تئوری پایه نور

نور چیزی جز تابش الکترومغناطیسی نیست که احساسات بصری در چشم انسان ایجاد می کند. اگر چه تمام اشعه های الکترومغناطیسی را چشم ما نمی توانند احساس کنند، اما در برخی از محدوده خاصی از تابش می توانند توسط چشم انسان مشاهده شوند و این نور نامیده می شود. بنابراین تعریف نور را می توان به عنوان تابش الکترومغناطیسی ایجاد کرد که باعث ایجاد احساس بصری به چشم انسان می شود نور نامیده می شود. تابش های با طول موج ۳۸۰ تا ۷۰۰ نانومتر فقط توسط چشم های طبیعی انسان حساس هستند. بنابراین، تابش های با طول موج در این محدوده نور هستند. انرژی های نور از رنگ های مختلف از بنفش تا قرمز است. تابش با حداقل طول موج تصویری یعنی حدود ۳۸۰ نانومتر، نور بنفش است و تابش با حداکثر طول موج تصویری یعنی ۷۲۰ نانومتر، قرمز رنگ است.

هنگامی که نور خورشید بر روی صورت منشور شفاف ضربه می زند، نور خورشید از جهت حوادث آن جدا می شود و از اشعه های رنگی مختلف جدا می شود. اشعه ها پس از انکسار در منشور، با توجه به زاویه انحراف آنها، مسیرشان را تغییر می دهند.

این زاویه انحراف بیشتر به طول موج اشعه های نور بستگی دارد. الگوی نور خورشید پس از منشور شفاف، منعکس شده به عنوان طیف نور خورشید است. از این آزمایش منشأ یافته شده است که رنگ، در وسط طیف زرد سبز است.

منابع مصنوعی نور:

اگر چه نور خورشید منبع اصلی نور طبیعی در سیاره ما است، اما بسیاری از پروسه های مصنوعی تولید نور مانند تابش نور، لومینسانس، فلورسانس و فسفرسانس نیز وجود دارد.

تشدید:

فرآیند تولید نور بصری بوسیله گرمایش یک شیء به عنوان تابش ریز ذکر شده است. بعضی از اجسام وجود دارند که می توانند انرژی نور قابل رویت را، هنگامی که درجه حرارت بالا قرار می گیرد، تولید کنند و آنها منجر به طیف مداوم تابش می شوند.

به عنوان مثال، هنگامی که یک قطعه آهن را به دمای کافی بالا می بریم، قطعه قرمز داغ می شود و نور را از سطح آن پخش می کند. لامپ رشته ای یک منبع بسیار محبوب نور مصنوعی است که در آن یک رشته مقاومت بالا با جریان الکتریکی داغ می شود و در نهایت نور را به محیط می رساند.

لومینسانس:

این انتشار نور بدون اثر گرما است. این را می توان به عنوان یک نوع از تابش سرد بدن در نظر گرفت. نور ممکن است از هر یک از فرآیندهای زیر مانند واکنش شیمیایی، اثر الکتریسیته، حرکات زیر اتمی یا استرس روی یک کریستال تولید شود.

فلورسانس:

برخی از مواد وجود دارد که می توانند تابش های بصری را هنگام جذب تابش نامرئی برخی از طول موج های خاص ایجاد کنند. این به این معنی است که این مواد جذب تابش یک طول موج و تابش اشعه های دیگر طول موج را می دهند. به عنوان مثال، هنگامی که ماده فلورسنت توسط اشعه ماوراء بنفش خالی می شود، اشعه های قابل مشاهده را انعکاس می دهد.

فسفر:

برخی از مواد وجود دارد که می توانند انرژی نور را هنگامی که در معرض نور قرار می گیرند جذب کنند و می توانند این انرژی را به عنوان نور خورشید تابش دهند. به عنوان مثال، هنگامی که سطح پوشش داده شده با سولفید کلسیم در نور نگهداری می شود، و پس از آن به تاریکی برسد، سطح آن به عنوان منبع نور کوچک درخشش می یابد.

چشم انداز چشم انسان

انسان بیش از ۸۰٪ از اطلاعات را از طریق چشم به دست می آورد. چشم حاوی سه قسمت اصلی، عدسی، لنز و شبکیه است. ایرویز نور را به وسیله گسترش و قراردادن تنظیم می کند. لنز چشم تحت کنترل عضلات تمرکز می کند و تصویر را بر روی شبکیه شکل می دهد. یک صفحه نمایش در پشت لنز به نام شبکیه وجود دارد. شبکیه مجهز به بسیاری از اعصاب حساس به نور است که با مغز ارتباط برقرار می کنند. دو نوع عصب روی شبکیه وجود دارد. این مخروط ها و میله ها است. میله ها در نور کم حساس هستند. بخش مرکزی شبکیه فوئا است. این نقطه حساس ترین شبکیه است. به طور معمول سلول های میله به دور از فوئای مرکزی شبکیه متمرکز می شوند. اعصاب مخروطی عمدتا در فوئا متمرکز شده است. مخروط ها عمدتا مسئول دید با حساسیت به رنگ مشخص هستند. با توجه به این دو نوع عصب، دو نوع دید وجود دارد.

بینایی فتوپیک – بینایی اسکوتوپیک

بینایی Photopic، جزئیات دقیق یک شی را در طول مشاهده، مشاهده می کند. این تصویر تیز از شی مشاهده شده را ایجاد می کند. مخروط ها برای روشنایی بیش از ۳ سی سی متر مربع حساس به نور هستند. حداکثر حساسیت، چشم انسان در طول موج نور ۵۵۰ نانومتر در دید فوکو مشاهده می شود.

برای بینایی اسکوتوپیک، سلول های میله ای مسئول هستند. این دیدگاه هیچگونه اختلاف رنگی ندارد. تمام اشیای مشاهده شده در این دیدگاه به رنگ خاکستری رنگ یا بیشتر نشان داده می شوند. این دید همچنین نمی تواند جزئیات جزیی اشیاء مشاهده شده را تشخیص دهد. میله های حساس به نور برای روشنایی کمتر از ۳۰ μcd / m2.  حداکثر حساسیت، چشم انسان در طول موج نور ۵۰۷ نانومتر در دید دیدنی Scotopic دیده می شود.

چشمان انسان می توانند از یک چشم انداز به نوع دیگر در هر مورد تغییر پیدا کنند. چشم انداز در بین بینایی photopic و scotopic ، mesopic. نامیده می شود.