Радиометрия и световые измерения
Спектральные зависимости относительной чувствительности человеческого глаза для дневного (красная линия) и ночного (синяя линия) зрения.
К одним из наиболее важных и востребованных наукой и практикой характеристик света, как и любого другого физического объекта, относятся энергетические характеристики. Измерением и изучением такого рода характеристик, выраженных в энергетических фотометрических величинах, занимается раздел фотометрии, называемый «радиометрия оптического излучения». Таким образом, радиометрия изучает свет безотносительно к свойствам человеческого зрения.
С другой стороны, свет играет особую роль в жизни человека, поставляя ему бо́льшую часть необходимой для жизни информации об окружающем мире. Происходит это благодаря наличию у человека органов зрения — глаз. Отсюда вытекает необходимость измерения таких характеристик света, по которым можно было бы судить о его способности возбуждать зрительные ощущения. Упомянутые характеристики выражают в световых фотометрических величинах, а их измерения и исследования составляет предмет занятий другого раздела фотометрии — «световые измерения».
В качестве единиц измерения световых величин используются особые световые единицы, они базируются на единице силы света «кандела», являющейся одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).
Световые и энергетические величины связаны друг с другом с помощью |относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения , имеющей смысл относительной спектральной чувствительности среднего человеческого глаза, адаптированного к дневному зрению. Для монохроматического излучения с длиной волны , соотношение, связывающее произвольную световую величину с соответствующей ей энергетической величиной , в СИ записывается в виде:
В общем случае, когда ограничений на распределение энергии излучения по спектру не накладывается, это соотношение приобретает вид:
где — спектральная плотность энергетической величины , определяемая как отношение величины , приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между и , к ширине этого интервала. Связь световой величины, характеризующей излучение, с соответствующей ей энергетической величиной, выражают также, используя понятие световая эффективность излучения.
Световые величины относятся к классу редуцированных фотометрических величин, к которому принадлежат и другие системы фотометрических величин. Однако, только световые величины узаконены в рамках СИ и только для них в СИ определены специальные единицы измерений.
Параметры, связанные со скоростью света
Самые важные параметры — это длина волны и период.
Формула скорости света c = λ/T с — скорость света [м/с] λ — длина волны T — период |
Задачка для практики
Определите цвет освещения, проходящий расстояние в 1000 раз больше его длины волны за 2 пикосекунды.
Решение
Для начала переведем 2 пикосекунды в секунды — это 2 * 10-12 с.
Теперь возьмем формулу скорости: v = S/t
По условию S = 1000λ, то есть v = 1000λ/t.
Выражаем длину волны:
λ = vt/1000
Подставляем значения скорости света и известного нам времени:
λ = (3 * 108 * 2 * 10-12)/1000 = 600
И соотносим со шкалой видимого света:
На шкале видно, что длине волны в 600 нм соответствует оранжевый цвет излучения.
Ответ: цвет освещения при заданных условиях будет оранжевым.
ИК-лучи: влияние на здоровье людей
Благоприятное воздействие солнечного света на здоровье человека подтверждено научно. Однако чрезмерное пребывание под солнечным излучением потенциально опасно. Солнечный свет содержит ультрафиолетовые лучи, действие которых сжигает кожу тела человека.
Инфракрасные сауны массового пользования широко распространены в Японии и Китае. И тенденция на развитие этого способа оздоровления только усиливается
Между тем инфракрасное излучение дальнего диапазона волн обеспечивает все преимущества для здоровья, получаемые от естественного солнечного света. При этом полностью исключается опасное воздействие солнечной радиации.
Применением технологии воспроизводства ИК-лучей, достигается полный контроль температуры (инфракрасные сауны), неограниченный солнечный свет. Но это далеко не все известные факты преимуществ инфракрасного излучения:
-
- Инфракрасные лучи дальнего диапазона укрепляют сердечно-сосудистую систему, стабилизируют сердечный ритм, увеличивают сердечный выброс, уменьшая при этом диастолическое артериальное давление.
