Lumière remplit notre monde. Il est donc fondamental pour comprendre que le vocabulaire de la connaissance est rempli de termes associés à la lumière. Lorsque nous comprenons, nous «voyons»; lorsque nous considérons, nous «réfléchir»; et quand nous atteignons la sagesse, nous sommes «éclairé». Mais la lumière visible est seulement une petite partie d'une large gamme de rayonnement électromagnétique dans l'ensemble, qui se propage dans les plus brefs longueurs d'onde des rayons gamma aux ondes radio plus d'un milliard de fois plus. Les voisins les plus proches du spectre visible sont ultraviolet sur le côté le plus court de longueur d'onde et infrarouge sur le côté le plus long de longueur d'onde.
Découvertes coïncidentes --- "Rayons calorifiques"
En 1800, William Herschel, British Royal Astronome, guidé la lumière du soleil à travers un prisme sur un thermomètre. Il a mesuré l'augmentation de la température de la lumière de différentes couleurs. Il a remarqué que la lumière rouge a soulevé la température plus de couleurs bleues ou jaunes. Il a déplacé le thermomètre au-delà du rouge, où il n'y avait pas de lumière visible --- et la température a augmenté encore plus. Il soutient l'existence de «pouvoir calorifique» ( «contenant la chaleur") rayonnement rayons, plus tard appelé infrarouge ( "ci-dessous rouge").
Découvertes coïncidentes --- "Rayons chimiques"
Un an plus tard, en Allemagne, Johann Ritter examinait les réactions chimiques induites par la lumière. Il a exposé papier d'argent-chlorure imprégné à la lumière visible, en observant assombrissement lors de l'exposition (le même effet de base responsables de la photographie du film). Ritter a trouvé l'effet a été plus rapide et plus prononcé dans une région au-delà du violet, des vagues qu'il appelle «rayons chimiques», que nous appelons maintenant ultraviolet.
Lier le spectre
Au début des années 1800, les scientifiques croyaient que la lumière visible, les rayons calorifiques et les rayons chimiques étaient trois entités différentes. Les travaux expérimentaux du physicien italien Macedonio Melloni et (plus tard pour être prix Nobel gagnant) français Henri Becquerel a montré que, respectivement, de la lumière des caractéristiques infrarouges et ultraviolets partagés avec la lumière visible. Mais il a fallu attendre la synthèse révolutionnaire de James Clerk Maxwell que l'unification a été vraiment compris.
Les équations de Maxwell liées électricité et le magnétisme ensemble, avec une conséquence surprenante. Un champ électrique rétrécissement crée un champ magnétique de plus en plus, et un champ magnétique rétrécissement crée un champ électrique en pleine croissance. Cela implique que lorsqu'une vibration électrique se produit, il envoie une onde électromagnétique qui se passe toujours. Une autre conséquence des équations est que le champ électromagnétique se déplace à une vitesse fixe, la vitesse de la lumière. Maintenant, le rayonnement visible et ultraviolet infrarouge sont tous compris comme des manifestations différentes d'un même processus physique. longueurs d'onde IR sont plus longues que les ondes visibles et des longueurs d'onde visibles sont plus longues que les ondes UV.
Énergie et Wavelength
Au début des années 1900, Albert Einstein tournait le haut de poutres intellectuelle sur quelque chose appelé "l'effet photoélectrique." C'est le nom donné au phénomène où la lumière frappe contre un métal et libère des électrons. Einstein a combiné le travail théorique de Max Planck et les résultats expérimentaux de Philipp Lénárd dans une nouvelle compréhension de la lumière. Lumière était non seulement une vague, mais aussi se comportait comme une particule. La lumière vient en petits paquets, par leur énergie dépendant pas de l'intensité de la lumière, mais sur la longueur d'onde.
Dans l'interprétation d'Einstein, l'énergie d'un paquet ou d'une particule de lumière (appelé un photon) est inférieure à des longueurs d'onde et devient plus élevé que la longueur d'onde devient plus courte. longueurs d'onde infrarouges sont un rayonnement d'énergie donc plus faible que la lumière visible. Nous détectons infrarouge directement sous forme de chaleur. longueurs d'onde ultraviolettes sont l'énergie plus élevée que visible. En fait, l'énergie est si élevé que la lumière UV peut modifier directement et rompre les liaisons chimiques de haute énergie. Ainsi, par exemple, lorsque les baigneurs prennent dans certains rayons, l'IR provoque la sueur, l'UV fait la brûlure.