تعريف الطيف المرئي

يمكن رؤية الضوء المرئي بالعين المجردة، ويتنوع مصدره، ولكن المصدر الأساسي له هو الشمس التي تعتبر من المصادر الطبيعية.

يعتبر طيف الضوء المرئي، الذي يتكون من نطاق الأطوال الموجية التي يمكن للعين المجردة رؤيتها، هو جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي تم صناعته بواسطة الإنسان. تتراوح الأطوال الموجية المرئية من حوالي 380 إلى 700، وهي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي.

خصائص الصيف المرئي

تعتبر نفي خصائص الضوء المرئي وهي:

• يمكن لطيفة الضوء المرئي أن تمر عبر المنشور وتنقسم إلى ألوان قوس قزح، بما في ذلك اللون الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والبنفسجي .
• “يحتوي الطيف المرئي على خطوط امتصاص داكنة، وتعمل هذه الخطوط على توفير دليل على الأطوال الموجية المفقودة، وتساعد أيضًا العلماء على دراسة كيفية تكوين النجوم، لأن الأطوال الموجية المفقودة تتوافق مع بعض العناصر.
• من السمات المهمة لهذا الشيء هو أنه يتصرف على شكل موجة أو جسيم بسبب تشابهه مع الموجات الأخرى، ويتضمن ذلك موجات المحيط التي تنتقل في جميع الاتجاهات وتتفاعل مع جميع الموجات الأخرى لتنحني.
• تصل سرعة هذه الموجات إلى 186000 ميل في الثانية في الفراغ، ولكن سرعة الضوء تتباطأ عند مرورها في المواد الأكثر كثافة، مثل الهواء الجوي أو حتى عند مرورها عبر العين البشرية، لكن الضوء لا يمكنه العبور من خلال الجدران الشفافة كموجات الراديو .

مصادر الضوء المرئي

هناك العديد من مصادر الضوء المرئي، بما في ذلك الضوء المنعكس من الشمس والشفق القطبي والنيازك والبرق والنار، كما يمكن الحصول على الضوء من بعض الكائنات الحية التي تنتج إضاءة حيوية، مثل اليراعات وقناديل البحر والميكروبات.

الأضواء الاصطناعية مثل الشموع ومصابيح الزيت وإضاءة الغاز والمصابيح الكهربائية ومصابيح الفلورسنت ومصابيح الليد والليزر، هي مصادر ضوء مفيدة.

تتميز أشعة الليزر بأنها أشعة ضوئية ذات طول موجي واحد، ويتم استخدامها في العديد من المجالات مثل تخزين الموسيقى والفحوصات والجراحة، كما يتم استخدام الليزر أيضًا في قياس الارتفاعات.

مكونات لون الطيف المرئي

تختلف الألوان عن بعضها البعض بسبب اختلاف الطول الموجي الخاص بكل لون، ويتكون الطيف المرئي من عدة ألوان، بما في ذلك البنفسجي والأزرق والأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر، وينقسم لون الأحمر إلى درجتين وهما الأحمر الساطع والأحمر الداكن.

يتراوح نطاق الطول الموجي للضوء المرئي من 340 نانومتر إلى 750 نانومتر، ويتواجد الضوء بالقرب من الأشعة فوق البنفسجية في النطاق من 340 إلى 400 نانومتر، وتكون العين المجردة غير قادرة على رؤية هذا النطاق.

يتكون اللون البنفسجي من أطوال موجية تتراوح حوالي بين 400 و430 نانومتر، أما اللون الأزرق فطول موجته يتراوح بين 430 و500 نانومتر، ويتراوح طول موجة اللون الأخضر بين 500 و570 نانومتر.

تتراوح الألوان بين الأصفر والبرتقالي في نطاق 570 إلى 620 نانومتر، أما الأحمر الفاتح فيتراوح بين 620 و670 نانومتر، أما الأحمر الداكن فيتراوح بين 670 و 750 نانومتر.

