3. Redzamā gaisma

Cilvēks ar savu redzi spēj uztvert daudz mazāk nekā 1% no visiem elektromagnētiskiem viļņiem. Tikai redzamā gaisma mūsu acīs rada gaismas un krāsu uztveri.  Jebkuru citu elektromagnētisko starojumu cilvēks ar acīm neredz. Citu elektromagnētisko viļņu uztveršanai cilvēkam palīdz dažādas tehniskas ierīces.

 

 

Redzamā gaisma ir ļoti šaurs elektromagnētisko viļņu diapazons no 380 - 760 nm. Redzamo gaismu iedala 7 pamatkrāsās atkarībā no cilvēka redzes uztveres.

 

 

Baltā gaisma, kura nāk no Saules, ir visu gaismas krāsu "maisījums". 17. gadsimtā I. Ņūtons bija pirmais, kurš mākslīgi ar stikla prizmu balto gaismu sadalīja un ieguva gaismas krāsu spektru.

 

 

Redzamo gaismu var iegūt dažādos veidos. Parasti to iegūst ķermeņus sakarsējot. Ja ķermeņu temperatūra ir no 600 Celsija grādiem kvēlojošām oglēm līdz 6000 Celsija grādiem Saules virsmas temperatūrai, tad ķermeņi izstaro redzamo gaismu. Protams, 6000 grādi nav augšējā robeža, jo citām zvaigznēm kosmosā ir vēl lielāka temperatūra. Intensīvas siltumkustības sadursmēs vielas atomi iegūst enerģiju, kuru atdod starojuma veidā. Palielinoties ķermeņa temperatūrai, palielinās izstarotās gaismas enerģija un frekvence. Šādā veidā redzamā gaisma rodas kvēlspuldzēs, kurās ar elektrisko strāvu tiek sakarsēts volframa diegs, kurš izstaro gaismu.

 

 

Otrs plaši izplatīts redzamās gaismas iegūšanas veids ir luminiscence. Vielas atomi iegūst enerģiju ar temperatūru nesaistītā veidā un iegūto enerģiju atdod starojuma veidā. Atomiem var piešķirt enerģiju ar cita veida starojumu, piemēram, ultravioletiem stariem, ar ķīmiskām reakcijām, ar katodstariem u.c. Šādā veidā redzamā gaisma rodas luminiscentās spuldzēs, televizorā un jāņtārpiņos.

 

Cilvēka krāsu uztvere un krāsu sistēmas. Cilvēka acī uz tīklenes ir 2 veidu šūnas:

1. nūjiņas - uztver gaismas intensitāti un nodrošina ķermeņu kontūru un formu uztveri.

2. vālītes - uztver krāsas un nodrošina ķermeņu krāsas uztveri.

Gaismas stari ar dažādu viļņu garumu izraisa tīklenes vālītēs fotoķīmiskus procesus, kas kairina redzes nervu. Krāsu redze pamatojas uz tīklenes vālīšu spēju novērtēt krītošās gaismas enerģijas sadalījumu 3 starojuma frekvenču spektra apvidos, jo šajās šūnās ir 3 dažādas pigmentvielas, kuru absorbcijas maksimumi atbilst īsiem, vidējiem un gariem gaismas viļņiem jeb 3 pamatkrāsām - zilai, zaļai un sarkanai. Attēlā ir parādīta vālīšu pigmentu spektrālā jūtība.

 

Ja uz aci vienlaikus iedarbojas dažāda garuma redzamās gaismas viļņi vienādā intensitātē, rodas baltās gaismas sajūta. PhET Kolorado universitātes simulācija Krāsu redze piedāvā iespēju pārbaudīt kā darbojas cilvēka krāsu redze.

 

Balstoties uz cilvēka redzes īpatnībām ir izveidotas 2 krāsu sistēmas:

1) RGB (Red-Green-Blue), kuru izmanto televizoros, datoros, projektoros u.c.

2) CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Key (Black)), kuru izmanto krāsainajos printeros u.c.

 

Televizora un datora ekrānā katrs pikselis sastāv no 3 pamatkrāsām - sarkanas, zaļas un zilas. Lai iegūtu kādu gaismas krāsu, tad katras RGB pamatkrāsas krāsas intensitāte tiek regulēta tā, lai cilvēkam rastos daudzu miljonu krāsu toņu izjūta.