Conversor de Comprimento e Distância Conversor de Massa Bulk and Food Volume Converter Conversor de Área Conversor de Volume e Unidades receitas culinárias Conversor de temperatura Conversor de pressão, estresse, módulo de Young Conversor de energia e trabalho Conversor de força Conversor de tempo Conversor de velocidade linear Conversor de eficiência térmica e de combustível de ângulo plano Conversor de vários sistemas numéricos Conversor de informações Quantidade Unidades de medição Taxas de moeda Roupas e sapatos femininos Tamanhos roupas masculinas e calçados Conversor de Velocidade Angular e Taxa de Rotação Conversor de Aceleração Conversor de Aceleração Angular Conversor de Densidade Conversor de Volume Específico Conversor de Momento de Inércia Conversor de Momento de Força Conversor de Torque Conversor Calor de Combustão Específico (por Massa) Conversor Densidade de Energia e Calor de Combustão (por Volume) Conversor Conversor Coeficiente de Diferença de Temperatura de Conversor de Expansão Térmica Conversor de Resistência Térmica Conversor de Condutividade Térmica Conversor de Capacitância de Calor Específico Exposição de Energia e Conversor de Potência Te Conversor de Densidade de Fluxo de Calor Conversor de Coeficiente de Transferência de Calor Conversor de Taxa de Fluxo Volumétrico Conversor de Taxa de Fluxo de Massa Conversor de Taxa de Fluxo de Massa Conversor de Densidade de Fluxo de Massa Conversor de Concentração de Molar Concentração de Massa em Solução Conversor de Viscosidade Dinâmica (Absoluta) Conversor de Viscosidade Cinemática Conversor de Tensão de Superfície Permeabilidade de Vapor Conversor de Permeabilidade de Vapor Água Conversor de taxa de fluxo Conversor de nível de som Conversor de sensibilidade de microfone Conversor de nível de pressão de som (SPL) Conversor de nível de pressão de som com pressão de referência selecionável Conversor de luminância Conversor de intensidade luminosa Conversor de iluminação Conversor de resolução de gráficos de computador Conversor de frequência e comprimento de onda Potência ótica em dioptrias e comprimento focal Potência ótica em dioptrias e conversor de ampliação da lente (×) carga elétrica Conversor de densidade de carga linear Conversor de densidade de carga de superfície Conversor de densidade de carga em massa Conversor de densidade de carga em massa corrente elétrica Conversor de Densidade de Corrente Linear Densidade de Corrente de Superfície Conversor de Força de Campo Elétrico Conversor de Potencial Eletrostático e Voltagem Conversor de Resistência Elétrica Conversor de Resistividade Elétrica Conversor de Condutividade Elétrica Conversor de Condutividade Elétrica Capacitância Elétrica Conversor de Indutância American Wire Gauge Converter Níveis em dBm (dBm ou dBmW), dBV (dBV), watts e outras unidades Conversor de força magnetomotriz Conversor de força de campo magnético Conversor de fluxo magnético Conversor de indução magnética Radiação. Radioatividade do conversor da taxa de dose absorvida por radiação ionizante. Conversor de radiação de decaimento radioativo. Radiação do conversor de dose de exposição. Conversor de Dose Absorvida Conversor de Prefixo Decimal Transferência de Dados Tipografia e Conversor de Unidade de Processamento de Imagens Conversor de Unidade de Volume de Madeira Cálculo de Massa Molar Sistema periódico elementos químicos D.I. Mendeleev

1 hertz [Hz] = 1 ciclo por segundo [ciclos / s]

Valor inicial

Valor convertido

hertz exahertz petahertz terahertz gigahertz megahertz kilohertz hectohertz decahertz decigertz santigertz milihertz microhertz nanohertz picohertz femtohertz attohertz ciclos por segundo comprimento de onda em exameters comprimento de onda na petameters comprimento de onda na terameters comprimento de onda na megameters comprimento de onda em quilómetros em decameters comprimento de onda em metros de comprimento de onda em decímetros comprimento de onda em centímetros de comprimento de onda em milímetros de comprimento de onda em micrômetros Compton comprimento de onda de um elétron Compton comprimento de onda de um próton Compton comprimento de onda de um nêutron rotações por segundo rotações por minuto rotações por hora rotações por dia

Mais sobre frequência e comprimento de onda

Informação geral

Frequência

A frequência é uma quantidade que mede a frequência com que um determinado processo periódico se repete. Na física, a frequência é usada para descrever as propriedades dos processos de onda. Frequência de onda - o número de ciclos completos do processo de onda por unidade de tempo. A unidade SI de frequência é hertz (Hz). Um hertz é igual a uma oscilação por segundo.

