"Świat przez różowe okulary"

A. Krzysztofowicz, Ł. Kruczek, G. Karwasz

Instytut Fizyki, Pomorska Akademia Pedagogiczna, 76-200 Słupsk, ul. Arciszewskiego 22b
akrzysztof@if.pap.edu.pl

Różowe i nie tylko okulary

1. Niewielki zakres częstotliwości 380-760 nm, odpowiadający w muzyce zaledwie jednej oktawie (a ucho słyszy 8-10 oktaw!), to jedyny rodzaj fal, na które, w gąszczu elektromagnetycznym dzisiejszego świata, oko ludzkie reaguje. Do analizy spektralnej potrzebne są rurki Pluckera, w różnymi gazami, spektrometr, najlepiej dyfrakcyjny, zestaw dobieranych filtrów o pasmowych charakterystykach przepuszczania oraz filtry polaryzacyjne (80$ z Pasco) . Pokazujemy, że to samo może zostać przeprowadzone za pomocą płyty CD, jej plastikowej okładki i okularów dla dzieci, sprzedawanych z lizakami po 2 zł.

2. Płyta dyfrakcyjna jest siatką dyfrakcyjną o stałej siatki rzędu około 1.2-1.7 mm (płyty DVD o stałej 0.7-0.9 mm). Stałą tę można zresztą wyznaczyć mierząc 1°, 2° itd rzędy dyfrakcyjne czerwonego wskaźnika laserowego (długość emitowanego światła jest zazwyczaj w zakresie 660-680 nm). Widmo dyfrakcyjne żarówki i lampy energooszczędnej pokazuje natychmiast, że natura fizyczna tych źródeł jest różna: ciało doskonale czarne (żarówka) i emisja kwantów światła z określonych poziomów atomów w fazie gazowej [1]. A czerwone "neony" na stacji w Poznaniu są zupełnie fantastyczne - nie mają składowej żółtej, ale za to zieloną!

3. Filtrami pasmowymi są "różowe okulary" przeciwsłoneczne - z warstwą odblaskową o własnościach dyfrakcyjnych [2], Tego typu warstwy mają wyraźnie komplementarne widma odbiciowe (np. kolor żółty) i transmisyjne (kolor modrawy) [3].

4. Zwykłe okulary przeciwsłoneczne osłabiają światło szerokim w jednym zakresie częstotliwości. Zawierają różnego rodzaju barwniki o skomplikowanych charakterystykach pochłaniania. Trudno znaleźć filtry absorpcyjne, o w miarę wąskim zakresie widmowym absorpcji. Ale jeśli się nam uda, to ze złożenia absorpcyjnego "koloru" niebieskiego i żółtego powstaje kolor czerwony! [4]

5. Światło niebieskiego nieba jest częściowo spolaryzowane. Filtrem polaryzacyjnym są okulary przeciwsłoneczne firmy Polaroid. Używane są chętnie przez kierowców, ponieważ osłabiają światło odbite i rozproszone, dochodzące do oka z boku w stosunku do kierunku patrzenia. Plastikowa okładka CD dokonuje selektywnego odbicia światła nieba (zjawisko Brewstera). Zresztą, widmo nieba oglądane w płycie CD wyraźnie różni się od widma Słońca (sprawdź i oceń).

6. Oko ludzkie okazuje się dość kiepskim spektrometrem, ale biorąc pod uwagę, wysoki zakres częstości (100 GHz) i fakt, że w procesie ewolucji obserwowaliśmy głównie promieniowanie ciała doskonale czarnego (Słońca i ogniska) to nasze umiejętności w zakresie analizy spektralnej są zupełnie zadawalające.

[1] D. Pliszka, T. Wróblewski, M. Brozis, G. Karwasz, PROSTE DOŚWIADCZENIA ZE ŹRÓDŁAMI ŚWIATŁA, "Fizyka w Szkole", Nr 4, 2000, wersja internetowa: http://zabawki.pap.edu.pl/new/files/articles/cd/cd.html,
[2] strona internetowa Różowe okulary, http://zabawki.pap.edu.pl/new/files/optyka/rozokulary.html,
[3] strona internetowa Złota wieża,http://zabawki.pap.edu.pl/new/files/optyka/wierza.html,
[4] strony internetowe: Okulary przeciwsłoneczne http://zabawki.pap.edu.pl/new/files/optyka/okulary-sun.html
oraz Świetliki http://zabawki.pap.edu.pl/new/files/optyka/lyzeczki.html.