- Стимуляция сердечно-сосудистой функции инфракрасным светом дальнего диапазона — идеальный способ поддержания в норме сердечно-сосудистой системы. Есть опыт американских астронавтов во время длительного космического полета.
- ИК-лучи дальнего инфракрасного диапазона с температурой выше 40°C ослабляют и в конечном итоге убивает раковые клетки. Этот факт подтвержден Американской онкологической ассоциацией и Национальным институтом рака.
- Инфракрасные сауны часто используются в Японии и Корее (терапия гипертермии или Waon-терапия) для лечения от сердечно-сосудистых заболеваний, особенно в части хронической сердечной недостаточности и периферических артериальных заболеваний.
- Результаты исследований, опубликованные в журнале «Нейропсихиатрическая болезнь и лечение», показывают инфракрасные лучи как «медицинский прорыв» в лечении черепно-мозговых травм.
- Инфракрасная сауна считается в семь раз более эффективной при выводе из организма тяжелых металлов, холестерина, спирта, никотина, аммиака, серной кислоты и других токсинов.
- Наконец, FIR-терапия в Японии и Китае вышла на первое место среди эффективных способов лечения астмы, бронхита, простуды, гриппа, синусита. Отмечено, что FIR-терапия убирает воспаления, отеки, слизистые закупорки.
Инфракрасный свет и продолжительность жизни 200 лет
Ниже демонстрируется интересный по содержанию видеоролик, затрагивающий рассмотренную тему. Видео рассказывает об эффективности света инфракрасного диапазона и о том, каких необычных результатов может достичь человек:
Частота — излучаемый свет
Частота излучаемого света поэтому очень велика. Так возникают монохроматические рентгеновы лучи.
Так, значит, частота излучаемого света вообще не зависит от частоты вращения электрона… Тогда теория Бора должна быть верна.
Планка; v — частота излучаемого света; Атп — вероятность спонтанного перехода между энергетическими уровнями тип; gm — статистический вес; Z0 — сумма по состояниям для атома; N0 — концентрация атомов в нормальном состоянии; х-степень ионизации; Ет — энергия возбужденного состояния; k — постоянная Больцмана; Т — температура газа.
Так, значит, частота излучаемого света вообще не зависит о г частоты вращения электрона… Тогда теория Бора должна быть верна.
Показать, что для чисто гармонических колебаний частота излучаемого света совпадает с собственной частотой колебаний молекулы.
РЕЗОНАНСНАЯ ЛИНИЯ — спектральная линия излучения, при к-рой частота излучаемого света совпадает с частотой света, поглощаемого атомом в основном состоянии. Обычно этот термин применяют к одной или неск.
Бор переосмыслил формулу Эйнштейна для фотоэффекта, предположив, что частота излучаемого света определяется соотношением hv Е2 — Е, где Е % и Е — два возможных значения энергии атома.
Вариации заместителей, радикалов и структуры МОС позволяют значительно изменять расположение лазерных орбиталей и влиять на частоту излучаемого света.
Так вот что еще смутило Хансена: приходилось давать немыслимый ответ на коротенький вопрос: какое же отношение имеет к частоте излучаемого света частота вращения электрона вокруг ядра. Нет, вопрос-то был многословный, а ответ коротенький: никакого. Действительно, раз движение по орбите устойчиво — энергия не меняется — для процесса излучения совершенно несущественно, как часто облетает электрон ядро.
Так вот что еще смутило Хансена: приходилось давать немыслимый ответ на коротенький вопрос: какое же отношение имеет к частоте излучаемого света частота вращения электрона вокруг ядра. Нет, вопрос-то ( эЫл много — словный, а ответ коротенький: никакого. Действительно, раз движение по орбите устойчиво — энергия не меняется, — — для процесса излучения совершенно несущественно, как часто облетает электрон ядро.
Графическое определение длины волны. |
Свет излучается атомами не непрерывно, а в виде отдельных дискретных порций энергии — световых квант, величина которых прямо пропорциональна частоте излучаемого света.