Comprimento de onda

Existem muitos tipos diferentes ondas na natureza, desde ondas do mar induzidas pelo vento até ondas eletromagnéticas. As propriedades das ondas eletromagnéticas dependem do comprimento de onda. Essas ondas são divididas em vários tipos:

• Raios gama com um comprimento de onda de até 0,01 nanômetro (nm).
• raios X com um comprimento de onda de 0,01 nm a 10 nm.
• Ondas ultravioleta que têm um comprimento de 10 a 380 nm. Eles não são visíveis ao olho humano.
• Luz em parte visível do espectro com um comprimento de onda de 380-700 nm.
• Invisível para humanos radiação infra-vermelha com um comprimento de onda de 700 nm a 1 milímetro.
• Ondas infravermelhas são seguidas por microondas, com comprimento de onda de 1 milímetro a 1 metro.
• O mais longo - ondas de rádio... Seu comprimento começa a partir de 1 metro.

Este artigo é sobre radiação eletromagnética e, especialmente, luz. Nele, discutiremos como o comprimento de onda e a frequência afetam a luz, incluindo o espectro visível, radiação ultravioleta e infravermelha.

Radiação eletromagnética

A radiação eletromagnética é energia, cujas propriedades são simultaneamente semelhantes às das ondas e partículas. Esse recurso é chamado de dualidade onda-partícula. As ondas eletromagnéticas consistem em uma onda magnética e uma onda elétrica perpendicular a ela.

A energia da radiação eletromagnética é o resultado do movimento de partículas chamadas fótons. Quanto mais alta a frequência da radiação, mais ativos eles são e mais danos podem causar às células e tecidos dos organismos vivos. Isso ocorre porque quanto mais alta a frequência da radiação, mais energia eles carregam. Uma grande energia permite que mudem a estrutura molecular das substâncias sobre as quais atuam. É por isso que a radiação ultravioleta, o raio X e a radiação gama são tão prejudiciais aos animais e às plantas. Uma grande parte dessa radiação está no espaço. Também está presente na Terra, apesar do fato de que a camada de ozônio da atmosfera ao redor da Terra bloqueia a maior parte dela.

Radiação eletromagnética e atmosfera

A atmosfera terrestre apenas transmite radiação eletromagnética em uma frequência específica. A maioria dos raios gama, raios X, luz ultravioleta, alguma radiação infravermelha e ondas de rádio longas são bloqueados pela atmosfera da Terra. A atmosfera os absorve e não os deixa ir mais longe. Parte das ondas eletromagnéticas, em particular a radiação na faixa de ondas curtas, é refletida da ionosfera. Todas as outras radiações atingem a superfície da Terra. Nas camadas atmosféricas superiores, ou seja, mais distantes da superfície da Terra, há mais radiação do que nas camadas inferiores. Portanto, quanto mais alto, mais perigoso é para os organismos vivos estarem lá sem roupas de proteção.

A atmosfera vaza para a Terra uma pequena quantidade de luz ultravioleta e é prejudicial para a pele. É por causa dos raios ultravioleta que as pessoas sofrem queimaduras solares e podem até ter câncer de pele. Por outro lado, alguns raios transmitidos pela atmosfera são benéficos. Por exemplo, os raios infravermelhos que atingem a superfície da Terra são usados ​​na astronomia - telescópios infravermelhos rastreiam os raios infravermelhos emitidos por objetos astronômicos. Quanto mais alto da superfície da Terra, maior é a radiação infravermelha; portanto, os telescópios são frequentemente instalados no topo das montanhas e em outras elevações. Às vezes, eles são enviados ao espaço para melhorar a visibilidade dos raios infravermelhos.

