ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                  ხილული გამოსხივება

თეთრი შუქი პრიზმით იშლება ხილული სპექტრის ფერებში.

ადამიანის თვალით აღქმული ელექტრომაგნიტური ტალღები. ადამიანის თვალის მგრძნობელობა ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მიმართ დამოკიდებულია გამოსხივების ტალღის სიგრძეზე (სიხშირეზე), მაქსიმალური მგრძნობელობით 555 ნმ (540 THz), სპექტრის მწვანე ნაწილში. ვინაიდან მგრძნობელობა ნულამდე ეცემა თანდათანობით მაქსიმალური წერტილიდან დაშორებით, შეუძლებელია ხილული გამოსხივების სპექტრული დიაპაზონის ზუსტი საზღვრების მითითება. ჩვეულებრივ, 380-400 ნმ რეგიონი (790-750 THz) აღებულია როგორც მოკლე ტალღის საზღვარი, ხოლო 760-780 ნმ (810 ნმ-მდე) (395-385 THz) როგორც გრძელი ტალღის საზღვარი. ასეთი ტალღის სიგრძის ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას ასევე უწოდებენ ხილულ სინათლეს, ან უბრალოდ სინათლეს (ამ სიტყვის ვიწრო გაგებით).

ყველა ფერი, რომელსაც ადამიანის თვალი ხედავს, არ შეესაბამება რაიმე სახის მონოქრომატულ გამოსხივებას. ჩრდილები, როგორიცაა ვარდისფერი, კრემისფერი ან მეწამული, წარმოიქმნება მხოლოდ რამდენიმე მონოქრომატული გამოსხივების შერევით სხვადასხვა ტალღის სიგრძით.

ხილული გამოსხივება ასევე შედის "ოპტიკურ ფანჯარაში" - ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სპექტრის რეგიონში, რომელიც პრაქტიკულად არ შეიწოვება დედამიწის ატმოსფეროში. სუფთა ჰაერი ავრცელებს ლურჯ შუქს ბევრად უფრო, ვიდრე უფრო გრძელი ტალღის სიგრძის სინათლე (სპექტრის წითელი ბოლოსკენ), ამიტომ შუადღის ცა ცისფერი ჩანს.

ცხოველთა ბევრ სახეობას შეუძლია დაინახოს რადიაცია, რომელიც არ ჩანს ადამიანის თვალით, ანუ არ შედის ხილულ დიაპაზონში. მაგალითად, ფუტკარი და მრავალი სხვა მწერი ხედავენ სინათლეს ულტრაიისფერ დიაპაზონში, რაც მათ ეხმარება ყვავილებზე ნექტრის პოვნაში. მწერებით დაბინძურებული მცენარეები გამრავლების თვალსაზრისით უკეთეს მდგომარეობაშია, თუ ისინი კაშკაშაა ულტრაიისფერი სპექტრით. ფრინველებს ასევე შეუძლიათ დაინახონ ულტრაიისფერი გამოსხივება (300-400 ნმ), ზოგიერთ სახეობას კი აქვს ნიშნები ქლიავზე პარტნიორის მოსაზიდად, რაც ჩანს მხოლოდ ულტრაიისფერ შუქზე.

იხ. ვიდეო - Излучение видимого и невидимого! Лучана Валковиц

ხილული რადიაციის სპექტრის გამოჩენის მიზეზების პირველი ახსნა ისააკ ნიუტონმა მისცა წიგნში "ოპტიკა" და იოჰან გოეთემ ნაშრომში "ფერების თეორია", მაგრამ მათზე ადრეც როჯერ ბეკონმა დააკვირდა ოპტიკურ სპექტრს ჭიქა წყალი. მხოლოდ ოთხი საუკუნის შემდეგ ნიუტონმა აღმოაჩინა სინათლის დისპერსია პრიზმებში.

ნიუტონმა პირველად გამოიყენა სიტყვა სპექტრი (ლათ. სპექტრი - ხედვა, გარეგნობა) ბეჭდვითი 1671 წელს, სადაც აღწერა თავისი ოპტიკური ექსპერიმენტები. მან აღმოაჩინა, რომ როდესაც სინათლის სხივი ურტყამს შუშის პრიზმის ზედაპირს ზედაპირის დახრილი კუთხით, სინათლის ნაწილი აირეკლება, ნაწილი კი გადის მინაში და ქმნის სხვადასხვა ფერის ზოლებს. მეცნიერი ვარაუდობს, რომ სინათლე შედგება სხვადასხვა ფერის ნაწილაკების (კორპუსკულების) ნაკადისგან და რომ სხვადასხვა ფერის ნაწილაკები გამჭვირვალე გარემოში მოძრაობენ სხვადასხვა სიჩქარით. მისი ვარაუდით, წითელი შუქი უფრო სწრაფად მოძრაობდა, ვიდრე იისფერი და, შესაბამისად, წითელი სხივი არ იყო გადახრილი პრიზმაზე ისე, როგორც იისფერი. ამის გამო წარმოიშვა ფერთა ხილული სპექტრი.

