Vidljiva svjetlost

Vidljiva svjetlost, vidljivo zračenje (vidljivi spektar ili spektar boja) je dio elektromagnetnkog spektra koji je vidljiv ljudskim očima. Elektromagnetno zračenje u ovom opsegu talasnih dužina naziva se vidljivo zračenje ili jednostavno svjetlost. Tipsko zdravo ljudsko oko vidi talasne dužine od oko 380 do 740 nanometara,^[1] odnosno frekvencije od 430 do 770 THz.

Na vidljivu svjetlost, ljudsko oko reagira samo na vrlo ograničeni raspon talasanih dužina. Međutim, ono odlično raspoznaje i vrlo male razlike unutar tog raspona. Te male razlike opisuju se kao boje. Vidljiv spektar se sastoji od šest čistih boja: žuta, narandžasta, crvena, ljubičasta, plava i zelena, koje su u različitim međusobnim odnosima i kontrastima. Spektar ne sadrži sve boje koje ljudske oči i moždani centar mogu razlikovati. Naprimjer, nezasićene boje kao što su ružičasta, ili varijacije ljubičaste poput magente nedostaju, jer se mogu načiniti samo iz mješavine više talasnih dužina. Boje koje sadrže samo jednu talasnu dužinu se nazivaju čistim bojama ili spektralnim bojama.

Vidljive talasne dužine prolaze u velikoj meri neprilagođene kroz Zemljinu atmosferu kroz područje „optičkog prozora” elektromagnetnog spektra. Primjer ove pojave je kada čist zeak raspršuje plavu svjetlost više od crvene, pa podnevno nebo izgleda plavo. Optički prozor se također naziva i „vidljivi prozor”, jer preklapa spektar vidnog odgovora kod ljudi. Blisko infracrveni (NIR) prozor nalazi se neposredno izvan ljudskog vidnog opsega, kao i prozor srednjih infracrvenih talasnih dužina (MWIR) i dugotalasni ili daleko infracrveni prozor (LWIR ili FIR), iako ih mogu vidjeti i ostale životinje.

Vidljivi spektar u prirodi uočavamo kao dugine boje.

Percepcija boja kod raznih vrsta organizama

Mnoge vrste mogu da vide svjetlost na frekvencijama van ljudskog „vidljivog spektra”. Pčele i mnogi drugi insekti mogu da uoče ultraljubičastu svjetlost, što im pomaže da pronađu nektar u cvjetovima. Biljne vrste koje ovise od oprašivanja putem insekata često svoj reproduktivni uspjeh duguju svom izgledu u ultraljubičastoj svetlosti, a ne koliko šareno izgledaju ljudima. Ptice također mogu da vide ultraljubičasto svjetlo (300–400 nm), a neke imaju spolno ovisne oznake na svom perju koje su vidljive samo u ultraljubičastom opsegu.^[2]^[3] Mnoge životinje koje vide u ultraljubičastom području ne mogu da vide crveni dio spektra niti bilo koju drugu crvenkastu talasnu dužinu. Vidljivi spektar pčela završava se na oko 590 nm, neposredno prije nego što počnu narandžaste talasne dužine.^[4] Ptice mogu da vide neke crvene talasne dužine, iako ne toliko daleko u svjetlosnom spektru kao ljudi.^[5] Popularno vjerovanje da je obična zlatna ribica jedina životinja koja može da vidi infracrvenu i ultraljubičastu svetlost^[6] je netačno, jer zlatne ribice ne mogu vidjeti infracrvenu svetlost.^[7] Slično tome, psi se često smatraju sljepima za boje, ali se pokazalo da su osetljivi na boje, mada ne koliko i ljudi.^[8] Neke zmije mogu da „vide”^[9] zračeću toplotu na talasnim dužinama između 5 i 30 µm do takvog stepena tačnosti da slijepa zvečarka može da cilja ranjive dijelove tijela plijena na koje cilja,^[10] a druge zmije mogu da otkriju toplinu tijela sa višemetarske udaljenosti.^[11] To se takođe može koristiti u termoregulaciji i detekciji predatora.^[12]^[13]

Spektar boja

sRGB predstavljanje spektra vidljive svetlosti
Boja	Talasna dužina	Frekvencija	Energija fotona
Ljubičata	380–450 nm	680–790 THz	2.95–3.10 eV
Plava	450–485 nm	620–680 THz	2.64–2.75 eV
Cijan	485–500 nm	600–620 THz	2.48–2.52 eV
Zelena	500–565 nm	530–600 THz	2.25–2.34 eV
Žuta	565–590 nm	510–530 THz	2.10–2.17 eV
Narandžasta	590–625 nm	480–510 THz	2.00–2.10 eV
Crvena	625–740 nm	405–480 THz	1.65–2.00 eV

Boje koje se mogu proizvesti vidljivom svetlošću uskog opsega talasnih dužina (monohromatska svetlost) nazivaju se čistim spektarskim bojama. Različiti rasponi boja navedeni na slici su standardizirana aproksimacija: spektar je kontinuiran, bez jasnih granica između jedne i druge boje (talasne dužine).^[14]