Relação entre frequência e comprimento de onda

A frequência e o comprimento de onda são inversamente proporcionais entre si. Isso significa que, à medida que o comprimento de onda aumenta, a frequência diminui e vice-versa. É fácil imaginar: se a frequência das oscilações do processo ondulatório é alta, então o tempo entre as oscilações é muito mais curto do que para as ondas, cuja frequência de oscilação é menor. Se você imaginar uma onda em um gráfico, então a distância entre seus picos será menor, mais oscilações ela fará em um determinado período de tempo.

Para determinar a velocidade de propagação de uma onda em um meio, é necessário multiplicar a frequência da onda por seu comprimento. As ondas eletromagnéticas no vácuo sempre se propagam na mesma velocidade. Essa velocidade é conhecida como velocidade da luz. É igual a 299 & nbsp792 & nbsp458 metros por segundo.

Luz

A luz visível são ondas eletromagnéticas de frequência e comprimento que determinam sua cor.

Comprimento de onda e cor

O menor comprimento de onda da luz visível é 380 nanômetros. É roxo, seguido por azul e ciano, depois verde, amarelo, laranja e finalmente vermelho. A luz branca consiste em todas as cores ao mesmo tempo, ou seja, os objetos brancos refletem todas as cores. Isso pode ser visto com um prisma. A luz que entra é refratada e alinhada em uma faixa de cores na mesma sequência de um arco-íris. Essa sequência é das cores com o comprimento de onda mais curto para o mais longo. A dependência da velocidade de propagação da luz na matéria no comprimento de onda é chamada de dispersão.

Um arco-íris é formado de maneira semelhante. Gotículas de água espalhadas na atmosfera após a chuva se comportam como um prisma e refratam todas as ondas. As cores do arco-íris são tão importantes que em muitas línguas existem mnemônicos, ou seja, uma técnica de memorização das cores do arco-íris, tão simples que até as crianças conseguem se lembrar. Muitas crianças que falam russo sabem que "Todo caçador quer saber onde o faisão está sentado". Algumas pessoas inventam seus próprios mnemônicos, e este é um exercício especialmente útil para as crianças, porque quando inventam seu próprio método de lembrar as cores do arco-íris, elas se lembram delas mais rápido.

A luz à qual o olho humano é mais sensível é a verde, com comprimento de onda de 555 nm em ambientes claros e 505 nm no crepúsculo e na escuridão. Nem todos os animais podem distinguir cores. Em gatos, por exemplo, a visão das cores não é desenvolvida. Por outro lado, alguns animais veem as cores muito melhor do que os humanos. Por exemplo, algumas espécies veem luz ultravioleta e infravermelha.

Reflexo de luz

A cor de um objeto é determinada pelo comprimento de onda da luz refletida em sua superfície. Os objetos brancos refletem todas as ondas do espectro visível, enquanto os negros, ao contrário, absorvem todas as ondas e não refletem nada.

Um dos materiais naturais com alto coeficiente de dispersão é o diamante. Os diamantes corretamente cortados refletem a luz das bordas externas e internas, refratando-a, como um prisma. Nesse caso, é importante que a maior parte dessa luz seja refletida para cima em direção ao olho, e não, por exemplo, para baixo, no quadro, onde não é visível. Graças à sua alta dispersão, os diamantes brilham lindamente ao sol e sob luz artificial. O vidro cortado como um diamante também brilha, mas não tanto. Isso ocorre porque, devido à sua composição química, os diamantes refletem a luz muito melhor do que o vidro. Os ângulos usados ​​ao cortar diamantes são muito importantes porque os cantos que são muito afiados ou muito obtusos impedem a luz de refletir nas paredes internas ou refletem a luz no ambiente, como mostrado na ilustração.

Espectroscopia

A análise espectral ou espectroscopia é às vezes usada para determinar a composição química de uma substância. Este método é especialmente bom se a análise química de uma substância não puder ser realizada trabalhando diretamente com ela, por exemplo, ao determinar a composição química de estrelas. Sabendo que tipo de radiação eletromagnética um corpo absorve, você pode determinar em que consiste. A espectroscopia de absorção, que é um dos ramos da espectroscopia, determina qual radiação é absorvida pelo corpo. Tal análise pode ser feita à distância, pois é muito utilizada em astronomia, bem como no trabalho com substâncias tóxicas e perigosas.

