Tuesday, February 17, 2015

Lumina

Ca să vedem avem nevoie de lumină. Ochii captează lumina, iar creierul o interpretează sub formă de culori în funcție de frecvență, și ca și luminozitate în funcție de intensitate.

Frecvența luminii este masurată în Hertzi (Hz). Un hertz înseamnă o acțiune pe secundă. Dacă batem din palme de 2 ori într-o secundă, putem spune că frecvența este de 2Hz. Dacă aveți un radio clasic în apropiere, veți vedea că are o scală gradată de la 80 și ceva până la 100 și ceva de KHz. Undele radio sunt unde electromagnetice, adică lumină, pentru că și lumina este tot o undă electromagnetică, doar că ochii umani percep doar o mică parte din spectrul electromagnetic, iar partea pe care o percepem, este exact partea spectrului electromagnetic în care Soarele emite cea mai multă lumină, sau altfel spus, Soarele emite cea mai multă lumină între anumite frecvențe pe care noi le putem vedea.

Desigur, cu toții am auzit de razele ultraviolete, însă nu le putem vedea pentru că au o frecvență prea mare pentru ochii noștrii. În schimb, undele radio sunt unde cu o frecvență mai mică decât putem noi vedea, iar lungimea de undă este invers proporțională cu frecvența.

Cu cât frecvența este mai mare, cu atât unda de lumină este mai mică, iar dacă frecvența scade, lungimea de undă crește. Ca să vizualizați acest lucru, imaginațivă un lac în care perpendicular cade un obiect. În apă se vor forma niște cerculețe. Distanța până unde ajung cerculețele într-o secundă, împărțită la numărul de cerculețe formate într-o secundă, reprezintă distanța în medie dintre cerculețe, ceea ce noi numim lungimea de undă, iar numărul de cerculețe formate într-o secundă, reprezintă frecvența.

Frecvența luminii poate fi calculată dacă se cunoaște lungimea de undă, după următoarea formulă:

                viteza luminii pe secundă
Frecvența = ----------------------------------
                    lungimea de undă


Iar lungimea de undă poate fi calculată, dacă se cunoaște frecvența luminii, folosind următoarea formulă:

                        viteza luminii pe secundă
Lungimea de undă = ---------------------------------
                          frecvența luminii

Lumina care are o frecvență mai mare, are o energie mai mare, iar unele raze de lumină pot fi foarte periculoase pentru noi, ducând la arsuri grave ale pielii datorită energiei sale care distruge celulele, în cazuri extreme cauzând mutații ireversibile în ADN, ducând la apariția cancerului de piele sau a cancerului intern.

Orice undă electromagnetică care are o energie mai mare sau egală cu cea a razelor ultraviolete ne poate afecta, riscul crescând cu frecvența undei și durata de expunere. Razele ultraviolete sunt periculoase dacă durata de expunere este îndeajuns de mare (în jur de câteva ore), însă pentru undele de frecvență mai mare, timpul de expunere poate fi mult mai mic pentru a cauza un efect similar.

La nivel fundamental, lumina este mult mai complicată decât pare, având o masă nulă, comportându-se atât ca și undă cât și ca particulă. Particula fundamentală de lumină poartă denumirea de foton (de aici și numele de „aparat foto”). Această particulă are o încărcătură electrică neutră, însă interacționează cu toate particulele care au o încărcătură electrică, fie pozitivă sau negativă, dar nu poate interacționa cu alți fotoni, decât indirect; un foton fiind capabil să se transforme în alte particule care au o încărcătură electrică, cum ar fi un electron și un pozitron (anti-partenerul electronului), iar un alt foton poate interacționa cu oricare dintre aceste două particule, înainte ca acestea să se anihileze reciproc, formând din nou un foton de lumină.

Viteza luminii este de, aproape, 300000 km/s, iar lungimea undei de lumină pe care noi oamenii o vedem, variază între 10^-7 metrii până la 10^-6 metrii (0.0001 și 0.001 milimetrii), iar lungimea undelor radio variază de la câtiva centimetrii lungime, la câtiva metrii (undele FM).