Rainbows arată cum lumina vizibilă este o combinație de mai multe culori.
Credit: UCAR
Lumina vizibilă este unul dintre modurile în care energia se deplasează. Undele luminoase sunt rezultatul vibrațiilor câmpurilor electrice și magnetice și, prin urmare, sunt o formă de radiație electromagnetică (EM). Lumina vizibilă este doar unul dintre multele tipuri de radiații EM și ocupă o gamă foarte mică din spectrul electromagnetic general, dar pentru că putem vedea lumina cu ochii noștri, are o semnificație specială pentru noi.
Undele luminoase au lungimi de undă cuprinse între aproximativ 400 și 700 de nanometri (4.000 și 7.000 de angstromi). Ochii noștri percep diferite lungimi de undă ale luminii ca fiind nuanțele curcubeului de culori. Lumina roșie are unde relativ lungi, de aproximativ 700 nm. Lumina albastră și purpurie au unde scurte, de aproximativ 400 nm. Undele mai scurte vibrează la frecvențe mai mari și au energii mai mari. Lumina roșie are o frecvență de aproximativ 430 terahertzi, în timp ce frecvența luminii albastre este mai aproape de 750 terahertzi. Fotonii roșii de lumină transportă aproximativ 1,8 electroni-volți (eV) de energie, în timp ce fiecare foton albastru transmite aproximativ 3,1 eV.
Vecinii luminii vizibile din spectrul EM sunt radiațiile infraroșii, pe de o parte, și radiațiile ultraviolete, pe de altă parte. Radiația infraroșie are unde mai lungi decât lumina roșie și, prin urmare, oscilează la o frecvență mai mică și transportă mai puțină energie. Radiația ultravioletă are unde mai scurte decât lumina albastră sau violetă și, prin urmare, oscilează mai rapid și transportă mai multă energie pe foton decât lumina vizibilă.
Lumina călătorește cu o viteză de 299.792 kilometri pe secundă (aproximativ 186.282 mile pe secundă). La această viteză, lumina ar putea înconjura Pământul de mai mult de șapte ori într-o secundă! Litera minusculă „c” este adesea folosită pentru a reprezenta viteza luminii în ecuații, cum ar fi celebra relație dintre energie și materie a lui Einstein: E = mc2. Toate formele de unde electromagnetice, inclusiv razele X și undele radio și toate celelalte frecvențe din spectrul EM, se deplasează, de asemenea, cu viteza luminii. Lumina călătorește cel mai rapid în vid și se deplasează puțin mai lent în materiale precum apa sau sticla.
Când lumina trece dintr-un material în alt material cu o densitate diferită, aceasta se curbează sau își schimbă cursul, de obicei. Diferitele culori ale luminii se îndoaie cu cantități ușor diferite. Atunci când lumina albastră trece din aer printr-o prismă de sticlă densă, de exemplu, aceasta se curbează puțin mai mult decât lumina roșie. Acesta este motivul pentru care o prismă descompune lumina albă într-un curcubeu de culori diferite. Picăturile de ploaie pot deveni prisme naturale, provocând curcubee atunci când lumina soarelui trece prin ele.