Determinação da presença de radiação eletromagnética

A luz visível, como toda radiação eletromagnética, é energia. Quanto mais energia é emitida, mais fácil é medir essa radiação. A quantidade de energia irradiada diminui à medida que o comprimento de onda aumenta. A visão é possível precisamente porque humanos e animais reconhecem essa energia e sentem a diferença entre a radiação de diferentes comprimentos de onda. A radiação eletromagnética de diferentes comprimentos é percebida pelo olho como cores diferentes. De acordo com esse princípio, não só funcionam os olhos dos animais e das pessoas, mas também as tecnologias criadas pelas pessoas para processar a radiação eletromagnética.

Luz visível

Pessoas e animais veem uma ampla gama de radiação eletromagnética. A maioria das pessoas e animais, por exemplo, reage a luz visível e alguns animais também são expostos aos raios ultravioleta e infravermelho. A capacidade de distinguir cores - não em todos os animais - alguns só vêem a diferença entre superfícies claras e escuras. Nosso cérebro determina a cor da seguinte maneira: fótons de radiação eletromagnética entram no olho pela retina e, passando por ele, excitam os cones, fotorreceptores do olho. Como resultado, um sinal é transmitido através do sistema nervoso para o cérebro. Além dos cones, existem outros fotorreceptores, bastonetes, nos olhos, mas eles não são capazes de distinguir as cores. Seu objetivo é determinar o brilho e a intensidade da luz.

Normalmente existem vários tipos de cones no olho. Existem três tipos em humanos, cada um dos quais absorve fótons de luz em certos comprimentos de onda. Quando são absorvidos, ocorre uma reação química, como resultado da qual os impulsos nervosos com informações sobre o comprimento de onda entram no cérebro. Esses sinais são processados ​​pelo córtex visual. Esta é a parte do cérebro responsável pela percepção do som. Cada tipo de cone é responsável apenas por ondas com um determinado comprimento, portanto, para se obter uma imagem completa da cor, somam-se as informações recebidas de todos os cones.

Alguns animais têm ainda mais tipos de cones do que os humanos. Então, por exemplo, em algumas espécies de peixes e pássaros, existem de quatro a cinco tipos. Curiosamente, algumas fêmeas animais têm mais tipos de cones do que machos. Algumas aves, como as gaivotas que pegam suas presas na água ou na água, têm gotículas de óleo amarelas ou vermelhas dentro dos cones que atuam como um filtro. Isso os ajuda a ver grande quantidade flores. Os olhos dos répteis são dispostos de maneira semelhante.

Luz infravermelha

Em cobras, ao contrário dos humanos, não apenas os receptores visuais, mas também os órgãos sensoriais que respondem aos radiação infra-vermelha... Eles absorvem a energia dos raios infravermelhos, ou seja, reagem ao calor. Alguns dispositivos, como óculos de visão noturna, também reagem ao calor gerado pelo emissor infravermelho. Esses dispositivos são usados ​​pelos militares, bem como para garantir a segurança das instalações e do território. Animais que veem luz infravermelha e dispositivos que podem reconhecê-la, veem mais do que apenas objetos que estão em seu campo de visão em este momento, mas também vestígios de objetos, animais ou pessoas que estavam lá antes, se não passou muito tempo. Por exemplo, cobras podem ser vistas se roedores cavaram um buraco no chão, e a polícia usando dispositivos de visão noturna pode ver se vestígios de um crime foram recentemente escondidos no solo, como dinheiro, drogas ou qualquer outra coisa. Dispositivos para registro da radiação infravermelha são usados ​​em telescópios, bem como para verificação de vazamentos em recipientes e câmeras. Com a ajuda deles, o local do vazamento de calor é claramente visível. Na medicina, as imagens infravermelhas são usadas para diagnósticos. Na história da arte - para determinar o que é retratado sob a camada superior de tinta. Dispositivos de visão noturna são usados ​​para proteger as instalações.

