Tại sao thế giới có màu sắc? – Phần 2 potx

Tại saothế giới có màu sắc? –
Phần 2
NHÌN THẤY NHIỆT
Núi lửa làmột thídụ rực rỡ của đá tan chảy nóng sáng.
Về mặt ngônngữ, chúng ta hiểu“nóng trắng” là nóng hơn “nóng đỏ”, còn
“xanh”thường đi cùng với mứcđộ lạnhnào đó, như trong từ “xanh mát” hay “xanh
băng”. Theonhiệt độ thực sự thì “nóng xanh”là nóng hơn “nóngđỏ”.
Nóng sáng là gì?
Sự nóng sánglà sự phát xạ ánh sáng bởi vật rắnbị làm nóng đến khinó tỏa
sáng,haybức xạ ra ánh sáng. Khi một thanh sắt bị nungđến mộtnhiệt độ rất cao,
ban đầu nó tỏa sáng màuđỏ, sau đó nhiệtđộ của nó chuyển dần sang màu trắng.
Sự nóng sánglà nhiệt tạo ra sự trôngthấy – quátrình biến nănglượng nhiệtthành
năng lượngánh sáng.
Thường ngày, chúng ta sử dụng từ “nóng đỏ”, “nóng trắng”, và vân vân,là
một phần của chuỗi màu đen, đỏ, cam,vàng, trắng, và trắng xanh, nhìn thấy khi
một vật bị nungnóng đếnnhiệt độ mỗi lúcmột cao hơn. Ánh sáng sinh ra gồm
những photon phát ra khicác nguyêntử và phân tử giải phóng một phần năng
lượng daođộng nhiệt của chúng.
Ánh sángnóng sáng được tạo ra khi vật chất nóng giải phóng nhữngphần
năng lượngdao động nhiệt của chúng dưới dạng photon.Nhiệtgiai Kelvin đo nhiệt
độ tuyệtđối (độ biến thiên 1Ktương đươngvới độ biến thiên 1
o
C), với 273K
tương đương với điểm đông đặc của nước.Ở nhiệtđộ trung bình, thídụ 1073K
(800
o
C), năng lượng bức xạ bởi một vậtđạt cực đại trongvùng hồngngoại, với
cường độ thấp tại đầuđỏ củaquang phổ nhìn thấy. Khi nhiệt độ tănglên, cực đại
đó dịch chuyển dần vàcuối cùng rơi vào vùngnhìn thấy.Ngưỡng nhiệt độ chúng ta
gặptrên trái đất, thường từ 100Kđến 2000K, tạo ra nănglượng điện từ chủ yếu
trong vùng hồng ngoại và ánh sángnhìn thấy,manglại cho chúng ta thangnhiệtđộ

màu tiện dụng.
Nhiệt độ màu là gì?
Ngườita nói ánhsáng cóthể cómột nhiệt độ màu.Nhiệt độ màu là một
thangđo liên hệ màu sắc của ánhsáng phát rabởi một vật với nhiệt độ của nó. Khi
nhiệt độ màu tănglên, thìánh sáng phát ra bị dịch chuyển về phía đầu màu xanh.
Trênthực tế, nhiệt độ thực sự khôngbằng nhiệt độ màu, đó là lí do người ta sử
dụngthêm hệ số hiệu chỉnh.
Thang đo trên sử dụng màu sắc của mộtvật trừu tượng gọilà vật đen bức xạ,
nó hấp thụ và sauđó bức xạ ra toàn bộ năng lượngđi tớinó. Thang đonày có thể
áp dụngcho đènnhiếp ảnh hoặc thậm chí chomặt trời, nhưng nó còn có thể áp
dụngcho mọi nguồn sáng khác, sử dụng các hệ số hiệu chỉnh chophép những bề
mặtthực tế khôngphải lànhữngvật đen bức xạ hoàn hảo.
Đối với những nguồn sáng không hoạt động trên sự nóngsáng, thí dụ như
đèn huỳnh quang, chúngta sử dụng nhiệt độ màu tương quan (CCT).Những nguồn
sáng này sẽ không tạo ra ánhsángtheo kiểu phổ bức xạ vật đen.Thayvào đó,
chúng được gán cho một nhiệt độ màu tươngquan, dựa trên sự phùhợp giữa sự
cảm nhận của conngười đốivới màu sắc củaánh sáng mà chúng tạo ra vànhiệt độ
màu vật đen bức xạ gần nhất.
Dưới đây là nhiệt độ màu củamột số nguồn sáng thông dụng:
x
ấp xỉ
20.000
K
6
.500 K
5
.400 K
3
.780 K
3

.400 K
2
.865 K
1
.930 K
B
ầu trời
mở
B
ầu trời
mây
phủ
Á
nh
sáng
mặt
trời
trực
tiếp
Á
nh
sáng hồ
quang
carbon
B
óng
đèn
thác
photon
Đ

èn
volfram
100
Watt
L
ửa
ngọn
nến
Khi chúng ta nói ánh sáng xanh là lạnh và ánhsáng đỏ là ấm,chúng ta đang
nói tới cái rất khác với nhiệt độ màu. Chúngta sử dụngnhữngmàu này để mô tả sự
cảm thụ của chúng ta hoặc để truyền đạt tâm trạng.Thậtra, nóng-xanhlà nóng
hơnnóng-đỏ.
Bức xạ vật đen
Tại sao người ta sử dụng một vật đen bức xạ làm chuẩn, trongkhimột vật
như thế hoàn toàn không tồn tại?
Hóa rathì bức xạ vật đenmang lại chochúng tamột hệ phát triểnrất chính
xác liên hệ nhiệt độ của một vậtvới ánh sáng mànó phát ra. Xét trên phương diện
lí tưởngvà sử dụng địnhluật Planck, chúngta có thể dự đoán sự phân bố năng
lượng trong quangphổ đối với một nhiệtđộ cho trước. Công suất phát toàn phần
được tínhbằng địnhluật Stefan-Boltzmann.Bước sóng của cực đại phátxạ, và do
đó màu sắc lấn át đối với nhiệtđộ này, đượccho bởi định luật dịch chuyển Wien.
Biết được trường hợp lí tưởng chophép chúngta dự đoán hoặctính ragiá trị thực
tế bằng cách hiệuchỉnh những khiếm khuyết của những vật nóngthực tế.
Khi nhiệt độ tăngdần, dải màu bức xạ như sau: đen, đỏ,cam, trắng-vàng,
trắng-xanh.
Đường cong bứcxạ Planck khinhiệt độ tăng dần. Nghiên cứu của Plancksuy
ra từ phương trình này đã đưa ông đến với một đột phá trong việc tìm hiểu bản
chất lượng tử củavật chất. Những đường cong này còn thể hiện xu hướng dịch
chuyển cực đại bước sóngkhinhiệt độ tăng dần,như Wiendự đoán.
Địnhnghĩa“màu trắng” của chúng ta đượcsuy ra từ sự phát xạ từ nhiệt độ

5800 Kở gần bề mặt mặt trời.Cực đại của nó ở gần 550nm (2,25 eV) tươngứng
với độ nhạy cực đạicủamắt chúngta ở trong vùng này. Người ta thường gán cho
đây là sự tiến hóa của chúng ta trongvùng phụ cận củamặttrời. Cho dùnhiệt độ
tăng lên bao nhiêu đi nữa, thì màu trắng-xanhlà màu nóng nhấtmà chúng ta có thể
cảm nhận được.