Czy maksimum widma oznacza jedną barwę promieniowania?

Rozwiązanie

Najwyższy słupek nie jest jedynym słupkiem

Wyobraź sobie wykres liczby uczniów o różnych wzrostach. Najliczniejsza grupa może mieć około 160 cm, ale nie oznacza to, że wszyscy mają dokładnie taki wzrost. Podobnie maksimum widma wskazuje, gdzie jego wartość jest największa, a nie gdzie promieniowanie istnieje jako jedyne.

Na rysunku maksimum cieplnego widma znajduje się przy 550 nm, w zielonej części zakresu widzialnego. Krzywa po obu stronach tego punktu pozostaje dodatnia: występuje również światło o krótszych i dłuższych falach. Barwne oznaczenie wąskiego fragmentu osi nie usuwa reszty widma.

Co naprawdę porównuje widmo?

W nieunormowanym widmie mocy wysokość mówi o mocy przypadającej na jednostkę długości fali. Żeby porównać moc w dwóch szerszych zakresach, trzeba uwzględnić całe obszary pod krzywą, nie tylko wysokość jednego punktu. Szeroki, trochę niższy fragment może odpowiadać dużej części mocy. Nasz wykres jest unormowany, dlatego pokazuje proporcje, a nie wynik w watach.

Błąd polega na utożsamieniu maksimum szerokiego rozkładu z emisją jednej długości fali. Światło monochromatyczne miałoby bardzo wąski zakres długości. Widmo cieplne ma inny charakter.

A jaki kolor zobaczy człowiek?

Oko reaguje na wiele długości fal jednocześnie. Wrażenie koloru zależy od ich połączonego działania, czułości wzroku i warunków obserwacji. Nie da się go ustalić przez proste pomalowanie obiektu kolorem jego maksimum. Z tego powodu nie powinniśmy nazywać takiej gwiazdy „zieloną” wyłącznie na podstawie położenia wierzchołka.

Wykres jest unormowany: służy porównaniu kształtu, nie obliczeniu liczby fotonów. Możemy jednak odczytać z niego jakościowy wniosek, że energia występuje w całym pokazanym zakresie.

Sprawdź swoje rozumowanie: gdyby zasłonić wąski zielony fragment widma, czy cały obraz musiałby zniknąć? Nie — pozostałe długości nadal docierałyby do detektora. To prosty sposób odróżnienia szerokiego widma od światła prawie monochromatycznego.

Powiązana teoria

Temperatura gwiazdy i prawo Wiena — niebieskie nie znaczy chłodne

Dalsza lektura

Materiał referencyjny