نور سفید با یک منشور به رنگ طیف قابل رویت پراکنده می شود.طیف قابل توجهی بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که برای چشم انسان قابل مشاهده است. تابش الکترومغناطیسی در این طیف طول موجها نور مرئی یا به سادگی نور نامیده می شود. یک چشم انسان معمولی به طول موج های 380 تا 740 نانومتر پاسخ خواهد داد. [1] با توجه به فرکانس، این مربوط به یک گروه در مجاورت 430-770 THz است.طیف شامل تمام رنگهایی نیست که چشم انسان و مغز می توانند تشخیص دهند. به عنوان مثال، رنگ های غیر اشباع مانند تغییرات صورتی یا بنفش مثل قرمز، از این قرار نیست، زیرا فقط می توانند از ترکیب چندین طول موج ساخته شوند. رنگهایی که تنها یک طول موج دارند، رنگهای خالص یا رنگ طیفی نیز نامیده می شوند.
طول موج های قابل مشاهده به طور گسترده ای از طریق جو زمین از طریق “پنجره اپتیک” طیف الکترومغناطیسی از بین می رود. یک مثال از این پدیده زمانی است که هوا آبی بیش از نور قرمز پراکنده شده است، و به همین جهت آسمان خاورمیانه آبی است. پنجره نوری نیز به عنوان “پنجره قابل رویت” نامیده می شود، زیرا که با طیف پاسخ واکنش انسان همپوشانی دارد. پنجره ای نزدیک به مادون قرمز (NIR) فقط از بینایی انسان، و همچنین پنجره متوسط طول موج مادون قرمز (MWIR) و پنجره پنجره طولانی یا دور مادون قرمز (LWIR یا FIR) نیست، گرچه حیوانات دیگر ممکن است آنها را تجربه کنند.
تاریخ
دایره رنگی نیوتن از اپتیکهای 1704، نشان دادن رنگهایی است که او با یادداشتهای موسیقی مرتبط است. رنگ طیفی از قرمز تا بنفش با یادداشت های مقیاس موسیقی، با شروع از D تقسیم می شود. دایره یک اکتاو کامل را از D به D کامل می کند. دایره ی نیوتن در انتهای طیف، در کنار بنفش، قرمز رنگ است، از سوی دیگر این نشان دهنده این واقعیت است که رنگ های بنفش غیر طیفی هنگامی که نور قرمز و بنفش مخلوط می شوند مشاهده می شود.
راجر بیکن در قرن 13th تئوری کرد که رنگین کمان توسط یک روند مشابه به عبور نور از طریق شیشه یا کریستال تولید می شود. [2]
در اواخر قرن هجدهم، اسحاق نیوتون کشف کرد که منشور می تواند نور سفید را به هم بریزد و دوباره ترکیب کند و این پدیده را در کتاب Opticks توصیف کرد. او برای اولین بار از طیف کلمه (لاتین برای “ظاهر” یا “ظهور”) در این زمینه در چاپ در سال 1671 در توصیف آزمایش های او در اپتیک استفاده کرد. نیوتون یادآور شد که هنگامی که یک پرتو باریک از نور خورشید یک شیشه ی منحنی را در یک زاویه قرار می دهد، برخی از آن منعکس می شود و برخی از پرتوها به داخل و از طریق شیشه عبور می کنند که به صورت نوارهای مختلف رنگی ظاهر می شوند. نیوتون فرضیه نور را از “ذرات” (ذرات) رنگ های مختلف ساخته شده با رنگ های مختلف نور با سرعت های مختلف در مواد شفاف حرکت می کند، سریعتر از بنفش در شیشه حرکت می کند. نتیجه این است که نور قرمز خم (refracted) کمتر به شدت از بنفش از طریق منشور عبور می کند و طیف رنگی ایجاد می کند.
مشاهدات نیوتن از رنگهای پرزماتیک (دیوید بروستر 1855)
نیوتن در ابتدا طیف را به شش رنگ نامگذاری کرد: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی و بنفش. او بعدها هندو را به عنوان رنگ هفتم اضافه کرد زیرا او معتقد بود که هفت تعداد کامل از سوفیستهای یونان باستان است، که ارتباط بین رنگها، یادداشت های موسیقی، اشیاء شناخته شده در منظومه شمسی و روزهای هفته. [3] چشم انسان نسبت به فرکانس های هندسی نسبتا غیر حساس است، و برخی از افراد که چشم انداز غیر قابل مشاهده دارند، نمی توانند تمایز بین هند و رنگ آبی و بنفش را تشخیص دهند. به همین دلیل برخی از مفسران بعد از آن، از جمله اسحاق آسیموف [4]، پیشنهاد کرده اند که نه تنها نباید به عنوان یک رنگ به تنهایی در نظر گرفته شود، بلکه صرفا به عنوان یک سایه آبی یا بنفش است. شواهد نشان می دهد که آنچه نیوتون به معنای “indigo” و “آبی” با معانی مدرن این کلمات رنگی مطابقت ندارد. مقایسه مشاهدات نیوتن از رنگ های منشوری با یک تصویر رنگی از طیف نور قابل مشاهده نشان می دهد که “indigo” مربوط به آنچه امروزه آبی نامیده می شود، در حالی که “آبی” به رنگ سبز مربوط می شود. [5] [6] [7]
یوهان ولفگانگ فون گوته در قرن هجدهم درباره طیف نوری در نظریه ی رنگها نوشت. گوته از واژه طیف (Spektrum) برای تعیین یک تصویر پس زمینه اپتیک شبح مانند استفاده کرد، همانطور که شوپنهاور در «چشم انداز و رنگها» نیز اشاره کرد. گوته استدلال می کند که طیف پیوسته یک پدیده ترکیبی است. هنگامی که نیوتن پرتو نور را برای انزوا کردن این پدیده تنگ کرد، گوته خاطر نشان کرد که یک دیافراگم گسترده تر طیفی تولید نمیکند، بلکه قرمز مایل به زرد و آبی آبی و سفید بین آنهاست. طیف تنها زمانی ظاهر می شود که این لبه ها به اندازه کافی نزدیک به یکدیگر باشند.