[Zdroj titulního obrázku: Lasvu – stock.adobe.com]
Co je světlo?
Světlo je elektromagnetické záření, které je viditelné pro lidské oko. Prozradíme vám vše, co byste měli vědět o světle a jeho důležitých vlastnostech, jako je vlnová délka.
1. Co je světlo?
Světlo je druh elektromagnetického záření, které se šíří ve formě vln. Pro člověka jsou viditelné světelné vlny přibližně o 390 až 760 nanometrech. Tento rozsah vlnových délek se tedy nachází mezi krátkovlnným ultrafialovým zářením a dlouhovlnným infračerveným zářením, které lidské oko nedokáže zachytit.
Přirozené a umělé zdroje světla vysílají světelné vlny, které se odráží od jednotlivých předmětů. Aby vznikl obraz, spolupracují v sítnici oka různé světelné receptory: Takzvané tyčinky zpracovávají informace o jasu, zatímco čípky jsou zodpovědné za vnímání barev. Jakou barvu světla vidíte, závisí na jeho vlnové délce.
Slunce je nejdůležitějším přirozeným zdrojem světla – duha je známý jev spojený s lomem světla. [Zdroj: Pellinni – stock.adobe.com]
- Světlo je elektromagnetické záření, které se šíří ve vlnách.
- Pro člověka jsou viditelné vlnové délky přibližně o 390 až 760 nanometrech.
- Barva světla závisí na jeho vlnové délce: krátkovlnné světlo působí fialově nebo modře, zatímco dlouhovlnné světlo červeně.
- Světlo ovlivňuje mimo jiné spánkový rytmus, a proto může mít jeho nedostatek negativní dopad na tělesné a duševní zdraví.
2. Vlnový model a částicový model
Světlo lze popsat jako vlny i jako částice, a proto se ve fyzice pro objasnění jeho vlastností používají různé modely. Kvantová fyzika proto hovoří o vlnově-částicovém dualismu světla.
- Ve vlnovém modelu se na světlo nahlíží jako na elektromagnetické vlny, které se vyznačují vlnovými délkami a frekvencemi. Díky tomuto modelu je možné zkoumat a objasňovat jevy, jako je interference (= překrývání vln) nebo polarizace (směr kmitání).
- V částicovém modelu se naproti tomu světlem rozumí proud částic. Tyto světelné částice neboli fotony přenáší energii v kvantech.
3. Vlnová délka a barva světla
Vlnová délka světla určuje jeho barvu: Krátkovlnné světlo se jeví jako fialové nebo modré, zatímco dlouhovlnné záření působí jako červený tón. Smícháním všech viditelných barev vzniká bílé světlo, ale přesný barevný dojem závisí i na teplotě světla. Teplota světla se měří v kelvinech a vypovídá o tom, zda se osvětlení jeví jako teplé (vysoký podíl červeného světla), nebo jako studené.
Důležité: Jednotlivé barvy spektra jsou viditelné například jen s využitím hranolu, který bílé světlo rozloží na jeho dílčí složky.
Barva a vlnová délka světla
| Barva spektra | Vlnová délka v nanometrech |
|---|---|
| Fialová | 380–430 nm |
| Modrá | 430–490 nm |
| Zelená | 490–570 nm |
| Žlutá | 570–600 nm |
| Oranžová | 600–640 nm |
| Červená | 640–780 nm |
Výše uvedené barvy spektra se označují také jako barvy duhy. Jev, který známe jako duhu, je způsoben lomem světla: Dešťové kapky zde fungují jako hranol, který bílé sluneční světlo rozkládá na jednotlivé barvy spektra.
4. Infračervené a ultrafialové světlo
Viditelné záření představuje jen malou část elektromagnetického spektra: Infračervené světlo a ultrafialové světlo lidské oko nedokáže zaznamenat. Oba druhy světelného záření ale nabízí mimořádné možnosti využití.
- Infračervené světlo (IR světlo) má vlnovou délku přesahující 670 nanometrů, a na spektru je tedy za červenou barvou. Využívá se mimo jiné v tepelných technologiích a astronomii. Pro domácí použití jsou oblíbené zejména infračervené lampy používané jako tepelné zářiče. Terapeuticky účinné infračervené záření (IR-A záření) má vlnovou délku od 780 do 1 400 nanometrů. Stimuluje prokrvení, což zlepšuje zásobování buněk kyslíkem v těle. Teplo může přispívat k relaxaci svalů, uvolnění křečí a zmírnění bolestí. Kromě toho může mít protizánětlivé účinky, protože odbourává odpadní produkty metabolismu.
- Krátkovlnné ultrafialové záření (UV světlo) má naproti tomu vlnovou délku nepřesahující 390 nanometrů. Ohraničuje tak fialový konec viditelného světla. UV záření se používá například pro dezinfekci povrchů a vody.
- Takzvaná svítidla s denním světlem sice napodobují sluneční světlo a postarají se o mimořádně jasné umělé osvětlení, ale nevydávají žádné UV záření. Mají pozitivní vliv na tělesné a duševní zdraví a spánkový rytmus: V měsících, kdy je málo světla, podporují vnitřní biologické hodiny a pomáhají proti únavě a apatii. Proto se používají jako terapeutická zařízení při zimních depresích.
5. Často kladené otázky
Jak funguje lom světla?
Tento jev nastává, když světlo přechází z jednoho média do druhého a tato média mají odlišnou optickou hustotu. Známým příkladem je lom světelných paprsků, které narazí na vodu a vytvoří duhu.
Co jsou tyčinky na sítnici?
Tyčinky jsou světlocitlivé buňky na sítnici oka. Zpracovávají informace o jasu a umožňují mimo jiné vidění za šera. Za vnímání barev jsou naproti tomu odpovědné takzvané čípky.
Co je rychlost světla?
Rychlost světla činí ve vakuu asi 299 792 kilometrů za sekundu a ve fyzice představuje základní konstantu.
Jak spolu souvisí světlo a speciální teorie relativity?
Speciální teorie relativity Alberta Einsteina popisuje mimo jiné fyzikální zákony týkající se rychlosti světla. Dokládá, že rychlost světla je pro všechny pozorovatele konstantní.
Co znamená světelný rok?
Světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za jeden rok, a činí asi 9,46 bilionů kilometrů. Světelné roky se používají v astronomii na měření velkých vzdáleností.