Spektrum elektromagnetyczne. Oddzielnie pokazany jest zakres promieniowania widzialnego.
Światło widzialne – ta część
promieniowania elektromagnetycznego
, na którą reaguje
siatkówka
oka
człowieka
w procesie
widzenia
.
Dla człowieka promieniowanie to zawiera się w przybliżeniu w zakresie
długości fal
380-780
nm
(co najmniej), dla innych zwierząt zakres ten bywa inny lecz o zbliżonych wartościach.
Energia promieniowania słonecznego
Energia
promieniowania słonecznego
(
irradiancja
) zawiera się w większości pomiędzy falami o długości 280-4000 nm i odpowiada dość dokładnie promieniowaniu
ciała doskonale czarnego
w temperaturze około 6000 K.
W tabeli[1] podany jest podział promieniowania słonecznego w różnych pasmach. Około połowy energii całkowitego promieniowania słonecznego znajduje się w świetle widzialnym i ultrafiolecie, a druga połowa znajduje się w bliskiej i średniej podczerwieni (700-4000 nm).
Pasmo | Długość [nm] | Irradiancja [W/m2] | [%] |
---|
ultrafiolet
| <350 | 62 | 4,5 |
bliski ultrafiolet | 350-400 | 57 | 4,2 |
widzialne | 400-700 | 522 | 38,2 |
bliska podczerwień | 700-1000 | 309 | 22,6 |
podczerwień
| >1000 | 417 | 30,5 |
stała słoneczna
| | 1367 | 100,0 |
Transmisja światła widzialnego w atmosferze i wodzie
Współczynnik transmisji (w skali 0-1) atmosfery ziemskiej.
Współczynnik absorpcji promieniowania elektromagnetycznego w wodzie, w skali logarytmicznej.
Światło widzialne jest w małym stopniu absorbowane zarówno przez atmosferę ziemską, jak i przez wodę.
Rysunek stałych optycznych wody (od 200
nm
do 200
μm
) przedstawia absorpcję w dużym zakresie długości fal. Na wykresie widać, że zakres światła widzialnego jest wyjątkowy. Współczynnik absorpcji jest kilka rzędów wielkości mniejszy w świetle widzialnym niż w paśmie ultrafioletu lub podczerwieni. Tylko w tym zakresie światło może przenikać w głąb oceanu (do około 100 m), tworząc tzw.
strefę eufotyczną
i dostarczając niezbędnej energii do produkcji
fitoplanktonu
. Jak wyjątkowy jest zakres 400-700 nm można ocenić przez kontrast z promieniowaniem w bliskiej podczerwieni, które jest absorbowane przez warstwę około jednego milimetra na powierzchni oceanu (innymi słowy powierzchnia oceanu jest czarna w tym zakresie widmowym). Zakres 380–710 nm to równocześnie zakres
promieniowania czynnego fotosyntetycznie
.
Podobnie jest w atmosferze ziemskiej – w świetle widzialnym absorpcja przez gazy i chmury jest stosunkowo mała (porównaj rysunek), co umożliwia dotarcie promieniowania widzialnego do powierzchni ziemi i oceanu. Obszary (długości fali) dużej transmisji nazywamy oknami atmosferycznymi. W świetle widzialnym (VIS) promieniowanie słoneczne jest stosunkowo mało absorbowane (okno światła widzialnego). W bliskiej podczerwieni (IR) widać szereg pasm absorpcyjnych pary wodnej.
Znaczna część promieniowania słonecznego jest pochłaniana lub odbijana przez ziemską
atmosferę
.
Ultrafiolet
pochłaniany jest w dużej mierze przez
tlen
, zwłaszcza w postaci
ozonu
(
ozonosfera
),
podczerwień
przez
gazy cieplarniane
(
metan
,
podtlenek azotu
,
dwutlenek węgla
,
para wodna
). W związku z tym atmosfera ziemska jest przezroczysta głównie dla światła widzialnego[2].
Wobec tego, fizjologia oka (to, że dobrze widzimy w paśmie ok. 400-700 nm) może być związana z faktem, że woda morska transmituje światło widzialne. Można również doszukiwać się powiązań
ewolucyjnych
między wykorzystywaniem światła przez
barwniki fotosyntetyczne
,
fitochromy
i
fotoreceptory
.
Uwagi
Potocznie światłem nazywa się widzialną część,
promieniowania elektromagnetycznego
("światło widzialne"). W fizyce pojęcie światło ma ogólniejsze znaczenie, co opisano w artykule
światło
.
Przypisy
Zobacz też