Далее, как уже упоминалось, из основных законов электродинамики с необходимостью вытекает, что вращающийся электрон должен непрерывно излучать энергию и по мере убыли своей энергии приближаться к ядру. Следовательно, частота обращения v0 и частота излучаемого света должны были бы постепенно возрастать.
Излучение, вызванное вращением электронов вокруг ядра, должно непрерывно отбирать энергию от атома, в силу чего электроны будут приближаться к ядру. С приближением к ядру период их обращения, а значит, и частота излучаемого света должны непрерывно изменяться. Таким образом, спектр резерфордовского атома по этим законам должен быть сплошным; на самом же деле излучение атомов имеет линейчатый спектр.
Излучение, вызванное вращением электронов вокруг ядра, должно непрерывно отбирать энергию от атома, в силу чего электроны будут приближаться к ядру. С приближением к ядру период их обращения, а значит, и частота излучаемого света должны непрерывно изменяться. Таким образом, спектр резерфордовского атома по этим законам должен быть сплошным; на самом же деле излучение атомов имеет линейчатый спектр. Далее, вследствие непрерывной потери энергии электроны должны упасть на ядро, и поэтому атом как планетарная система не может долго существовать.
Видимое излучение: кем и когда открыто?
Первым объяснил возникновение спектра (этот термин был употреблен впервые в 1671 году) видимого излучения Исаак Ньютон в своем труде «Оптика» и Иоганн Гете в своей работе «Теория цветов». Что такое видимое излучение? Кем и когда открыто? Также похожими исследованиями занимался Роджер Бэкон, который наблюдал за спектром в стакане воды задолго до Ньютона и Гете.
Применение в жизни видимого излучения дает возможность видеть что-либо вообще. Свет движется, как волна, отскакивая от объектов, чтобы люди могли их видеть. Без этого все были бы в полной темноте. Но в физике свет может относиться к любой электромагнитной волне: радиоволнам, микроволнам, инфракрасному, видимому, ультрафиолетовому, рентгеновскому излучению или гамма-лучам.
Фотоэффект
Еще одно важное явление, подтверждающее корпускулярную природу света, — это фотоэффект. Пока разберем только принцип этого явления, а сложную математику оставим на другой раз
На рисунке представлена экспериментальная установка для исследования фотоэффекта.
Установка представляет собой стеклянный вакуумный баллон с двумя металлическими электродами, к которым прикладывается напряжение. Один из электродов через кварцевое окошко освещается монохроматическим светом (монохроматический свет — это свет, длина волны которого неизменна). Под действием фотонов из отрицательно заряженного электрода выбиваются так называемые фотоэлектроны. Они притягиваются к положительному электроду и образуется фототок.
Многочисленные экспериментаторы установили основные закономерности фотоэффекта:
- Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света ν и не зависит от его интенсивности.
- Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, т. е. наименьшая частота νmin, при которой еще возможен внешний фотоэффект.
- Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света.
- Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν > νmin.
Эйнштейн исследовал фотоэффект и пришел к выводу, что свет имеет прерывистую структуру, то есть состоит из фотонов.
Фотоэффект используется, например, в датчиках света. Уличные фонари, оборудованные датчиками света, включаются автоматически при определенном уровне естественного освещения.
Видимый свет – это электромагнитная волна
Обычно наблюдаемый свет представляет собой комбинацию различных цветных световых волн. Эти разные цвета света обусловлены разными частотами света. Видимый свет имеет много применений в оптике, материаловедении, конденсированном веществе, лазерных науках, разных отраслях промышленности, которые используют этот свет для экспериментов и каждый день. Примерами являются экраны проекторов, лазерный луч, используемый в шоу, или указатель, камера и так далее.
