые воспринимают органы зрения человека. Они расположены между инфракрасным и ультрафиолетовым излучением. Лучи в пределах 380–780 нм возбуждают светочувствительные клетки сетчатки глаза, создают на ней образ в соответствующем частотном диапазоне. Это самое простое определение длины световой волны. Изучает это излучение раздел физики, называемый оптикой.

В чем измеряется длина световой волны

Важнейшие характеристики оптического излучения:

• Количество гребней, которые за секунду попадают на детектор либо проносятся мимо наблюдателя – частота. Измеряется в герцах (Гц).
• Расстояние между этими гребнями – это длина световой волны. Единица измерения – нанометры (нм).

Как определить длину волны света: формула для расчётов, способы измерить

Кроме вычисления существует несколько способов измерить длину волны света. Самый распространённый – с помощью дифракционной решётки с разным количеством щелей на миллиметр. Дифракционная решётка освещается, на экране замеряется расстояние между нулевым максимумом и максимумом первого порядка (a). Также определяется расстояние между нулевым максимумом первого и второго порядков. Посредством формулы: λ = \frac { λ_1 + λ_2 } { 2 } вычисляется приблизительная длина излучения нужного цвета.

Частота и длина волны света взаимосвязаны соотношением λ = с/ν, где:

• ν – частота излучения;
• c – скорость его распространения в вакууме.

Для определения длины световой волны в воздухе применяется формула с показателем преломления среды:

λ = \frac { с } { nν }, где: n = \sqrt { εμ } – диэлектрическая и магнитная проницаемость воздуха.

Длины волн разных цветов

Излучения разной длины воспринимаются чувствительными клетками глаза как различные цвета. Ниже приведена таблица с приблизительными границами. Они, во-первых, индивидуальны для каждого человека, во-вторых, цвета плавно перетекают из одного в другой, чёткой границы их перехода не существует.

Излучения с расстоянием между гребнями чуть менее 380 иногда воспринимается как едва видимый фиолетовый цвет, а при расстоянии между ними более 760–780 нм – как растворяющийся красный. Цвета окружающих нас предметов объясняются свойством поверхностей:

• отражать волны определённой длины – их мы и воспринимаем, они определяют цвет вещей;
• поглощать – белый снег отражает почти 100% падающих на него солнечных лучей, а чёрный окрас у животных появляется из-за поглощения практически всего видимого света.

Видимый свет на шкале электромагнитных излучений занимает мизерную часть спектра.