Az elektromágneses hullámok spektrumának érzékelése a légkör sugárzáselnyelése - mert a Földre érkező elektromágneses hullámok jelentős részét a légkör elnyeli - következtében alakult ki. Az elnyelődés következtében megmaradó látható fénysugarak úgy hatnak ránk, hogy a környezetünkben lévő tárgyak felületéről visszaverődő fényhullámokat érzékeljük. Ez az evolúció során alakult ki az élőlényekben. A rádióhullámok - amelyeket az emberiség még egy jó évszázada fedezett fel - nemcsak műsorszórásra (földi, műholdas), hanem a világűr kutatására is alkalmasak.

A fény - amely elektromágneses sugárzás, szemünkbe jutva a fotorecepto­rokban ingerületet kelt, és az agy látóközpontjában fényérzetté alakul - olyan elektromágneses (transzverzális) hullám, melynek hullámhossza 1.87×10^-7m (vörös) és 3.75×10^-7m (indigókék) között van. Az emberi szembe jutva az emberi szem ideghártyájának (retinájának) érzékelőit (csapokat és pálcikákat) ingerli, mely ingerek elektromos impulzusként terjednek tovább és a látóidegen végighaladva az agyban a látás érzetét hozzák létre.

A látható fény hullámhossza 380 nm-től 780 nm-ig terjedő tartományban mozog. A látható fény prizma segítségével spektrumaira bontható. A fénysugarak homogén, egynemű közegben (így a levegőben is), minden irányban egyenes vonalban terjednek 300 000 km/s sebességgel.

 

A különböző hosszúságú hullámok megtörnek a prizma élein, ennek eredményeképp látjuk a szivárvány színeit.

- vörös: 620 - 780 nm

- narancs: 585 - 620 nm

- sárga: 570 - 585 nm

- zöld: 490 - 570 nm

- kék: 440 - 490 nm

- indigókék: 420 - 440 nm

 

 

Az olvasott információkat kiegészítő információk itt tekinthetők meg.¹⁵

A fény nemcsak anyagban terjed, hanem légüres térben (vákuumban) is, ahol a terjedési sebessége állandó. Vannak olyan elektromágneses sugárzások, amelyek megegyeznek a látható fény tulajdonságaival, de azokat az emberi szem nem érzékeli. Ezek két csoportba sorolhatók:

- a rövidebb hullámhosszú változatai az infravörös (IR), a radar, tévé és rádióhullámok

- a nagyobb hullámhosszú pedig ultraibolya (UV), de ebbe a fogalomkörbe tartozik a röntgensugár, a rádioaktív sugárzás)

- tágabb értelemben beleérthető az ennél nagyobb (infravörös) és kisebb hullámhosszú (ultraibolya) sugárzás is

A fény emberi szemen kívül más eszközökkel is tanulmányozható. A fény például fényképlemezen kémiai változást okoz, működésbe hozza a fotocellát. Az élővilág érzékelésének tanulmányozása során is bebizonyosodott, hogy a különböző állatok más-más, az embertől különböző tartományokat látnak az elektromágneses sugárzásból, tehát a fény nemcsak a műszerek, hanem az élővilág számára is tágabb fogalmat jelent, mint az emberi szem számára látható fény. A fény terjedése során prizma és fehér fény alkalmazásakor színszóródás, diszperzió jön létre, mert a különböző színű fénysugarakra a prizma törésmutatója eltérő.

A fény legfontosabb fizikai jellemzői: fénysebesség, frekvencia, hullámhossz

A fény kettős természetű, egyrészt hullámjelenség, másrészt pedig korpuszkuláris (részecske) természetű. A részecskéket a fény kvantumainak, fotonoknak nevezik, melyek légüres térben fénysebességgel mozognak, nyugalmi tömegük pedig zérus.

A fény mint hullámjelenség a sebességével, a frekvenciájával és a hullámhosszával jellemezhető. A hullámmozgást valamilyen rezgő forrás hozza létre, a frekvencia mértékegysége a [Hz]. A látható fény színét a tiszta spektrumszínek esetén a fény frekvenciája határozza meg.

A fény sebessége vákuumban közel 300 000 km/s (299 792 ± 0,5 km/s). Ez a sebesség a fizikai világban elérhető legnagyobb érték. Levegőben és más közegekben a fény sebessége kisebb. Két közeg közül azt, amelyikben a terjedési sebesség kisebb, optikailag sűrűbb közegnek nevezzük.

A hullámhosszt egy adott közegben a sebesség határozza meg, vagyis a hullámhossz a sebesség és a frekvencia hányadosa, tehát a különböző közegekben a sebesség értékével arányosan változik.

A sebesség (c), a frekvencia (f vagy ν) és a hullámhossz (λ) között a következő összefüggéssel jellemezhető:

c=f*λ

A fény energiájáról

A részecskeelmélet alapján a fény energiáját a frekvenciájával arányosnak találták. A fény a frekvenciájával arányos nagyságú energiacsomagok, fotonok áramának tekinthető. Az elnyelődött fényenergia a közeg anyagában hoz létre változásokat. Az anyagban a fény legfontosabb kölcsönhatásai - melyek a médiatechnológiákban alkalmazást nyernek - a következők:

- hőhatás (pl. hőkamerák)

- fotodisszociáció (a vízmolekulák oxigénre és hidrogénre bomlása ultraibolya sugárzás hatására)

- ionizáció, lökéshullámok keltése (pl. lézerfény)

- fluoreszcencia (CRT-képcsövek)

- fotokémiai reakciók keltése (fényképezés, filmek)

 

 

15: További információk itt tekinthetők meg:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html

http://www.hit.bme.hu/~granat/elak6.htm