Light waves, visible and invisible

Излучение видимое и невидимое — Люсианна Валькович

Переводчик: Marina Kucherenko Редактор: Péter Pallós

What if you could only see one color?

Что было бы, если бы вы видели только один цвет?

Imagine, for instance,

Представьте,

that you could only see things that were red

что вы видите только красный цвет,

and that everything else

все другие цвета

was completely invisible to you.

для вас невидимы.

As it turns out,

В этом случае

that's how you live your life all the time

ваша жизнь была бы полна вот таких приключений,

because your eyes can only see

ведь из всего светового спектра

a minuscule part of the full spectrum of light.

вам была бы доступна лишь небольшая часть.

Different kinds of light are all around you everyday

Каждый день вас окружает множество лучей,

but are invisible to the human eye,

невидимых человеческому глазу, —

from the radio waves that carry your favorite songs,

от радиоволн, позволяющих вам наслаждаться музыкой,

to the x-rays doctors use to see inside of you,

до рентгеновских лучей в кабинете врача

to the microwaves that heat up your food.

и микроволн, которые разогревают для вас обед.

In order to understand

Что общего у этих волн

how these can all be light,

со световыми?

we'll need to know a thing or two

Для начала проясним,

about what light is.

что такое свет.

Light is electromagnetic radiation

Свет — это электромагнитное излучение,

that acts like both a wave and a particle.

имеющее свойства и волны, и частицы.

Light waves are kind of like waves on the ocean.

Световые волны подобны волнам в океане.

There are big waves and small waves,

Бывают маленькие, бывают и большие,

waves that crash on the shore

некоторые разбиваются о берег,

one right after the other,

следуя друг за дружкой,

and waves that only roll in every so often.

другие накатывают время от времени.

The size of a wave is called its wavelength,

Расстояние между двумя волнами называют длиной волны,

and how often it comes by

а количество в единицу времени —

is called its frequency.

частотой.

Imagine being a boat in that ocean,

Лодка, дрейфующая в океане,

bobbing up and down as the waves go by.

колеблется вместе с волнами.

If the waves that day have long wavelengths,

Если длина волн велика,

they'll make you bob only so often,

лодка медленно колышется

or at a low frequency.

на низкой частоте.

If the waves, instead, have short wavelengths,

Напротив, короткие волны,

they'll be close together,

идущие близко друг к другу,

and you'll bob up and down much more often,

сильнее расшатывают лодку

at a high frequency.

на высокой частоте.

Different kinds of light are all waves,

Разные цвета на самом деле

they just have different wavelengths and frequencies.

являются волнами разной частоты.

If you know the wavelength or frequency

Зная частоту или длину

of a wave of light,

световой волны,

you can also figure out its energy.

можно определить её энергию.

Long wavelengths have low energies,

Длинные волны обладают меньшей энергией,

while short wavelengths have high energies.

короткие — большей.

It's easy to remember

Легко запомнить,

if you think about being in that boat.

представив себя в этой лодке.

If you were out sailing on a day

Продрейфовав весь день

with short, choppy waves,

на коротких волнах,

you'd probably be pretty high energy yourself,

вам придётся быть энергичными,

running around to keep things from falling over.

подхватывая на лету падающие предметы.

But on a long wavelength sea,

На длинных же волнах

you'd be rolling along, relaxed,

вы будете передвигаться неспешно

low energy.

и расслабленно.

The energy of light tells us

От энергии света зависит

how it will interact with matter,

его взаимодействие с материей.

for example, the cells of our eyes.

Например, со структурами глаза.

When we see, it's because the energy of light

Мы видим предметы благодаря тому, что энергия света

stimulates a receptor in our eye

стимулирует рецептор —

called the retina.

сетчатку глаза.

Our retina are only sensitive to light

На сетчатку попадает

with a very small range in energy,

очень ограниченный спектр волн,

and so we call that range of light visible light.

называемый видимым светом.

Inside our retina are special receptors

Рецепторы сетчатки называются

called rods and cones.

палочки и колбочки.

The rods measure brightness,

Палочки измеряют яркость,

so we know how much light there is.

сообщая нам, насколько светло вокруг.

The cones are in charge of what color of light we see

Колбочки ответственны за передачу цвета.

because different cones are sensitive

Есть несколько видов колбочек,

to different energies of light.

каждый вид распознаёт определённый спектр.

Some cones are more excited by light

Одни колбочки чувствительны

that is long wavelength and low energy,

к длинным волнам низкой энергии,

and other cones are more excited

другие — к коротким волнам высокой энергии.

by short wavelength, high-energy light.

When light hits our eye,

Попадая на сетчатку,

the relative amount of energy each cone measures

энергия света измеряется палочками

signals our brain to perceive colors.

и в мозг передаётся информация о цвете.

The rainbow we perceive

Явление радуги —

is actually visible light in order of its energy.

не что иное, как набор световых волн различной энергии в виде спектра.

