Nähtav valgus kui liitvalgus

The double rainbow and human wonderment

Vahel vihmase ilmaga me näeme vikerkaart. Selles on eristatavad punane, oranž, kollane, roheline, sinine, tumesinine ja lilla värvus. Kuna üleminek ühelt värvilt teisele toimub sujuvalt, siis võib seal hea tahtmise korral näha veel palju rohkem värve. Kust need värvid tulevad?

Füüsikud ütlevad selliste nähtuste põhjal, et valge valgus on liitvalgus, st ta koosneb erinevat värvi valgustest. Tõepoolest, kuna vesi vihmapiiskades ise valgust ei kiirga, peab kogu see värvikirevus tulema Päikese valguse „seest“, vihmapiisad teevad need värvid lihtsalt nähtavaks. Tekkivat värvide paletti nimetatakse spektriks.

Valguse spektri mõiste võttis kasutusele Isaac Newton juba 1666. aastal. Newton sai spektri nii, et lasi läbi klaasprisma kitsa valgusvihu, katse tulemusena tekkis ekraanile värviline riba.

Newton lahutab valge valguse spektriks
Valguste liitmisel saadakse uuesti valge värvus. Sellel pildil liituvad seinal sinist, punast ja rohelist värvi valgus.

Newton oletas, et spektri värviliste valguste liitmisel saadakse uuesti valge värvus. Tal oli õigus ning ta tõestas seda ka katseliselt. Newton suunas spektri värvid ühte punkti ning sai tulemuseks valge valguse.

Igapäevaelus kasutame erinevaid valgusallikaid. Erinevatel valgusallikatel on üldiselt ka erinevad spektrid. Näiteks hõõglambi valgus on enamasti natuke kollakam kui päikesevalgus, kuna sisaldab vähem sinist ja violetset valgust. Valguse spektreid esitatakse tihti graafikutel, kus horisontaalsel teljel on erinevad värvid, vertikaalsel teljel see, kui tugev üks või teine värv uuritavas valguses on. Siit leheküljelt leiad küünla, LED-lambi, päevavalguslambi ja laseri spektrid nii fotol kui ka graafikul. Võrdle neid!

Küünal vaadatuna läbi joonte võrgustikuga kaetud valgusvõre (difraktsioonivõre).Päevavalguse spekter
LED-lamp vaadatuna läbi valgusvõre.Külma LED lambi kiirgusspekter
Luminofoorlamp (päevavalguslamp) vaadatuna läbi valgusvõre.Fluorestsentslambi kiirgusspekter
Laseriga ekraanile tekitatud valgustäpp vaadatuna läbi valgusvõre.Laseri spekter
Niimoodi on need pildid tehtud - hoidsime fotoaparaadi ees valgusvõret.Spektrite vaatlemine ei ole raketiteadus. Näiteks küünla valguse spektrit saab vaadata CD- või DVD-plaadiga.