Luz ultravioleta

Alguns peixes veem luz ultravioleta... Seus olhos contêm pigmentos sensíveis aos raios ultravioleta. A pele do peixe contém áreas que refletem a luz ultravioleta que são invisíveis para os humanos e outros animais - o que é frequentemente usado no reino animal para marcar o sexo dos animais, bem como para fins sociais. Alguns pássaros também veem luz ultravioleta. Essa habilidade é especialmente importante durante a estação de acasalamento, quando as aves estão procurando parceiros em potencial. A superfície de algumas plantas também reflete bem a luz ultravioleta, e a capacidade de vê-la ajuda a encontrar alimento. Além de peixes e pássaros, alguns répteis, como tartarugas, lagartos e iguanas verdes (na foto), veem luz ultravioleta.

O olho humano, como os olhos dos animais, absorve a luz ultravioleta, mas não pode processá-la. Em humanos, ele destrói as células do olho, especialmente da córnea e do cristalino. Isso, por sua vez, causa várias doenças e até cegueira. Apesar de a luz ultravioleta ser prejudicial à visão, uma pequena quantidade dela é necessária para humanos e animais produzirem vitamina D. A radiação ultravioleta, como o infravermelho, é usada em muitas indústrias, por exemplo, na medicina para desinfecção, na astronomia para observação de estrelas e outros objetos e em química para a solidificação de substâncias líquidas, bem como para visualização, ou seja, para criar diagramas da distribuição de substâncias em um determinado espaço. Com a ajuda da luz ultravioleta, notas e passes falsificados são detectados se os sinais forem impressos nelas com uma tinta especial que pode ser reconhecida com a luz ultravioleta. No caso de documentos falsificados, a lâmpada ultravioleta nem sempre ajuda, pois os criminosos às vezes usam o documento real e substituem a fotografia ou outra informação nele, de forma que as marcações das lâmpadas ultravioleta permaneçam. Existem muitos outros usos para a radiação ultravioleta.

Daltonismo

Algumas pessoas não conseguem distinguir as cores devido a defeitos visuais. Esse problema é chamado de daltonismo ou daltonismo, em homenagem à pessoa que primeiro descreveu essa característica da visão. Às vezes, as pessoas não conseguem ver apenas as cores em um determinado comprimento de onda e, às vezes, não conseguem ver as cores. Freqüentemente, a causa são fotorreceptores subdesenvolvidos ou danificados, mas, em alguns casos, o problema está em danos à via do sistema nervoso, por exemplo, no córtex visual do cérebro, onde a informação de cor é processada. Em muitos casos, essa condição cria transtornos e problemas para pessoas e animais, mas às vezes a impossibilidade de distinguir cores, ao contrário, é uma vantagem. Isso é confirmado pelo fato de que, apesar dos longos anos de evolução, a visão das cores não é desenvolvida em muitos animais. Pessoas e animais daltônicos podem, por exemplo, ver bem a camuflagem de outros animais.

Apesar dos benefícios do daltonismo, na sociedade ela é considerada um problema e, para as pessoas com daltonismo, o caminho para algumas profissões está fechado. Normalmente, eles não podem obter todos os direitos para voar a aeronave sem restrições. Em muitos países carteira de motorista para essas pessoas, eles também têm restrições e, em alguns casos, não conseguem obter direitos de forma alguma. Portanto, nem sempre eles encontram um emprego onde precisam dirigir um carro, um avião e outros veículos. Também têm dificuldade em encontrar trabalho onde a capacidade de identificar e usar cores seja de grande importância. Por exemplo, eles acham difícil se tornarem designers ou trabalhar em um ambiente onde a cor é usada como um sinal (por exemplo, sobre perigo).

O trabalho está em andamento para criar condições mais favoráveis ​​para pessoas com daltonismo. Por exemplo, existem tabelas nas quais as cores correspondem aos sinais e, em alguns países, esses sinais são usados ​​em escritórios e locais públicos juntamente com as cores. Alguns designers não usam ou limitam o uso de cores para transmitir informação importante em suas obras. Em vez de, ou junto com a cor, eles usam brilho, texto e outras maneiras de destacar informações para que mesmo pessoas que não conseguem distinguir as cores possam receber totalmente as informações transmitidas pelo designer. Na maioria dos casos, as pessoas com daltonismo não distinguem entre vermelho e verde, por isso os designers às vezes substituem a combinação "vermelho = perigo, verde = normal" por vermelho e azul. Maioria sistemas operacionais também permitem que você personalize cores para que pessoas com daltonismo possam ver tudo.

