Optika je vedná disciplína, ktorá sa zaoberá svetelnými javmi.

Spektrum žiarenia

Viditeľné spektrum je iba malou časťou spektra žiarenia, tzv. elektromagnetického spektra. Do tohto spektra patria mimo iného aj žiarenie gama, röntgenové žiarenie, ultrafialové žiarenie, infračervené alebo tepelné žiarenie a rádiové vlny. Všetky druhy elektromagnetického žiarenia vrátane svetla sa pohybujú vo vákuu rýchlosťou približujúcou sa rýchlosti 300 000 km/s. Sú to elektromagnetické vlny, vlny vytvorené zdrojom elektromagnetického vlnenia. Vlnová dĺžka je vzdialenosť medzi dvoma susednými maximami vĺn. Podľa veľkosti vlnovej dĺžky sa rozlišujú rôzne žiarenia spektra žiarenia. Vlnová dĺžka je určená frekvenciou, čiže počtom kmitov elektromagnetického zdroja (oscilátoru) za časovú jednotku – sekundu. Čím vyššia je frekvencia, tým je kratšia vlnová dĺžka.

Svetlo

Svetlo je veľmi významnou formou energie. Je to tá časť elektromagnetického spektra, ktoré nám umožňuje vidieť. Slnečné žiarenie nám taktiež poskytuje nevyhnutnú energiu pre život, je súčasťou najdôležitejšej chemickej reakcie – fotosyntézy. Všetky predmety, ktoré vidíme, buď svetlo samé vyžarujú, alebo odrážajú svetlo inými predmetmi. Zatiaľ čo viditeľné svetlo je pre život na Zemi dôležité, iné časti elektromagnetického spektra, ako napríklad röntgénové žiarenie a žiarenie gama je pre živé bunky škodlivé. Pred týmito škodlivými zložkami elektromagnetického spektra nás chráni magnetické pole Zeme a atmosféra.

Hranol

Trojboký kus skla, ktorému hovoríme hranol alebo prizma, oddeľuje od seba všetky zložky bieleho svetla. Svetlo prechádzajúce hranolom sa láme, ohýba, pretože sklo spomaľuje jeho rýchlosť. Keďže každá farba má inú rýchlosť, láme sa pod iným uhlom. Po výstupe z hranola sú farby rozložené.

Dúha

Dúha vzniká pri dopade slnečných lúčov na kvapky dažďa. Keď svetlo prechádza z jednej látky do druhej, lúče jednotlivých farieb sa lámu pod rôznymi uhlami. Keďže biele svetlo obsahuj lúče rôznych farieb, pri dopade na kvapky dažďa sa svetlo rozkladá na farebné spektrum.

Farebné spektrum

Vieme, že hranol rozkladá biele svetlo na jednotlivé farebné zložky. Tie z neho vystupujú vždy v rovnakom poradí: fialová, tmavomodrá, modrá, zelená, žltá, oranžová, červená. Toto usporiadanie farieb sa nazýva spektrum.

Farebnosť predmetov

Predmety sú rôznych farieb vďaka tomu, že rôznym spôsobom odrážajú svetlo, ktoré na ne dopadá. Niektoré zložky bieleho svetla absorbujú, pohltia, iné sa od nich odrazia. A my vidíme len tie farby, ktoré sa od predmetov odrazia. Práve toto odrazené svetlo vytvára našu predstavu o farbe predmetov.

Základné a zmiešané farby

Základné farby sú také, z ktorých sa dajú ich správnym miešaním vytvoriť všetky ostatné farby. Miešanie farebných svetiel dáva celkom iné výsledky ako miešanie náterových farieb. Červené, zelené a modré svetlo sú základné farby v optike. Zmiešaním červeného, zeleného a modrého svetla v rozličných pomeroch na čiernom základe vytvoríme ľubovoľnú farbu spektra okrem čiernej. Zmiešaním zeleného a modrého svetla vznikne azúrová (zelenomodrá), zmiešaním modrého a červeného svetla vznikne purpurová (modročervená) farba a zmiešaním červeného a zeleného svetla vznikne žltá farba. Ak zmiešame všetky tri základné farby svetla – zelenú, modrú a červenú, vznikne biele svetlo.

V maliarstve existuje iný súbor základných farieb: azúrová, purpurová a žltá. Aj zmiešaním týchto farieb na bielom podklade získame ľubovoľnú farbu okrem bielej. Natierová azúrová farba je taká, ktorá pohlcuje červené svetlo a odráža zelené a modré svetlo. Purpurová farba zas pohlcuje zelené svetlo a odráža červené a modré svetlo a žltá farba pohlcuje modré svetlo a odráža zelené a červené svetlo.

Čo sa ale stane, ak zmiešame purpurovú a azúrovú náterovú farbu na bielom podklade a zasvietime na nich biele svetlo? Keďže purpurová farba pohlcuje zelené svetlo a azúrová farba pohlcuje červené svetlo, výsledná farba bude pohlcovať aj červené aj zelené svetlo a odrážať bude všetko ostatné, teda modré svetlo. Keďže my vnímame farebné predmety na základe farby, ktorú odrazia, predmet sa nám bude javiť ako modrý. Podobne zmiešaním azúrovej a žltej náterovej farbi na bielom podklade dostaneme zelenú farbu a zmiešaním žltej a purpurovej farbi na bielom podklade dostaneme červenú farbu.

Dávid VendeL