Ako se uzak snop bijele svetlosti propusti kroz pukotinu i da zatim prođe kroz optičko sočivo tako da zraci u paralelnom snopu padaju na optičku prizmu dolazi do njegovog razlaganja. Pritom prizma mora biti namještena na minimum devijacije. Nakon loma u prizmi taj se uski snop svjetlosti raširi u široku prugu raznobojne svetlosti koja se zove spektar boja. Spektar bijele svetlosti sastoji se od 6 boja i to: crvene, narandžaste, žute, zelene, plave i ljubičaste koje neprekidno prelaze jedna u drugu. Ovo rastavljanje bele svetlosti u 6 spektarskih boja zove se disperzija svetlosti. Disperziju svetlosti je prvi istražio Isaac Newton i time objasnio hipotezu da je bijela svetlost sastavljena iz različitih, takozvanih spektarsikh boja.

Kako se prizmom svetlost dvaput lomi, disperzija se javlja tako što svaka spektarska boja ima različiti indeks loma. Kod toga se najmanje lomi crvena, a najviše ljubičasta svjetlost. Dakle, indeks loma ljubičaste svjetlosti veći je od indeksa loma crvene. Odatle proizilazi da se crvena i ljubičasta svjetlost šire u staklu različitim brzinama. Znači da brzina svjetlosti u prozirnim sredinama zavisi od boje svetlosti. Brzina crvene svetlosti je najveća. Sve manju brzinu ima po redu, narandžasta, žuta, zelena, plava i modra svetlost, najmanju ljubičasta.

Mjerenja su pokazala da u vakuumu brzina svetlosti ne zavisi od njene boje. Stoga u vakuumu nema njene disperzije.

Da je spektarska svjetlost homogena i jednobojna (monohromatska), tj. da se ne može rastaviti, može se potvrditi eksperimentom. U zastoru na koji pada spektar boja napravi se uska pukotina tako da kroz nju prolazi snop jednobojne svetlosti i da pada na drugu prizmu. Druga prizma mora biti tako postavljena da joj lomni brid bude paralelan s lomnim bridom prve prizme. Zbog loma na prizmi svjetlost će biti otklonjena, ali neće nastati disperzija.

Osnovne i izvedene boje

Spektar boja na kojem se vide primarne, sekundarne i tercijarne boje.

Osnovne ili primarne boje, od kojih nastaju sve ostale, su:

crvena
žuta
plava

Sekundarne boje, nastaju miješanjem osnovnih boja:

zelena (plava + žuta)
narandžasta (žuta + crvena)
ljubičasta (crvena + plava)

Tercijarne boje nastaju miješanjem primarnih i sekundarnih boja:

narandžastocrvena
žutonarandžasta
žutozelena
plavozelena (tirkizna) (plava+zelena
plavoljubičasta (indigo)
crvenoljubičasta (purpurna)

Boje po abecednom redu A–F

Reference

^ Starr, Cecie (2005). Biology: Concepts and Applications. Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0-534-46226-0.
^ Cuthill, Innes C (1997). "Ultraviolet vision in birds". u Peter J.B. Slater (ured.). Advances in the Study of Behavior. 29. Oxford, England: Academic Press. str. 161. ISBN 978-0-12-004529-7.
^ Jamieson, Barrie G. M. (2007). Reproductive Biology and Phylogeny of Birds. Charlottesville VA: University of Virginia. str. 128. ISBN 978-1-57808-386-2.
^ Skorupski, Peter; Chittka, Lars (10. 8. 2010). "Photoreceptor Spectral Sensitivity in the Bumblebee, Bombus impatiens (Hymenoptera: Apidae)". PLoS ONE. 5 (8): e12049. Bibcode:2010PLoSO...512049S. doi:10.1371/journal.pone.0012049. PMC 2919406. PMID 20711523.
^ Varela, F. J.; Palacios, A. G.; Goldsmith T. M. (1993) "Color vision of birds", pp. 77–94 in Vision, Brain, and Behavior in Birds, eds. Zeigler, Harris Philip and Bischof, Hans-Joachim. MIT Press. ISBN 9780262240369
^ "True or False? "The common goldfish is the only animal that can see both infra-red and ultra-violet light."". Skeptive. 2013. Arhivirano s originala, 24. 12. 2013. Pristupljeno 28. 9. 2013. Nepoznati parametar |deadurl= zanemaren (prijedlog zamjene: |url-status=) (pomoć)
^ Neumeyer, Christa (2012). "Chapter 2: Color Vision in Goldfish and Other Vertebrates". u Lazareva, Olga; Shimizu, Toru; Wasserman, Edward (ured.). How Animals See the World: Comparative Behavior, Biology, and Evolution of Vision. Oxford Scholarship Online. ISBN 978-0-19-533465-4.
^ Kasparson, A. A; Badridze, J; Maximov, V. V (2013). "Colour cues proved to be more informative for dogs than brightness". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 280 (1766): 20131356. doi:10.1098/rspb.2013.1356. PMC 3730601. PMID 23864600.
^ Newman, EA; Hartline, PH (1981). "Integration of visual and infrared information in bimodal neurons in the rattlesnake optic tectum". Science. 213 (4509): 789–91. Bibcode:1981Sci...213..789N. doi:10.1126/science.7256281. PMC 2693128. PMID 7256281.
^ Kardong, KV; Mackessy, SP (1991). "The strike behavior of a congenitally blind rattlesnake". Journal of Herpetology. 25 (2): 208–211. doi:10.2307/1564650. JSTOR 1564650.
^ Fang, Janet (14. 3. 2010). "Snake infrared detection unravelled". Nature News. doi:10.1038/news.2010.122.
^ Krochmal, Aaron R.; George S. Bakken; Travis J. LaDuc (15. 11. 2004). "Heat in evolution's kitchen: evolutionary perspectives on the functions and origin of the facial pit of pitvipers (Viperidae: Crotalinae)". Journal of Experimental Biology. 207 (Pt 24): 4231–4238. doi:10.1242/jeb.01278. PMID 15531644.
^ Greene HW. (1992). "The ecological and behavioral context for pitviper evolution", in Campbell JA, Brodie ED Jr. Biology of the Pitvipers. Texas: Selva. ISBN 0-9630537-0-1.
^ Bruno, Thomas J. and Svoronos, Paris D. N. (2005). CRC Handbook of Fundamental Spectroscopic Correlation Charts. CRC Press. ISBN 9781420037685

