Light waves, visible and invisible

Sóng ánh sáng, khả kiến và bất khả kiến - Lucianne Walkowicz

Translator: Lê Anh Reviewer: Y Ngoc Nguyen Diem

What if you could only see one color?

Điều gì sẽ xảy ra nếu như bạn chỉ nhìn được một màu duy nhất?

Imagine, for instance,

Tưởng tượng,

that you could only see things that were red

bạn chỉ có thể nhìn thấy những thứ màu đỏ

and that everything else

và tất cả những thứ khác

was completely invisible to you.

hoàn toàn vô hình với bạn.

As it turns out,

Hóa ra,

that's how you live your life all the time

đó là cách bạn sống suốt đời

because your eyes can only see

bởi vì mắt bạn chỉ có thể nhìn thấy

a minuscule part of the full spectrum of light.

một phần nhỏ của cả dãy quang phổ ánh sáng.

Different kinds of light are all around you everyday

Có nhiều loại ánh sáng xung quanh chúng ta mỗi ngày

but are invisible to the human eye,

nhưng lại vô hình với mắt ta,

from the radio waves that carry your favorite songs,

từ sóng radio mang theo những bài hát yêu thích của bạn,

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

đến sóng X mà bác sĩ dùng để nhìn thấy bên trong cơ thể bạn,

to the microwaves that heat up your food.

đến sóng viba mà bạn dùng để hâm nóng thức ăn.

In order to understand

Để hiểu được

how these can all be light,

tại sao những thứ này có thể là ánh sáng

we'll need to know a thing or two

Chúng ta cần biết ít nhiều

about what light is.

về định nghĩa của ánh sáng.

Light is electromagnetic radiation

Ánh sáng là bức xạ điện từ

that acts like both a wave and a particle.

có đồng thời biểu hiện của sóng và hạt.

Light waves are kind of like waves on the ocean.

Sóng ánh sáng là dạng giống như sóng biển.

There are big waves and small waves,

Có sóng lớn và sóng nhỏ,

waves that crash on the shore

sóng đánh vào đá

one right after the other,

sóng này liên tiếp sóng kia,

and waves that only roll in every so often.

và sóng cứ tới tấp liên tục.

The size of a wave is called its wavelength,

Độ lớn của sóng được gọi là bước sóng

and how often it comes by

và độ thường xuyên xuất hiện của sóng

is called its frequency.

gọi là tần số.

Imagine being a boat in that ocean,

Tưởng tượng bạn là một con thuyền trên biển,

bobbing up and down as the waves go by.

nhấp nhô mỗi khi sóng đi qua.

If the waves that day have long wavelengths,

Nếu như sóng hôm đó có bước sóng lớn,

they'll make you bob only so often,

nó sẽ làm bạn nhấp nhô không thường xuyên

or at a low frequency.

và với tần số thấp hơn

If the waves, instead, have short wavelengths,

Thay vào đó, nếu như sóng có bước sóng ngắn,

they'll be close together,

Nó sẽ gần nhau hơn,

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

và bạn sẽ nhấp nhô thường xuyên hơn,

at a high frequency.

với tần số cao hơn.

Different kinds of light are all waves,

Những loại ánh sáng khác nhau đều là sóng,

they just have different wavelengths and frequencies.

nhưng khác nhau về bước sóng và tần số.

If you know the wavelength or frequency

Nếu bạn biết về bước sóng và tần số

of a wave of light,

của một bước sóng ánh sáng,

you can also figure out its energy.

bạn có thể tính được năng lượng của nó.

Long wavelengths have low energies,

Bước sóng dài có năng lượng thấp,

while short wavelengths have high energies.

còn bước sóng ngắn có năng lượng cao.

It's easy to remember

Nó cũng dễ nhớ thôi

if you think about being in that boat.

nếu như bạn nghĩ về việc ở trên con thuyền.

If you were out sailing on a day

Nếu như bạn đi vào một ngày

with short, choppy waves,

với sóng nhỏ và biển động,

you'd probably be pretty high energy yourself,

bạn sẽ phải tốn nhiều năng lượng để

running around to keep things from falling over.

chạy vòng vòng và giữ mọi vật không bị ngã.

But on a long wavelength sea,

Nhưng ở biển có bước sóng dài

you'd be rolling along, relaxed,

bạn sẽ thoải mái nằm dài, thư giãn,

low energy.