At one side of the rainbow

С одной стороны радуги

is low-energy light we see as red,

мы наблюдаем длинноволновой красный цвет,

and at the other side is high-energy light

с другой — коротковолновой голубой цвет.

we see as blue.

If light shines on us

Свет с длиной волны,

that has an energy our retina can't measure,

нераспознаваемой нашей сетчаткой,

we won't be able to see it.

невидим для нас.

Light that is too short wavelength or high energy

Свет со слишком короткой длины волны

gets absorbed by the eye's surface

или высокой энергией поглощается глазом,

before it can even get to the retina,

не успев попасть на сетчатку.

and light that is too long wavelength

Напротив, слишком длинным волнам

doesn't have enough energy

недостаёт энергии для стимуляции сетчатки.

to stimulate our retina at all.

The only thing that makes one kind of light

Виды излучения различаются между собой

different from another is its wavelength.

лишь длинами волн.

Radio waves have long wavelengths,

Радиоизлучение имеет длинные волны,

while x-rays have short wavelengths.

рентгеновские лучи — короткие.

And visible light, the kind you can actually see,

Весь видимый спектр света

is somewhere in between.

располагается где-то между ними.

Even though our eyes can't detect light

Но даже невидимый глазу свет

outside of the visible range,

можно распознать

we can build special detectors

специальными приборами,

that are stimulated

способными уловить

by these other wavelengths of light,

более широкий спектр волн,

kind of like digital eyes.

нечто вроде исскуственных глаз.

With these devices,

С помощью этих устройств

we can measure the light that is there,

люди изучают

even though we can't see it ourselves.

невидимый спектр света.

So, take a step back and think about

Сделайте паузу и поразмышляйте немного об этом.

all of this for a moment.

Even though they seem different,

Несмотря на различия,

the warmth you feel from a crackling fire

тепло от костра и тепло солнечных лучей

is the same as the sun shining on you

безоблачным днём —

on a beautiful day,

по сути одно и то же,

the same as ultraviolet light

как и ультрафиолет,

you put on sunscreen to protect yourself from,

от которого вы защищаете кожу,

the same thing as your TV,

как и излучение от ТВ-монитора,

your radio,

радио

and your microwave.

и микроволновки.

Now, those examples are all things here on Earth,

Все эти явления встречаются на Земле,

things you experience in your everyday life,

мы ежедневно с ними сталкиваемся,

but here's something even more amazing.

но это ещё не всё.

Our universe gives off the full spectrum of light, too.

Вселенная излучает полный световой спектр.

When you think of the night sky,

Подумайте о ночном небе,

you probably think of being able

о звёздах,

to see the stars shining with your own eyes,

которые мы видим с Земли.

but that's just visible light,

Но это лишь видимый свет,

which you now know is only a tiny part

небольшая часть полного спектра.

of the full spectrum.

If we had to draw the universe

Чтобы нарисовать Вселенную,

and could only use visible light,

как мы её видим,

it would be like having only one crayon --

понадобился бы всего один карандаш —

pretty sad.

скучновато.

To see the universe in its full spectrum,

Чтобы увидеть весь спектр Вселенной,

we need to have the right eyes,

нужно особое зрение,

and that means using special telescopes

то есть специальные телескопы,

that can help us see beyond visible light.

способные показать нам всё её многообразие.

You've probably heard of the Hubble Space Telescope

Вы, наверное, слышали о телескопе «Хаббл»

and seen its beautiful pictures

и видели потрясающие снимки

taken in visible and ultraviolet light.

видимого и ультрафиолетового излучения.

But you might not know

Но знаете ли вы,

that there are 20 space telescopes in orbit,

что на орбите есть 20 телескопов,

missions that can each see part

каждый из которых

of the full spectrum of light.

различает свою часть спектра.

With telescopes acting as our virtual eyes,

Используя телескопы в качестве виртуального зрения,

both in space and here on Earth,

и на небе, и на Земле,

we can see some amazing things.

мы способны видеть потрясающие вещи.

And the coolest thing of all,

А самое замечательное то,

no matter the wavelength or energy,

что вне зависимости от длины волны и энергии,

the light that we see out in the distant universe

любое излучение Вселенной —

is the same thing as the light

это световое излучение,

that we can experience and study here on Earth.

которое можно наблюдать и изучать с Земли.

So, since we know the physics

Зная физические законы

of how x-ray,

рентгеновского,

ultraviolet light,

ультрафиолетового

or microwaves work here,

или микроволнового излучений,

we can study the light of a distant star or galaxy

можно изучать далёкие звёзды и галактики

and know what kinds of things

и наблюдать процессы,

are happening there too.

которые в них происходят.

So, as you go about your daily life,

Что касается повседневной жизни,

think beyond what your eyes can and can't see.

она не ограничена лишь видимым и невидимым.

Knowing just a little bit about the natural world

Узнавая всё новое и новое о мире вокруг нас,

can help you perceive the full spectrum

вы будете видеть более полный спектр

around you all the time.

происходящего вокруг.