تزيد طول الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء عن 750 نانومتر، ولا يمكن رؤية أي ضوء يتجاوز 1100 نانومتر، ويعد ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يتجاوز هذا الحد غير مرئي للعين، إذا كنت ترغب في رؤية ضوء الأشعة تحت الحمراء.

– يمكن لكاميرا الأشعة تحت الحمراء التقاط الأشعة الحرارية عند غروب الشمس وإظهار ألوان مختلفة عن الألوان التي يمكن رؤيتها في النهار عندما تكون السماء ساطعة.

يعتقد أن هذه الألوان تنتج بسبب انعكاس ضوء الشمس في الغلاف الجوي للأرض، والذي يعمل كمنشور لانحناء الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء.

يعد اللون الأزرق من الألوان الساخنة، ومن أمثلة هذا اللون هو لهب الغاز الأزرق أو النجم الساخن، وتتناسب ألوان النجوم مع درجة حرارتها.

لون الشمس أصفر صفراء، وتصل درجة حرارتها إلى حوالي 5500 درجة مئوية، ومن المعروف أننا لن نستطيع التفرقة بين الألوان والاستمتاع بجمالها إذا لم تكن هناك مكونات خاصة بالضوء المرئي .

استخدامات الطيف المرئي

• استخدامات الطيف المرئي في الطب

يستخدم في العديد من المجالات، منها مجال الطب، وكما ذكرنا سابقا أن الليزر يعد من ضمن مصادر الضوء المرئي الاصطناعية، بالإضافة إلى مصابيح LED ومصابيح الفلورسنت التي توفر النطاق الكامل للضوء المرئي .

يستخدم العلاج الضوئي لعلاج حب الشباب ويساعد أيضًا في علاج الاضطرابات العاطفية الموسمية مثل الاكتئاب، كما يستخدم لعلاج الصدفية والأكزيما وبعض الأمراض الجلدية والعصبية، ويساعد أيضًا في علاج السرطان.

• كيف يستخدم الضوء المرئي في التصوير

يمكن استخدام الضوء المرئي من خلال استخدام الكاميرات المرئية التي تعمل بأطوال موجية تتراوح بين 400 و700 نانومتر، وهذا هو الطيف المرئي الذي يمكن للعين رؤيته، ويتم صنع الكاميرا بحيث تتطابق مع رؤية العين البشرية.

تستطيع الكاميرا التقاط الضوء بأطوال موجية مختلفة، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء والخضراء والزرقاء (RGB)، للحصول على أدق تمثيل للألوان .

• هل يستخدم الضوء المرئي في عملية التمثيل الضوئي؟
  

نظرا لأن النباتات لا يمكنها النمو بدون عملية البناء الضوئي، مثل النباتات وأيضا الطحالب التي تقوم بعملية الإشعاع الكهرومغناطيسي من الطيف المرئي، وتستخدم هذه العملية في تصنيع جزيئات السكر.

يجب أن تكون أفضل أطوال الموجات للضوء المرئي لعملية التمثيل الضوئي هي بين النطاق الأزرق (425-450 نانومتر) والنطاق الأحمر (600-700 نانومتر).

• كيف يتم استخدام الضوء المرئي في حياتنا اليومية

يُستخدم الضوء المرئي في الحياة اليومية لرؤية الغيوم والتنبؤ بحالة الطقس في الأيام القادمة، ولرؤية الفضاء والكواكب الأخرى من الأرض .

• كيف يستخدم الضوء المرئي في الصناعات
  

تستخدم الضوء المرئي في العديد من الصناعات والتقنيات، ويتم استخدام تقنيات VLC لتوفير الإضاءة ونقل المعلومات، على سبيل المثال، يمكن استخدام الإضاءة لتحديد رقم الغرفة والمعلومات الخاصة بالمبنى .

• كيفية استخدام الضوء المرئي في مصباح الفلورسنت
  

يعمل المصباح الفلوري أو الأنبوب الفلوري ذو الضغط المنخفض عن طريق تفريغ غاز بخار الزئبق لإنتاج الضوء المرئي، ويُنتج أشعة فوق بنفسجية ذات موجات قصيرة، والتي تُساعد على توهج الطلاء الفسفوري داخل المصباح.