Također pogledajte

Vanjski linkovi

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Vidljiva svjetlost

Šablon:Spektar Šablon:Viđenje boja Šablon:Radijacija Šablon:Teme o boji

[1] Starr, Cecie (2005). Biology: Concepts and Applications. Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0-534-46226-0.

[2] Cuthill, Innes C (1997). "Ultraviolet vision in birds". u Peter J.B. Slater (ured.). Advances in the Study of Behavior. 29. Oxford, England: Academic Press. str. 161. ISBN 978-0-12-004529-7.

[3] Jamieson, Barrie G. M. (2007). Reproductive Biology and Phylogeny of Birds. Charlottesville VA: University of Virginia. str. 128. ISBN 978-1-57808-386-2.

[4] Skorupski, Peter; Chittka, Lars (10. 8. 2010). "Photoreceptor Spectral Sensitivity in the Bumblebee, Bombus impatiens (Hymenoptera: Apidae)". PLoS ONE. 5 (8): e12049. Bibcode:2010PLoSO...512049S. doi:10.1371/journal.pone.0012049. PMC 2919406. PMID 20711523.

[Varela-5] Varela, F. J.; Palacios, A. G.; Goldsmith T. M. (1993) "Color vision of birds", pp. 77–94 in Vision, Brain, and Behavior in Birds, eds. Zeigler, Harris Philip and Bischof, Hans-Joachim. MIT Press. ISBN 9780262240369

[6] "True or False? "The common goldfish is the only animal that can see both infra-red and ultra-violet light."". Skeptive. 2013. Arhivirano s originala, 24. 12. 2013. Pristupljeno 28. 9. 2013. Nepoznati parametar |deadurl= zanemaren (prijedlog zamjene: |url-status=) (pomoć)

[7] Neumeyer, Christa (2012). "Chapter 2: Color Vision in Goldfish and Other Vertebrates". u Lazareva, Olga; Shimizu, Toru; Wasserman, Edward (ured.). How Animals See the World: Comparative Behavior, Biology, and Evolution of Vision. Oxford Scholarship Online. ISBN 978-0-19-533465-4.

[8] Kasparson, A. A; Badridze, J; Maximov, V. V (2013). "Colour cues proved to be more informative for dogs than brightness". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 280 (1766): 20131356. doi:10.1098/rspb.2013.1356. PMC 3730601. PMID 23864600.

[9] Newman, EA; Hartline, PH (1981). "Integration of visual and infrared information in bimodal neurons in the rattlesnake optic tectum". Science. 213 (4509): 789–91. Bibcode:1981Sci...213..789N. doi:10.1126/science.7256281. PMC 2693128. PMID 7256281.

[KM-10] Kardong, KV; Mackessy, SP (1991). "The strike behavior of a congenitally blind rattlesnake". Journal of Herpetology. 25 (2): 208–211. doi:10.2307/1564650. JSTOR 1564650.

[11] Fang, Janet (14. 3. 2010). "Snake infrared detection unravelled". Nature News. doi:10.1038/news.2010.122.

[KBLaD-12] Krochmal, Aaron R.; George S. Bakken; Travis J. LaDuc (15. 11. 2004). "Heat in evolution's kitchen: evolutionary perspectives on the functions and origin of the facial pit of pitvipers (Viperidae: Crotalinae)". Journal of Experimental Biology. 207 (Pt 24): 4231–4238. doi:10.1242/jeb.01278. PMID 15531644.

[Gre92-13] Greene HW. (1992). "The ecological and behavioral context for pitviper evolution", in Campbell JA, Brodie ED Jr. Biology of the Pitvipers. Texas: Selva. ISBN 0-9630537-0-1.

[14] Bruno, Thomas J. and Svoronos, Paris D. N. (2005). CRC Handbook of Fundamental Spectroscopic Correlation Charts. CRC Press. ISBN 9781420037685

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]