Cor em visão de máquina

A visão de máquina em cores é um ramo de rápido crescimento da inteligência artificial. Até recentemente, a maior parte do trabalho nesta área acontecia com imagens monocromáticas, mas agora cada vez mais laboratórios científicos estão trabalhando com cores. Alguns algoritmos para trabalhar com imagens monocromáticas também são usados ​​para processar imagens coloridas.

Aplicativo

A visão mecânica é usada em vários setores, como robôs de controle, carros autônomos e veículos aéreos não tripulados. É útil no campo da segurança, por exemplo, para identificar pessoas e objetos a partir de fotografias, para pesquisar bancos de dados, para rastrear o movimento de objetos, dependendo de sua cor, e assim por diante. Determinar a localização de objetos em movimento permite que o computador determine a direção do olhar de uma pessoa ou rastreie o movimento de carros, pessoas, mãos e outros objetos.

Para identificar corretamente objetos desconhecidos, é importante saber sobre sua forma e outras propriedades, mas as informações de cor não são tão importantes. Ao trabalhar com objetos familiares, ao contrário, a cor ajuda a reconhecê-los mais rapidamente. Trabalhar com cores também é conveniente porque as informações sobre as cores podem ser obtidas mesmo em imagens de baixa resolução. Para reconhecer a forma de um objeto, em oposição à cor, requer uma alta resolução... Trabalhar com cores em vez da forma do assunto permite reduzir o tempo de processamento e usa menos recursos de computador... A cor ajuda a reconhecer objetos da mesma forma e também pode ser usada como um sinal ou sinal (por exemplo, o vermelho é um sinal de perigo). Nesse caso, você não precisa reconhecer a forma deste sinal ou o texto escrito nele. Existem muitos exemplos interessantes do uso da visão de cores no site do YouTube.

Processando informação de cor

As fotos processadas pelo computador são carregadas pelos usuários ou tiradas pela câmera embutida. O processo de fotografia digital e filmagem de vídeo está bem dominado, mas o processamento dessas imagens, principalmente em cores, está associado a muitas dificuldades, muitas das quais ainda não foram resolvidas. Isso se deve ao fato de que a visão colorida em humanos e animais é muito complexa e não é fácil criar uma visão computacional semelhante à visão humana. A visão, assim como a audição, é baseada na adaptação ao meio ambiente. A percepção do som depende não só da frequência, pressão sonora e duração do som, mas também da presença ou ausência de outros sons no ambiente. O mesmo ocorre com a visão - a percepção da cor depende não apenas da frequência e do comprimento de onda, mas também das características do ambiente. Assim, por exemplo, as cores dos objetos ao redor afetam nossa percepção das cores.

Do ponto de vista evolutivo, tais adaptações são necessárias para nos ajudar a nos acostumar com nosso meio ambiente e parar de prestar atenção a elementos insignificantes, mas para direcionar nossa atenção total para o que está mudando no meio ambiente. Isso é necessário para facilitar a localização de predadores e a localização de alimentos. Às vezes, ilusões de ótica ocorrem devido a essa adaptação. Por exemplo, dependendo da cor dos objetos ao redor, percebemos a cor de dois corpos de forma diferente, mesmo quando eles refletem luz com o mesmo comprimento de onda. A ilustração mostra um exemplo de tal ilusão de ótica. O quadrado marrom na parte superior da imagem (segunda linha, segunda coluna) parece mais claro do que o quadrado marrom na parte inferior da imagem (quinta linha, segunda coluna). Na verdade, suas cores são as mesmas. Mesmo sabendo disso, ainda os percebemos como cores diferentes. Como nossa percepção da cor é tão complexa, é difícil para os programadores descrever todas essas nuances em algoritmos de visão de máquina. Apesar dessas dificuldades, já conquistamos muito nessa área.