Свет – это часть электромагнитного спектра, к которому чувствительны наши глаза. Главное применение видимого света – это способность видеть вещи своими глазами. Излучение спектра передается волнами или частицами на разных длинах волн и частотах. Этот широкий диапазон длин волн известен как электромагнитный спектр. Этот спектр классически разделен на семь областей в порядке уменьшения длины волны и увеличения энергии и частоты. Наши глаза могут обнаружить только крошечную часть электромагнитного спектра, называемую видимым светом.
Так работают лампочки: электрический ток нагревает ламповую нить примерно до 3000 градусов, и она светится горячим светом. Поверхность Солнца составляет около 5600 градусов и выделяет много света. Белый свет фактически состоит из целого ряда цветов, смешанных друг с другом. Это можно увидеть, если пропустить белый свет через стеклянную призму. Компакт-диски считываются лазерным излучением. Лазеры используются в компакт-дисках и DVD-плеерах, где свет отражается от крошечных ямок на диске, при этом происходит преобразование в звук или данные. Лазеры также используются в лазерных принтерах и в системах прицеливания самолетов.
Из чего состоит свет
Во-первых, нам нужно разобраться, что такое спектр. Это явление открыто во времена короля Карла II, примерно 350 лет назад, Исааком Ньютоном, вполне заслуживающим звания самого великого ученого (ему принадлежит еще и множество других открытий, как мы узнали в главе про ночь и день). Ньютон обнаружил, что белый свет – смесь всех цветов. Вот что такое белый для ученых. Как Ньютон открыл это? Он провел эксперимент. Сначала затемнил свою комнату, так что ни один луч света не мог в нее проникнуть. Затем он раздвинул шторы так, что между ними пробивался луч солнечного света толщиной с карандаш. Луч проходил через призму – что-то вроде треугольного куска стекла.
Призма преломляла узкий луч белого света, и на выходе из нее он уже переставал быть белым. Он был разноцветным, как радуга, и Ньютон назвал свою искусственную радугу спектром. Вот как он устроен.
Когда луч света идет через воздух и попадает в стекло, он преломляется. Преломление называется рефракцией
Рефракция происходит не только в стекле, но и в воде, и это важно вспомнить, когда мы вернемся к радуге. Именно за счет рефракции весло выглядит изогнутым, когда ты погружаешь его в реку
Итак, свет преломляется, когда проходит через стекло или воду.
А теперь – главное. Угол преломления зависит от цвета светового луча. Красный свет преломляется под более тупым углом, нежели синий. Если белый свет – действительно смесь лучей разного цвета, как предположил Ньютон, то что же произойдет, если пропустить белый через призму? Синий свет преломится больше, чем красный, поэтому при выходе с другой стороны призмы они разделятся. Желтый и зеленый окажутся между ними. В результате получится ньютоновский спектр: все цвета радуги, расположенные в обычном для радуги порядке, – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.
Ньютон не был первым, кто создал радугу с помощью призмы. У других выходил тот же результат. Но многие думали, что призма каким-то образом «окрашивает» белый свет. Идея Ньютона была другой. Он подумал, что белый свет – смесь всех цветов, а призма просто отделила их друг от друга. Он оказался прав и доказал справедливость своей догадки серией экспериментов. Сначала он взял призму, как и раньше, и направил разноцветный поток света в маленькую прорезь, так что через нее проходил луч только одного цвета, например красный. Потом на пути красного луча он установил еще одну призму. Вторая призма преломила свет, как обычно. Но на выходе луч остался красным. Никаких дополнительных цветов не появилось, вопреки гипотезе, по которой призма добавляет цвета. Именно такой результат ожидал получить Ньютон, тем самым подтвердив свою теорию о белом свете как смеси света всех цветов.
Следующий эксперимент был еще более изобретательным и задействовал три призмы. Для Ньютона он стал experimentum cruris, что на латыни значит «контрольный эксперимент» или, другими словами, «эксперимент, окончательно разрешающий научный спор».
