Видимый спектр — это часть электромагнитного спектра , видимая человеческому глазу . Электромагнитное излучение в этом диапазоне длин волн называется видимым светом или просто светом . Типичный человеческий глаз реагирует на длины волн от примерно 380 до примерно 750 нанометров . [1] С точки зрения частоты это соответствует полосе в районе 400–790 терагерц . Эти границы не имеют четкого определения и могут варьироваться в зависимости от человека. [2]В оптимальных условиях эти пределы человеческого восприятия могут простираться до 310 нм ( ультрафиолетовое ) и 1100 нм ( ближнее инфракрасное ). [3] [4] Оптический спектр иногда считается таким же, как и видимый спектр, но некоторые авторы определяют этот термин более широко, включая также ультрафиолетовую и инфракрасную части электромагнитного спектра. [5]
Спектр не содержит всех цветов , которые может различать зрительная система человека. Ненасыщенные цвета , такие как розовый , или фиолетовые вариации, такие как пурпурный , например, отсутствуют, потому что они могут быть получены только из смеси нескольких длин волн. Цвета, содержащие только одну длину волны, также называются чистыми цветами или спектральными цветами.
Видимые длины волн проходят в значительной степени без ослабления через атмосферу Земли через область « оптического окна » электромагнитного спектра. Примером этого явления является то, что чистый воздух рассеивает синий свет больше, чем красный, и поэтому полуденное небо кажется голубым (за исключением области вокруг солнца, которая кажется белой, потому что свет рассеивается не так сильно). Оптическое окно также называют «видимым окном», потому что оно перекрывает спектр видимой реакции человека. Окно ближнего инфракрасного диапазона (NIR) находится за пределами человеческого зрения, а также окно среднего инфракрасного диапазона (MWIR) и окно длинноволнового или дальнего инфракрасного диапазона (LWIR или FIR), хотя другие животные могут их видеть.
В 13 веке Роджер Бэкон предположил, что радуга возникает в результате процесса, аналогичного прохождению света через стекло или кристалл. [6]
В 17 веке Исаак Ньютон обнаружил, что призмы могут разбирать и собирать белый свет, и описал это явление в своей книге « Оптика » . Он был первым, кто использовал слово « спектр » ( латинское «вид» или «привидение») в этом смысле в печати в 1671 году при описании своих опытов в оптике . Ньютон заметил, что, когда узкий луч солнечного света падает на грань стеклянной призмы под углом, часть его отражается .и часть луча проходит через стекло, проявляясь в виде разноцветных полос. Ньютон предположил, что свет состоит из «корпускул» (частиц) разных цветов, при этом разные цвета света движутся с разной скоростью в прозрачном веществе, красный свет движется быстрее, чем фиолетовый в стекле. В результате красный свет преломляется ( преломляется ) менее резко, чем фиолетовый, когда он проходит через призму, создавая спектр цветов.
Ньютон первоначально разделил спектр на шесть названных цветов: красный , оранжевый , желтый , зеленый , синий и фиолетовый . Позже он добавил индиго в качестве седьмого цвета, так как считал, что семь было совершенным числом, полученным от древнегреческих софистов , что существует связь между цветами, музыкальными нотами, известными объектами в Солнечной системе и днями неделя. [7]Человеческий глаз относительно нечувствителен к частотам индиго, и некоторые люди с хорошим зрением не могут отличить индиго от синего и фиолетового. По этой причине некоторые более поздние комментаторы, в том числе Айзек Азимов [8] , предположили, что индиго следует рассматривать не как самостоятельный цвет, а просто как оттенок синего или фиолетового. Факты указывают на то, что то, что Ньютон имел в виду под «индиго» и «синим», не соответствует современным значениям этих цветных слов. Сравнение наблюдения Ньютоном призматических цветов с цветным изображением спектра видимого света показывает, что «индиго» соответствует тому, что сегодня называется синим, тогда как его «синий» соответствует голубому . [9] [10] [11]