Struktura

VIS záření a jeho vlastnosti

Viditelné záření a jeho využití v chemické laboratoři

Viditelné záření (zkratka VIS, z anglického „visible“ = viditelný) je elektromagnetické záření s vlnovými délkami v rozmezí 380nm až 750nm.

Každé vlnové délce z této oblasti odpovídá určitá barva záření – barvy jsou seřazeny od fialové (nejkratší vlnové délky VIS oblasti), přes modrou, zelenou, žlutou, oranžovou až po červenou (nejdelší vlnové délky VIS oblasti). Záření o nižších vlnových délkách VIS oblasti navazuje na UV oblast elektromagnetického spektra, záření o vyšších vlnových délkách přechází do IR oblasti.

 

obrazek

Obr. 1: Řazení barev ve viditelné části elektromagnetického spektra

 

Viditelné záření bylo první, které člověk zkoumal a využíval, a některé pojmy, které vznikly v návaznosti na vlastnosti viditelného záření, se pak přenesly na ostatní typy elektromagnetického záření:

Monochromatické záření původně znamenalo jednobarevné záření, dnes se pojem využívá k označení záření o jedné vlnové délce. Podobně polychromatické záření, místo původního mnohobarevného záření, označuje záření s více vlnovými délkami.

Přirozeným zdrojem viditelného záření je Slunce: na Zemi dopadá záření o vlnových délkách z celé oblasti viditelného spektra. Vnímáme toto polychromatické záření jako bílé, protože dochází k aditivnímu skládání barev.

obrazek

Obr. 2: Aditivní (sčítací) skládání základních barev

obrazek

Obr. 3: Model RGB (red – červená, green – zelená, blue – modrá) využívají všechny monitory a LCD displeje. Smícháním těchto tří základních barev v různých poměrech získáme širokou škálu barevných odstínů

 

Základní vlastností molekul, atomů a iontů je schopnost absorbovat (pohlcovat) nebo emitovat (uvolňovat) určité množství energie – tzn. absorbovat nebo emitovat záření určité vlnové délky. Látky a roztoky, které neabsorbují žádné záření z VIS oblasti, se jeví jako bílé nebo bezbarvé. Naopak pokud pohlcují veškeré viditelné záření, jeví se jako černé.

Barevné látky a barevné roztoky obsahují částice (sloučeniny nazývané pigmenty), které jsou schopny absorbovat záření o určité vlnové délce z VIS oblasti. Tím, že z bílého světla absorpcí „odstraníme“ záření určité vlnové délky/délek, nemůže dále zůstat bílé, ale má tzv. doplňkovou barvu k absorbované barvě. My vidíme objekty v těchto doplňkových barvách. Např., máme-li červenou košili, pak její pigmenty absorbují azurovou barvu z bílého světla. Barevnost látek a roztoků slouží jako jednoduché vodítko při posuzovaní toho, zda látka absorbuje VIS záření či nikoliv.

Optické analytické metody

Všechny optické analytické metody využívají některý typ elektromagnetického záření, mnoho z nich využívá viditelné záření: spektrometrie ve viditelné oblasti, polarimetrie, refraktometrie, nefelometrie, turbidimetrie. S většinou těchto metod se dále seznámíte podrobněji.

Jako zdroj viditelného záření u těchto metod se využívá buď přímo bílé denní světlo nebo žárovka. Podle typu metody se využívá buď polychromatické záření nebo monochromatické. Monochromatické záření lze získat průchodem polychromatického záření přes monochromátor nebo přímo použitím monochromatického zdroje, jakým je sodíková výbojka.

 

Zdroje

  • ATKINS, Peter a Julio DE PAULA. Fyzikální chemie. 9. vydání. Praha: VŠCHT v Praze, 2013. ISBN 978-80-7080-830-6

Obrázky:

Zamysli se

Je voda modrá nebo bezbarvá?

Známe to asi všichni: letní den, slunce, před námi moře, jehož barvy se mění od pobřežní světlounce modré přes azurovou až po temně modré hlubiny na obzoru… Oproti tomu voda, která teče doma z kohoutku v kuchyni, je bezbarvá. Jak je to možné?

Voda dobře absorbuje infračervené záření. Infračervená oblast elektromagnetického spektra navazuje na VIS oblast, odpovídající červené barvě. Voda je schopna pohlcovat i tyto „červené“ vlnové délky VIS oblasti. Absorpce však není pozorovatelná při průchodu záření přes malou vrstvu vody (proud vody z kohoutku), ale pouze u větších vrstev (je to důsledek Lambert-Beerova zákona). A protože absorbovaná barva je červená, jeví se voda v doplňkové barvě – v odstínech modré.

Obrázek

Content mo e

Obr. 4: Jeden z mnoha kouzelných zálivů v Chorvatsku

Doplňující učivo

Biochemie vidění

Oko je dokonalý fotochemický orgán, který umožňuje převod energie elektromagnetického spektra na elektrický signál, který je dál přenášen neurony. Fotony vstupují do oka přes rohovku a necelých 60% dopadá na sítnici, zbytek je absorbován nitrooční tekutinou. V sítnici jsou obsaženy molekuly rhodopsinu, které absorbují dopadající fotony. V důsledku absorpce fotonů dojde ke změně prostorového tvaru této molekuly. Tím se aktivuje řada biochemických dějů, jejichž výsledkem je nerovnováha náboje na obou stranách biologické membrány a tedy vznik elektrického potenciálu. Tento puls elektrického potenciálu putuje očním nervem do mozkové kůry, kde je zpracováván jako součást složitého pochodu zvaného „vidění“.

Čti také

Doplňkové barvy, harmonizující barvy, kontrastující barvy

Ve výkladové části kapitoly je uvedena jako příklad doplňkových barev dvojice červená - azurová. Vyhledejte na internetu nebo v některé knize zabývající se například bytovým designem další dvojice doplňkových barev. Všimněte si, jak na vás kombinace těchto barev působí. Co znamenají pojmy „kontrastující“ a „harmonizující“ barvy?

Seminární práce

Content cmyk2

Obr. 5: Barevný systém CMYK

Subtraktivní skládání barev

Barvy lze skládat buď aditivně (sčítací skládání) nebo subtraktivně (odečítací skládání). Čím se tyto způsoby liší? Co znamená zkratka CMYK? Která zařízení pracují se subtraktivním a která s aditivním skládáním barev?

Zamysli se

Zapřemýšlejte: Které látky absorbují některé záření z VIS oblasti?

  • chlorid sodný (kuchyňská sůl)
  • pentahydrát síranu měďnatého (skalice modrá)
  • líh
  • sacharóza
  • chlorofyl
  • hemoglobin
Logolink