В левой части картинки белый свет из щели в ньютоновской шторе проходит через первую призму и разделяется на все цвета радуги. Потом расходящиеся цветные лучи собираются второй ньютоновской призмой. Она снова собирает радугу в белый свет. Ньютоновская точка зрения тем самым уже изящно доказана. Однако, чтобы окончательно убедиться в своей правоте, он пропустил луч белого света через третью призму, и на выходе снова получил радугу! Лучшее из возможных доказательств того, что белый свет – смесь лучей всех цветов.
Корпускулярно-волновой дуализм света[править | править код]
- Основная статья: Корпускулярно-волновой дуализм света
Рис.1. Корпускулярно-волновой дуализм является проявлением двух форм существования материи (в том числе и света как материальной среды) — вещества и поля.
Т.к понятие свет является важным в жизни человека, то свет, это:
- В конце столетия казалось, что ответ на вопрос о природе света найден и доказан экспериментально — свет есть распространяющиеся в пространстве электромагнитные волны. Волновая теория света, исходя из такого представления о природе света, на основе общих свойств волновых процессов объяснила такие оптические явления как интерференция света, дифракция света, поляризация света и др.
Однако, уже в начале века при исследовании взаимодействия света с веществом были обнаружены такие оптические явления как фотоэффект, эффект Комптона, фотохимические реакции и др. При объяснении этих явлений представления о том, что свет есть распространяющиеся в пространстве электромагнитные волны, оказались несостоятельными. Предсказания волновой теории света пришли в противоречие с наблюдаемыми в экспериментах закономерностями явлений квантовой оптики. Объясняя эти явления, в 1905 г. Эйнштейн выдвинул корпускулярную теорию света, которая, развивая идеи Ньютона о световых корпускулах, рассматривала свет как поток большого числа частиц, названных фотонами. Фотонная теория света легко объяснила все качественные и количественные закономерности явлений квантовой оптики.
- Таким образом, свет есть волны и частицы.
При более критическом анавлизе такого заключения будет не состоятельным подход простого с точки зрения механического объединения волн и частиц. Оказывается, что представления об электромагнитной волне и представления о потоке частиц исключают друг друга.
- В итоге — световая волна представляет собой нелокализованное электромагнитное поле, распределенное по пространству. Объемная плотность энергии электромагнитного поля волны, пропорциональная квадрату ее амплитуды, может изменяться на сколь угодно малую величину, то есть непрерывно.
«Что такое Свет — волны или частицы? Эта путаница была названа «Корпускулярно — волновым дуализмом». и кто-то пошутил, что свет представляет собой волны по понедельникам, средам и пятницам; частицы — по вторникам, четвергам и субботам (стр. 24)..Квантовая электродинамика «разрешает» вопрос о корпускулярно-волновом дуализме света, утверждая, что свет состоит из частиц (как считал в свое время Ньютон) (стр.35).
Феинман Р. КЭД Странная теория света и вещества — M.: Наука, 1988.
Спектроскопия
Научное изучение объектов, основанное на анализе излучаемого ими света, называется спектроскопией
В астрономии это важное средство анализа далеких объектов. В астрономической спектроскопии используются инструменты с высокой дисперсией для наблюдения спектра с очень высоким разрешением .
В спектроскопии видимый предел часто не имеет большого значения, а анализ выходит далеко за рамки инфракрасного и ультрафиолетового. Излучение иногда характеризуется вариантом волнового числа , обратным длине волны в вакууме. В этой шкале видимая часть спектра примерно простирается от красного до сине-фиолетового, от 1500 до 2300 см -1 .
Фраунгофер был первым, кто заметил наличие на солнечном свете темных линий, пробитых призмой. Линии свидетельствуют об излучении или поглощении света химическими элементами . Их положение в спектре дает информацию о природе присутствующих химических элементов; эффект Доплера мало влияет на эту позицию, из которой мы выводим радиальную скорость звезд. Анализ спектра звезд достиг такого высокого разрешения, что можно было обнаружить вариации их лучевой скорости в несколько метров в секунду, что привело к выводу о существовании экзопланет , выявленных по их гравитационному влиянию на них.
Лекарственное средство
Применение видимого излучения в медицине – это обычное дело. Лазеры используются в микрохирургических процедурах, таких как выполнение небольших точных разрезов, операций на печени и капиллярной хирургии, что приводит к небольшой потере крови. Лазеры также используются в офтальмологии (удаление катаракты и коррекция зрения), дерматологии (удаление татуировок и шрамов), стоматологии (очищение полости), онкологии (лечение рака кожи).
Какой можно привести пример применения видимого излучения в медицине? Светотерапия также используется для облегчения сезонного аффективного расстройства, регулирует ваши внутренние биологические часы (суточные ритмы) и влияет на настроение. Терапевтическое применение света и цвета также исследуется во многих больницах и исследовательских центрах по всему миру. Результаты пока показывают, что полный спектр, ультрафиолетовый, цветной и лазерный свет могут иметь терапевтическое значение для ряда условий – от хронической боли и депрессии до иммунных расстройств.
Ссылки[править | править код]
- Энциклопедия света и освещения
- Священник Феодор Людоговский. Тема света в церковнославянских акафистах bogoslov.ru 15.10.
Источники света (искусственного и естественного) | |||
---|---|---|---|
Источники искусственного света | Источники естественного света | ||
Вид излучения | Название источника | Вид излучения | Название источника |
Накаливания | Лампа накаливания • Галогенная лампа | Солнечное | Солнце (] • ИК • УФ) |
Флуоресцентные | Люминесцентная лампа • Индукционная лампа • Ртутная лампа • Лампа чёрного света | Лунное и других небесных тел свет планет, свет комет | Луна (отражённые лучи солнца), планета, комета |
Газоразрядные | Лампы высокой интенсивности • Неоновая лампа • натриевая газоразрядная лампа • Ксеноновая лампа-вспышка • Газосветные лампы | Вулканическое | Лава (Излучение расплавленных подземных пород при извержении вулкана) |
Электродуговые | Дуговая лампа • Ксеноновая дуговая лампа • Свеча Яблочкова • Металгалогенидная лампа | Свечение Атмосферное | Полярное сияние(свечение (люминесценции) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра) |
На сгорании | Ацетиленовые лампы • Свечи • Газовая лампа • Керосиновая лампа • Друммондов свет • Масляные лампы • Лучина • Факел | Атмосферные электрические разряды | Молния |
Прочие | Серная лампа • Светодиоды (светодиодная лампа • Органический светодиод) | Свет пожаров | Лесной пожар, |
Люминесценции | Хемилюминесценция • Радиолюминесценция • Сонолюминесценция | Свет люминесценций в природе | Биолюминесцентия • Хемилюминесценция |
Осветительное оформление | Прожектор • Люстра • Торшер • Бра • Лампочка Ильича • MR16 • Фонарь (Уличный • Карманный) • Взрывобезопасная лампа • Плазменная лампа • Электролюминесцентный провод • Лавовая лампа • Оптическое волокно | Свечение окисляющихся органических объектов и минералов | Светящиеся браслеты • Алмаз • Хрусталь • Кварц и др. |
Световые волны
Термин «световые волны» может использоваться по-разному разными людьми. Физики склонны небрежно использовать его на одном уровне с электромагнитными. Итак, в чем разница? Электромагнитные волны (или электромагнитное излучение) представляют собой волны, создаваемые колебательными магнитными и электрическими полями, и включают радиоволны, микроволны, инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Как и все волны, они несут энергию, и эта энергия может быть очень высокой интенсивности (например, электромагнитные волны, которые мы получаем от солнца).
При взгляде на спектр видимого света синим концом электромагнитного спектра является высокая частота, высокая энергия и короткая длина волны. Красный конец электромагнитного спектра представляет собой низкочастотную, малую энергию и большую длину волны. Свет — это лишь часть электромагнитного спектра, часть, которую могут видеть наши глаза. Каковы сферы применения видимого излучения, кроме той, которая позволяет человеку видеть все вокруг?