ít tiêu tốn năng lượng.

The energy of light tells us

Năng lượng của ánh sáng nói lên

how it will interact with matter,

cách mà chúng tương tác với vật chất,

for example, the cells of our eyes.

ví dụ như, tế bào mắt của chúng ta.

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

Chúng ta thấy được là nhờ năng lượng của ánh sáng

stimulates a receptor in our eye

kích thích cơ quan thụ cảm trong mắt ta

called the retina.

gọi là võng mạc.

Our retina are only sensitive to light

Võng mạc chúng ta chỉ nhạy cảm với những ánh sáng

with a very small range in energy,

trong một khoảng nhỏ năng lượng

and so we call that range of light visible light.

và chúng ta gọi đó là khoảng ánh sáng khả kiến.

Inside our retina are special receptors

Bên trong võng mạc là các cơ quan thụ cảm đặc biệt

called rods and cones.

gọi là tế bào hình gậy và nón.

The rods measure brightness,

Tế bào hình gậy đo mức độ sáng,

so we know how much light there is.

vì vậy chúng ta thấy mức độ ánh sáng như nào.

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

Tế bào hình nón chịu trách nhiệm cho màu sắc chúng ta thấy

because different cones are sensitive

bởi vì những tế bào hình nón khác nhau lại nhạy cảm

to different energies of light.

với những mức năng lượng ánh sáng khác nhau.

Some cones are more excited by light

Một số tế bào hình nón thích ánh sáng

that is long wavelength and low energy,

có bước sóng dài và năng lượng thấp,

and other cones are more excited

Những tế bào hình nón khác lại thích

by short wavelength, high-energy light.

những bước sóng ngắn và năng lượng cao.

When light hits our eye,

Khi ánh sáng tới mắt chúng ta,

the relative amount of energy each cone measures

một lượng lớn năng lượng mà từng tế bào nón đo được

signals our brain to perceive colors.

truyền tin cho não về màu sắc.

The rainbow we perceive

Cầu vồng mà chúng ta thấy

is actually visible light in order of its energy.

thực ra là ánh sáng khả kiến được xếp theo thứ tự năng lượng

At one side of the rainbow

Ở một phía của cầu vồng

is low-energy light we see as red,

là mức năng lượng thấp màu đỏ

and at the other side is high-energy light

ở phía bên kia cầu vồng là ánh sáng với năng lượng cao

we see as blue.

màu xanh.

If light shines on us

Nếu như ánh sáng

that has an energy our retina can't measure,

có năng lượng mà võng mạc không thể đo được,

we won't be able to see it.

chúng ta không thể thấy nó.

Light that is too short wavelength or high energy

Ánh sáng với bước sóng quá thấp hay năng lượng quá cao

gets absorbed by the eye's surface

bị hấp thụ bởi bề mặt mắt

before it can even get to the retina,

trước khi chúng có thể đến được võng mạc

and light that is too long wavelength

và ánh sáng có bước sóng quá dài

doesn't have enough energy

lại không có đủ năng lượng

to stimulate our retina at all.

để kích thích võng mạc.

The only thing that makes one kind of light

Thứ duy nhất khiến ánh sáng

different from another is its wavelength.

khác với các loại sóng khác là bước sóng

Radio waves have long wavelengths,

Sóng radio có bước sóng dài,

while x-rays have short wavelengths.

còn sóng X có bước sóng ngắn.

And visible light, the kind you can actually see,

Và ánh sáng nhìn thấy được,

is somewhere in between.

đâu đó ở khoảng giữa.

Even though our eyes can't detect light

Mặc dù mắt chúng ta không thể nhìn thấy

outside of the visible range,

ánh sáng ngoài vùng khả kiến,

we can build special detectors

chúng ta có thể làm thiết bị phát hiện

that are stimulated

mà bị kích thích

by these other wavelengths of light,

bởi những bước sóng ánh sáng khác,

kind of like digital eyes.

dạng như mắt kỹ thuật số.

With these devices,

Với những thiết bị này,

we can measure the light that is there,

chúng ta có thể nhận ra ánh sáng đó là gì

even though we can't see it ourselves.

cho dù chúng ta không thể nhìn thấy được

So, take a step back and think about

Vậy, nhìn lại

all of this for a moment.

tất cả vấn đề này nào.