ნიუტონმა დაყო სინათლე შვიდ ფერად: წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ლურჯი, ინდიგო და იისფერი. რიცხვი შვიდი მან აირჩია რწმენიდან (მომდინარეობს ძველი ბერძენი სოფისტებიდან), რომ არსებობს კავშირი ფერებს, მუსიკალურ ნოტებს, მზის სისტემის ობიექტებსა და კვირის დღეებს შორის. ადამიანის თვალი შედარებით სუსტად მგრძნობიარეა ინდიგოს სიხშირეების მიმართ, ამიტომ ზოგიერთი ადამიანი ვერ განასხვავებს მას ლურჯი ან მეწამულისგან. ამიტომ, ნიუტონის შემდეგ, ხშირად შემოთავაზებული იყო ინდიგოს განხილვა არა დამოუკიდებელ ფერად, არამედ მხოლოდ იისფერი ან ლურჯის ჩრდილში (თუმცა, ის მაინც შედის სპექტრში დასავლურ ტრადიციაში). რუსულ ტრადიციაში ინდიგო შეესაბამება ლურჯს.

გოეთეს, ნიუტონისგან განსხვავებით, სჯეროდა, რომ სპექტრი წარმოიქმნება სინათლის სხვადასხვა კომპონენტების ზედმიწევნით. სინათლის ფართო სხივებზე დაკვირვებისას მან აღმოაჩინა, რომ პრიზმაში გავლისას სხივის კიდეებზე ჩნდება წითელ-ყვითელი და ლურჯი კიდეები, რომელთა შორის სინათლე რჩება თეთრი, ხოლო სპექტრი ჩნდება, თუ ეს კიდეები საკმარისად მიუახლოვდება ერთმანეთს. .

ხილული გამოსხივების სხვადასხვა ფერის შესაბამისი ტალღის სიგრძე პირველად შემოიღეს 1801 წლის 12 ნოემბერს ბეიკერის ლექციაში თომას იანგის მიერ და მიღებული იქნა ნიუტონის რგოლების პარამეტრების ტალღის სიგრძეებად გადაყვანით, რომლებიც გაზომეს თავად ისააკ ნიუტონმა. ნიუტონმა ეს რგოლები მიიღო ბრტყელ ზედაპირზე მდებარე ლინზების გავლით, რომელიც შეესაბამება სინათლის ნაწილის სასურველ ფერს, რომელიც პრიზმით არის გავრცელებული სინათლის სპექტრში, გაიმეორა ექსპერიმენტი თითოეული ფერისთვის :30- 31. იუნგმა წარმოადგინა ტალღის სიგრძის მიღებული მნიშვნელობები ცხრილის სახით, გამოხატული ფრანგული ინჩებით (1 ინჩი = 27,07 მმ), გარდაიქმნება ნანომეტრებში, მათი მნიშვნელობები კარგად შეესაბამება თანამედროვეებს, რომლებიც მიიღეს სხვადასხვა ფერისთვის. 1821 წელს ჯოზეფ ფრაუნჰოფერმა საფუძველი ჩაუყარა სპექტრული ხაზების ტალღის სიგრძის გაზომვას, რომელმაც მიიღო ისინი მზის ხილული გამოსხივებისგან დიფრაქციული ბადეების გამოყენებით, გაზომა დიფრაქციის კუთხეები თეოდოლიტით და გადააქცია ისინი ტალღის სიგრძეებად . იუნგის მსგავსად, მან გამოხატა ისინი ფრანგულ ინჩებში, გადაკეთდა ნანომეტრებში, ისინი განსხვავდებიან თანამედროვეებისგან ერთეულებით:39-41. ამრიგად, უკვე მე-19 საუკუნის დასაწყისში შესაძლებელი გახდა ხილული გამოსხივების ტალღის სიგრძის გაზომვა რამდენიმე ნანომეტრის სიზუსტით.

მე-19 საუკუნეში, ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი გამოსხივების აღმოჩენის შემდეგ, ხილული სპექტრის გაგება უფრო ზუსტი გახდა.

მე-19 საუკუნის დასაწყისში თომას იუნგი და ჰერმან ფონ ჰელმჰოლცმა ასევე გამოიკვლიეს ურთიერთობა ხილულ სპექტრსა და ფერთა ხედვას შორის. მათი ფერის ხედვის თეორია სწორად თვლიდა, რომ იგი იყენებს სამ სხვადასხვა ტიპის რეცეპტორს თვალის ფერის დასადგენად.

იხ. ვიდეო - What is the Electromagnetic Spectrum?