Quang phổ điện từ và ánh sáng khả kiến

Nói chung, bức xạ điện từ (EMR) được phân loại theo bước sóng thành sóng vô tuyến, vi sóng, hồng ngoại, phổ khả kiến ​​mà chúng ta cảm nhận được như ánh sáng, tia cực tím, tia X và tia gamma. Ký hiệu “bức xạ” không bao gồm điện tĩnh, từ trường và trường gần.

Hành vi của EMR phụ thuộc vào bước sóng của nó. Tần số cao hơn có bước sóng ngắn hơn và tần số thấp hơn có bước sóng dài hơn. Khi EMR tương tác với các nguyên tử và phân tử đơn lẻ, hành vi của nó phụ thuộc vào lượng năng lượng trên mỗi lượng tử mà nó mang theo.

EMR trong vùng ánh sáng khả kiến ​​bao gồm các lượng tử (gọi là photon) nằm ở đầu dưới của năng lượng có khả năng gây ra kích thích điện tử trong phân tử, dẫn đến thay đổi liên kết hoặc hóa học của phân tử. Ở phần cuối thấp hơn của phổ ánh sáng nhìn thấy, EMR trở nên vô hình đối với con người (tia hồng ngoại) vì các photon của nó không còn đủ năng lượng riêng lẻ để gây ra sự thay đổi phân tử lâu dài (sự thay đổi về cấu trúc) trong phân tử thị giác ở võng mạc của con người, mà thay đổi kích hoạt cảm giác thị giác.

Có những loài động vật nhạy cảm với nhiều loại tia hồng ngoại khác nhau, nhưng không phải bằng phương pháp hấp thụ lượng tử. Cảm biến tia hồng ngoại ở rắn phụ thuộc vào một loại hình ảnh nhiệt tự nhiên, trong đó các gói nước nhỏ trong tế bào được tăng nhiệt độ bởi bức xạ hồng ngoại. EMR trong phạm vi này gây ra rung động phân tử và hiệu ứng sưởi ấm, đó là cách những động vật này phát hiện ra nó.

Trên phạm vi của ánh sáng nhìn thấy, ánh sáng tử ngoại trở nên vô hình đối với con người, chủ yếu là do nó được hấp thụ bởi giác mạc dưới 360 nm và thủy tinh thể bên trong dưới 400 nm. Hơn nữa, các tế bào hình que và tế bào hình nón nằm trong võng mạc của mắt người không thể phát hiện ra các bước sóng tia cực tím rất ngắn (dưới 360 nm) và trên thực tế đã bị tia cực tím làm hỏng. Nhiều loài động vật có mắt không cần thấu kính (chẳng hạn như côn trùng và tôm) có thể phát hiện tia cực tím, bằng cơ chế hấp thụ photon lượng tử, giống như cách con người phát hiện ánh sáng nhìn thấy.

Các nguồn khác nhau xác định ánh sáng nhìn thấy trong phạm vi hẹp từ 420–680 nm đến rộng như 380–800 nm. Trong điều kiện phòng thí nghiệm lý tưởng, mọi người có thể nhìn thấy tia hồng ngoại lên đến ít nhất là 1.050 nm; trẻ em và thanh niên có thể cảm nhận được bước sóng cực tím xuống khoảng 310–313 nm.

Sự phát triển của thực vật cũng bị ảnh hưởng bởi phổ màu của ánh sáng, một quá trình được gọi là quá trình hình thành quang.

Leave a Reply

Your email address will not be published.