Even though they seem different,

Dù chúng có vẻ giống nhau,

the warmth you feel from a crackling fire

sự ấm áp từ ngọn lửa

is the same as the sun shining on you

cũng giống như của mặt trời chiếu vào bạn

on a beautiful day,

vào một ngày nắng đẹp,

the same as ultraviolet light

cũng như tia UV

you put on sunscreen to protect yourself from,

mà bạn phải dùng kem chống nắng để ngăn ngừa,

the same thing as your TV,

cũng như cái TV,

your radio,

cái radio

and your microwave.

và lò vi sóng.

Now, those examples are all things here on Earth,

Giờ, tất cả những ví dụ này đều ở trên Trái Đất,

things you experience in your everyday life,

những thứ bạn thấy mỗi ngày

but here's something even more amazing.

nhưng đây là một số thứ thú vị khác.

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

Vũ trụ cũng có đầy ắp những dải quang phổ

When you think of the night sky,

Khi bạn nghĩ về một bầu trời đêm,

you probably think of being able

bạn sẽ nghĩ về việc có thể

to see the stars shining with your own eyes,

nhìn thấy những vì sao lấp lánh bằng đôi mắt của bạn,

but that's just visible light,

nhưng đó chỉ là ánh sáng nhìn được,

which you now know is only a tiny part

cái mà bạn biết chỉ là một phần nhỏ xíu

of the full spectrum.

của cả dãy quang phổ.

If we had to draw the universe

Nếu chúng ta phải vẽ vũ trụ

and could only use visible light,

và chỉ dùng những màu thấy được,

it would be like having only one crayon --

thì giống như chỉ có duy nhất một cây bút màu

pretty sad.

đáng buồn.

To see the universe in its full spectrum,

Để nhìn thấy vũ trụ với tất cả quang phổ,

we need to have the right eyes,

chúng ta phải dùng đúng mắt,

and that means using special telescopes

nghĩa là, dùng kính thiên văn đặc biệt

that can help us see beyond visible light.

có thể giúp chúng ta nhìn thấy những ánh sáng ngoài vùng khả kiến.

You've probably heard of the Hubble Space Telescope

Chắc hẳn bạn đã nghe về kính thiên văn Hubble

and seen its beautiful pictures

và nhìn thấy những bức ảnh rất đẹp từ nó

taken in visible and ultraviolet light.

chụp từ vùng ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng cực tím.

But you might not know

Nhưng bạn chưa biết rằng

that there are 20 space telescopes in orbit,

có 20 kính thiên văn trong quỹ đạo

missions that can each see part

có nhiệm vụ là nhìn từng phần

of the full spectrum of light.

của cả dãy quang phổ.

With telescopes acting as our virtual eyes,

Với kính thiên văn hoạt động như con mắt đích thực

both in space and here on Earth,

cả ở đây và ở không gian,

we can see some amazing things.

chúng ta có thể thấy được nhiều điều thú vị.

And the coolest thing of all,

Và điều tuyệt vời nhất chính là,

no matter the wavelength or energy,

bất kể bước sóng hay năng lượng như thế nào,

the light that we see out in the distant universe

ánh sáng mà chúng ta nhìn được ở vũ trụ xa xôi

is the same thing as the light

cũng giống như ánh sáng

that we can experience and study here on Earth.

mà chúng ta nhìn và nghiên cứu tại Trái Đất này.

So, since we know the physics

Vậy nên, từ khi chúng ta biết về tính chất vật lý

of how x-ray,

của tia X

ultraviolet light,

tia UV,

or microwaves work here,

và sóng điện từ hoạt động ở đây,

we can study the light of a distant star or galaxy

chúng ta có thể nghiên cứu về ánh sáng của ngôi sao hay thiên hà xa xôi

and know what kinds of things

và biết được những sự việc

are happening there too.

đang xảy ra ở đó.

So, as you go about your daily life,

Vậy nên mỗi khi bạn nghĩ về cuộc đời,

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

nghĩ về những thứ mắt bạn thấy được và không thấy được.

Knowing just a little bit about the natural world

Hiểu biết một chút về thế giới tự nhiên

can help you perceive the full spectrum

có thể giúp bạn nhận rằng luôn có cả dãy quang phổ

around you all the time.

ở bên bạn mọi lúc.