NÄKYMÄTÖN VALO

© Katse Kaikkeuteen 2020 Tilaa ohjelman YouTube-kanava!    / katsekaikkeuteen   Seuraa ohjelmaa Facebookissa!   / katsekaikkeuteen   Seuraa ohjelmaa Instagramissa!   / katsekaikkeuteen   Ota yhteyttä kommenttien ja kysymysten kera! [email protected] NÄKYMÄTÖN VALO Ihmissilmälle näkyvä valo ei kata edes yhtä prosenttia sähkömagneettisen säteilyn koko kirjosta. Ei edes yhtä prosenttia yhdestä prosentista. Mutta kuinka me sit muka kyetään näkeen kaikki se näkymätön? INTRO Isaac Newton avas oven modernin optiikan, eli valoa tutkivan tieteen aikakauteen, osottamalla 1600-luvun, puolipaikkeilla, että auringon säteilemä valkonen valo, koostuu todellisuudessa kaikista valon eri taajuuksista. Se poras tutkimustilansa seinään pienenpienen reiän, josta pääsi paistaan sisään kapee valonsäde. Ja kun se asetti tän reiän eteen lasisen prisman, tää valonsäde jakaantu kaikkiin sateenkaaren väreihin. Newton jakon tän valon koko kirjon seitsemään eri väriin, punasesta violettiin ja niin me oltiin kartotettu sähkömagneettisen säteilyn kaikki seitsemän eri värähtelytaajuutta. Läpi seuraavan vuosisadan valon salaisuuksia pidettiin paljastettuina, kunnes oli aika jälleen osottaa, kuinka rajallinen on ihmisen näkö ja kuinka petollinen on sen käsityskyky. VÄLÄHDYS VARJOSSA Tähtitieteilijä William Herschel tunnetaan muun muassa Uranuksen löytämisestä, mutta kaikki astronominen tutkiminen alkaa optiikasta. Herschel oli erityisen kiinnostunu siitä, millanen yhteys valon eri väreillä on sen lämpötiloihin. Vuonna 1800 se jako auringonvaloo Newtonin kaltoin prisman avulla koko kirjoonsa ja asetti yksittäisiä lämpömittareita valokirjon jokaselle värialueelle. Sen lisäks se asetti vertailupohjaks lämpömittarin tän sateenkaaren ulkopuolelle, aivan sen ulkoreunan viereen, punasen valonsäteen jälkeen. Kaikki valossa paistattelevat lämpömittarit osotti lämpötilan nousevan kaikkein kylmimmästä violetista sävystä aina kaikkein kuumimpaan punaseen valoon asti. Ihan niin kun arvata saattaakin. Mutta tää varjossa seisova vertailumittari ei näyttänykään huoneen lämpöö vaan sen osottama lämpötila oli jostain syystä kaikkein korkein, korkeempi kun sen viereisen punasen valon lämpötila. William Herschel oli löytäny ensimmäisen ihmissilmälle näkymättömän taajuuden sähkömagneettisen värähtelyn spektristä, ja se nimettiin infrapunasäteilyks. Infrapunan löytäminen mullisti koko optiikan alan ja johti meidät uusien löytöjen ja syvemmän ymmärryksen vuosisadalle. NÄKYMÄ NÄKYMÄTTÖMÄÄN Vuonna 1801 fyysikko ja kemisti Johann Ritter suuntas prisman valokirjon mustalle taustalle, jonka se oli päällystäny hopeakloridilla, mikä oli paras keino saada tarkinta kuvaa valon eri sävyistä. Hopeakloridilla päällystetty paperi yleisty myöhemmin valokuvauskäyttöön. Mutta siinä missä valon kaikki värit jätti merkkinsä tähän mustaan taustaan, niiden kirkkaudessa oli myös selkee kirjonsa tumman harmaasta valkoseen. Spektrin punanen reuna valottu kaikkein heikoiten, mutta sitä vastakkainen violetti ei ollukaan kaikkein kirkkain. Tähän mustaan taustaan kaikkein kirkkaimpana valottunu alue, tuli tän spektrin ulkopuolelta, heti taajuudeltaan kaikkein korkeimman violetin jälkeen. William Herschelin jalanjäljissä, Johann Ritter löysi toisen ihmissilmälle näkymättömän sähkömagneettisen säteilyn taajuuden, joka tunnetaan ymmärrettävästi nimellä ultravioletti. Tää todisti, että siinä missä meidän näköaisti on kykenemätön havaitseen kaikkein matalimpia valon taajuuksia, se on yhtä kykenemätön näkeen myös sen korkeimpia. Eikä meillä oo vielä mitään ymmärrystä siitä, kuinka kauas tän meille näkymättömän kirjon taajuudet oikein jatkuu. VIIMEISET VALONSÄTEET Vuonna 1888 saksalainen fyysikko Heinrich Rudolf Hertz pyrki havainnollistaan sähkömagneettisen säteilyn aaltomaista luonnetta ja tuotti tätä varten kehittelemällään laitteistolla ensimmäiset radioaallot, joiden taajuus oli infrapunaakin matalampi. Siitä asti säteilyn eri taajuuksia on mitattu yksiköllä nimeltä hertsi, joka on meille kaikille tuttu yksikkö peruskoulun fysiikasta. 1895 toinen saksalainen fyysikko Wilhelm Conrad Röntgen tutki valon eri taajuuksien läpäsykykyä eri materiaaleista ja kuten herran nimestä arvata saattaa, se havaitsi lopulta, että meidän tuntemaa valokirjoo, jopa ultraviolettiakin korkeemmalla taajuudella sähkömagneettinen säteily kykenee tunkeutuun paperin, puun, ohuen metallin ja jopa ihmisen käden läpi. Röntgensäteily mahdollisti meidän nähdä omin silmin elävän ihmisen luustoon, minkä ansiosta tän löydöksen käytännön sovellutukset lääketieteessä oli lähes välittömät. Seuraavan vuosisadan alkupuolella radioaktiivisuuden vahvistettiin olevan pohjimmiltaan sähkömagneettista säteilyä ja gammasäteet lisättiin röntgensäteiden perään spektrin huipulle. Sotakoneiden paikantamistekniikan kehityksen myötä päästiin myös mikroaaltojen jäljille ja 1950-luvulle siirtyessä, sähkömagneettisen säteilyn spektri oli saavuttanu nykysen mittansa...