Os artigos do Conversor de unidades foram editados e ilustrados por Anatoly Zolotkov

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1 gigahertz [GHz] = 1.000.000.000 hertz [Hz]

Valor inicial

Valor convertido

hertz exahertz petahertz terahertz gigahertz megahertz kilohertz hectohertz decahertz decigertz santigertz milihertz microhertz nanohertz picohertz femtohertz attohertz ciclos por segundo comprimento de onda em exameters comprimento de onda na petameters comprimento de onda na terameters comprimento de onda na megameters comprimento de onda em quilómetros em decameters comprimento de onda em metros de comprimento de onda em decímetros comprimento de onda em centímetros de comprimento de onda em milímetros de comprimento de onda em micrômetros Compton comprimento de onda de um elétron Compton comprimento de onda de um próton Compton comprimento de onda de um nêutron rotações por segundo rotações por minuto rotações por hora rotações por dia

Mais sobre frequência e comprimento de onda

Informação geral

Frequência

A frequência é uma quantidade que mede a frequência com que um determinado processo periódico se repete. Na física, a frequência é usada para descrever as propriedades dos processos de onda. Frequência de onda - o número de ciclos completos do processo de onda por unidade de tempo. A unidade SI de frequência é hertz (Hz). Um hertz é igual a uma oscilação por segundo.

Comprimento de onda

Existem muitos tipos diferentes de ondas na natureza, desde ondas do mar induzidas pelo vento até ondas eletromagnéticas. As propriedades das ondas eletromagnéticas dependem do comprimento de onda. Essas ondas são divididas em vários tipos:

• Raios gama com um comprimento de onda de até 0,01 nanômetro (nm).
• raios X com um comprimento de onda de 0,01 nm a 10 nm.
• Ondas ultravioleta que têm um comprimento de 10 a 380 nm. Eles não são visíveis ao olho humano.
• Luz em parte visível do espectro com um comprimento de onda de 380-700 nm.
• Invisível para humanos radiação infra-vermelha com um comprimento de onda de 700 nm a 1 milímetro.
• Ondas infravermelhas são seguidas por microondas, com comprimento de onda de 1 milímetro a 1 metro.
• O mais longo - ondas de rádio... Seu comprimento começa a partir de 1 metro.

Este artigo é sobre radiação eletromagnética e, especialmente, luz. Nele, discutiremos como o comprimento de onda e a frequência afetam a luz, incluindo o espectro visível, radiação ultravioleta e infravermelha.

Radiação eletromagnética

A radiação eletromagnética é energia, cujas propriedades são simultaneamente semelhantes às das ondas e partículas. Esse recurso é chamado de dualidade onda-partícula. As ondas eletromagnéticas consistem em uma onda magnética e uma onda elétrica perpendicular a ela.

A energia da radiação eletromagnética é o resultado do movimento de partículas chamadas fótons. Quanto mais alta a frequência da radiação, mais ativos eles são e mais danos podem causar às células e tecidos dos organismos vivos. Isso ocorre porque quanto mais alta a frequência da radiação, mais energia eles carregam. Uma grande energia permite que mudem a estrutura molecular das substâncias sobre as quais atuam. É por isso que a radiação ultravioleta, o raio X e a radiação gama são tão prejudiciais aos animais e às plantas. Uma grande parte dessa radiação está no espaço. Também está presente na Terra, apesar do fato de que a camada de ozônio da atmosfera ao redor da Terra bloqueia a maior parte dela.

Radiação eletromagnética e atmosfera

A atmosfera terrestre apenas transmite radiação eletromagnética em uma frequência específica. A maioria dos raios gama, raios X, luz ultravioleta, alguma radiação infravermelha e ondas de rádio longas são bloqueados pela atmosfera da Terra. A atmosfera os absorve e não os deixa ir mais longe. Parte das ondas eletromagnéticas, em particular a radiação na faixa de ondas curtas, é refletida da ionosfera. Todas as outras radiações atingem a superfície da Terra. Nas camadas atmosféricas superiores, ou seja, mais distantes da superfície da Terra, há mais radiação do que nas camadas inferiores. Portanto, quanto mais alto, mais perigoso é para os organismos vivos estarem lá sem roupas de proteção.

A atmosfera transmite pequenas quantidades de luz ultravioleta para a Terra e é prejudicial à pele. É por causa dos raios ultravioleta que as pessoas sofrem queimaduras solares e podem até ter câncer de pele. Por outro lado, alguns raios transmitidos pela atmosfera são benéficos. Por exemplo, os raios infravermelhos que atingem a superfície da Terra são usados ​​na astronomia - telescópios infravermelhos rastreiam os raios infravermelhos emitidos por objetos astronômicos. