Valo
Valo on sähkömagneettisen säteilyn muoto, jonka aallonpituus on ihmissilmän havaittavissa. Se on pieni osa sähkömagneettista spektriä ja auringon kaltaisten tähtien lähettämää säteilyä. Myös eläimet voivat nähdä valoa. Valon tutkiminen eli optiikka on tärkeä tutkimusalue nykyaikaisessa fysiikassa. Kun valo osuu läpinäkymättömään esineeseen, se muodostaa varjon.
Valo on sähkömagneettista säteilyä, jolla on sekä aaltojen että hiukkasten ominaisuuksia. Valo on olemassa pieninä energiapaketteina, joita kutsutaan fotoneiksi. Jokaisella aallolla on aallonpituus tai taajuus. Ihmissilmä näkee jokaisen aallonpituuden eri värinä. Sateenkaarissa näkyy koko näkyvän valon spektri. Erillisvärit, jotka liikkuvat ulkoreunoista sisäänpäin, luetellaan yleensä punaisena, oranssina, keltaisena, vihreänä, sinisenä, indigona ja violettina. Muita värejä voi nähdä vain erityiskameroilla tai -laitteilla: Punaisen taajuutta alempia aallonpituuksia kutsutaan infrapunaksi ja violettia korkeampia aallonpituuksia kutsutaan ultravioleteiksi.
Valon muita tärkeimpiä ominaisuuksia ovat intensiteetti, polarisaatio, vaihe ja kiertokulmavauhti.
Fysiikassa valolla tarkoitetaan joskus sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on mikä tahansa, näkyvä tai näkymätön. Tämä artikkeli käsittelee näkyvää valoa. Lue sähkömagneettinen säteily -artikkeli, jossa käsitellään yleistä käsitettä.
Heijastuslaki mahdollistaa sen, että näemme peilistä heijastuneen esineen.
Valonsäteet loistavat metallimallien läpi rautatieasemalle
Tietoa valosta
Tyhjiössä valo liikkuu valon nopeudella, joka on 299 792 458 metriä sekunnissa (eli noin 186 282 mailia sekunnissa). Tämä tarkoittaa, että valolta kestää noin 8 minuuttia saapua Maahan Auringosta. Lasissa se kulkee noin kaksi kolmasosaa nopeammin.
Valo liikkuu suorassa linjassa ja luo varjoja, kun valon kulku estyy. Kiinteämmillä asioilla on tummempi varjo, kirkkaammilla asioilla vaaleampi varjo ja läpinäkyvillä asioilla ei ole lainkaan tai on hyvin vähän varjoja. Valo pääsee läpinäkyvien asioiden läpi helpoimmin. Kun valo ei ole tyhjiössä, se kulkee hitaammin kuin valon maksiminopeus. Hitaimmin koskaan mitattu valo liikkui 39 mailia tunnissa. Silmämme reagoivat valoon; kun näemme jotakin, näemme sen heijastaman valon tai sen lähettämän valon. Esimerkiksi lamppu säteilee valoa, ja kaikki muu samassa huoneessa lampun kanssa oleva heijastaa sen valoa.
Jokaisella valon värillä on erilainen aallonpituus. Mitä lyhyempi aallonpituus on, sitä enemmän valossa on energiaa. Valon nopeus ei riipu sen energiasta. Osittain kirkkaiden esineiden läpi kulkeminen voi hidastaa valoa hyvin vähän.
Valkoinen valo koostuu monista eri valon väreistä, jotka on laskettu yhteen. Kun valkoinen valo loistaa prisman läpi, se jakautuu eri väreihin ja muodostuu spektriksi. Spektri sisältää kaikki ne valon aallonpituudet, jotka voimme nähdä. Punaisella valolla on pisin aallonpituus, ja violetilla (violetilla) valolla on lyhin aallonpituus.
Valoa, jonka aallonpituus on lyhyempi kuin violetti, kutsutaan ultraviolettivaloksi. Myös röntgen- ja gammasäteet ovat valon muotoja, joiden aallonpituus on vielä lyhyempi kuin ultravioletin. Valoa, jonka aallonpituus on pidempi kuin punainen, kutsutaan infrapunavaloksi. Radioaallot ovat sähkömagneettisen säteilyn muoto, jonka aallonpituus on vielä pidempi kuin infrapunavalon. Mikroaallot, joita käytetään ruoan lämmittämiseen mikroaaltouunissa, ovat myös eräs sähkömagneettisen säteilyn muoto. Silmämme eivät pysty näkemään tällaista energiaa, mutta on olemassa kameroita, jotka pystyvät näkemään sitä. Valon eri muodot, sekä näkyvä että näkymätön, muodostavat sähkömagneettisen spektrin.
Kun valo taittuu sadepisaroissa, syntyy sateenkaari. Sadepisara toimii kuin prisma ja taittaa valoa, kunnes voimme nähdä spektrin värit.
Väri
Valo ja väri ovat analogisen tiedon muotoja. Elektroniset kamerat ja tietokoneiden näytöt toimivat kuitenkin digitaalisella informaatiolla. Elektroniset kamerat tai asiakirjaskannerit tekevät värikuvasta digitaalisen version erottamalla täysvärikuvan erillisiin punaisiin, vihreisiin ja sinisiin kuviin. Myöhemmin digitaalinen näyttö käyttää vain näiden kolmen värin pikseleitä. Tietokoneiden näytöissä käytetään vain näitä kolmea väriä eri kirkkaustasoilla. Aivot yhdistävät ne nähdäkseen kaikki muut kuvan värit.
Ihmiset ajattelevat, että esineillä on väri. Tämä johtuu siitä, että esineen muodostavat molekyylit absorboivat tiettyjä valoaaltoja ja jättävät muut valoaallot kimpoamaan. Ihmissilmä näkee kaikkien niiden valoaaltojen aallonpituudet, jotka eivät imeytyneet, ja niiden yhdistelmä jättää aivoihin vaikutelman väristä.
Lasersäteet
Budapestin sateenkaari näyttää näkyvän spektrin värit.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä valo on?
V: Valo on sähkömagneettisen säteilyn muoto, jonka aallonpituus on ihmissilmän havaittavissa. Valo on sekä aaltojen että hiukkasten kaltainen, ja se on energiamuoto, joka koostuu pienistä fotoneiksi kutsutuista paketeista.
K: Mitä kutsutaan valon tutkimukseksi?
V: Valon tutkiminen tunnetaan nimellä optiikka.
K: Miten valo on vuorovaikutuksessa läpinäkymättömien esineiden kanssa?
V: Kun valo osuu läpinäkymättömään esineeseen, se muodostaa varjon.
K: Miten valo on vuorovaikutuksessa läpinäkyvien esineiden kanssa?
V: Kun valo osuu läpinäkyvään esineeseen, se kulkee sen läpi lähes kokonaan ilman varjoa.
K: Mitä värejä sateenkaaressa on ulkoreunasta sisäreunaan?
V: Sateenkaaren värit ulkoreunasta sisäreunaan ovat punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti.
K: Millä nimellä kutsutaan punaisen taajuuden alapuolella olevia aallonpituuksia?
V: Punaisen taajuuden alapuolella olevia aallonpituuksia kutsutaan infrapunaksi.
K: Mikä on maapallon tärkein valonlähde?
V: Maapallon tärkein valonlähde on aurinko.