История[]
Файл:Newton’s colour circle.png
Круг цветов Ньютона из книги «Оптика» (1704), показывающий взаимосвязь между цветами и музыкальными нотами. Цвета спектра от красного до фиолетового разделены нотами, начиная с ре (D). Круг составляет полную октаву. Ньютон расположил красный и фиолетовый концы спектра друг рядом с другом, подчёркивая, что из смешения красного и фиолетового цветов образуется пурпурный.
Первые объяснения спектра видимого излучения дали Исаак Ньютон в книге «Оптика» и Иоганн Гёте в работе «Теория Цветов», однако ещё до них Роджер Бэкон наблюдал оптический спектр в стакане с водой. Лишь спустя четыре века после этого Ньютон открыл дисперсию света в призмах.
Ньютон первый использовал слово спектр (Шаблон:Lang-lat — видение, появление) в печати в 1671 году, описывая свои оптические опыты. Он сделал наблюдение, что, когда луч света падает на поверхность стеклянной призмы под углом к поверхности, часть света отражается, а часть проходит через стекло, образуя разноцветные полосы. Учёный предположил, что свет состоит из потока частиц (корпускул) разных цветов, и что частицы разного цвета движутся с различной скоростью в прозрачной среде. По его предположению, красный свет двигался быстрее чем фиолетовый, поэтому и красный луч отклонялся на призме не так сильно, как фиолетовый. Из-за этого и возникал видимый спектр цветов.
Ньютон разделил свет на семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, индиго и фиолетовый. Число семь он выбрал из убеждения (происходящего от древнегреческих софистов), что существует связь между цветами, музыкальными нотами, объектами Солнечной системы и днями недели. Человеческий глаз относительно слабо восприимчив к частотам цвета индиго, поэтому некоторые люди не могут отличить его от голубого или фиолетового цвета. Поэтому после Ньютона часто предлагалось считать индиго не самостоятельным цветом, а лишь оттенком фиолетового или голубого (однако он до сих пор включён в спектр в западной традиции). В русской традиции индиго соответствует синему цвету.
Гёте, в отличие от Ньютона, считал, что спектр возникает при наложении разных составных частей света. Наблюдая за широкими лучами света, он обнаружил, что при проходе через призму на краях луча проявляются красно-желтые и голубые края, между которыми свет остаётся белым, а спектр появляется, если приблизить эти края достаточно близко друг к другу.
Длины волн, соответствующие различным цветам видимого излучения были впервые представлены 12 ноября 1801 года в Шаблон:Не переведено 5 Томасом Юнгом, они получены путём перевода в длины волн параметров колец Ньютона, измеренных самим Исааком Ньютоном. Эти кольца Ньютон получал пропусканием через линзу, лежащую на ровной поверхности, соответствующей нужному цвету части разложенного призмой в спектр света, повторяя эксперимент для каждого из цветовШаблон:Rp. Юнг оформил полученные длины волн в виде таблицы, выразив во французских дюймах (1 дюйм=27,07 мм), будучи переведёнными в нанометры, их значения неплохо соответствуют современным, принятым для различных цветов. В 1821 году Йозеф Фраунгофер положил начало измерению длин волн спектральных линий, получив их от видимого излучения Солнца с помощью дифракционной решётки, измерив углы дифракции теодолитом и переведя в длины волн. Как и Юнг, он выразил их во французских дюймах, переведённые в нанометры, они отличаются от современных на единицыШаблон:Rp. Таким образом, ещё в начале XIX века стало возможным измерять длины волн видимого излучения с точностью до нескольких нанометров.
В XIX веке, после открытия ультрафиолетового и инфракрасного излучений, понимание видимого спектра стало более точным.
В начале XIX века Томас Юнг и Герман фон Гельмгольц также исследовали взаимосвязь между спектром видимого излучения и цветным зрением. Их теория цветного зрения верно предполагала, что для определения цвета глаз использует три различных вида рецепторов.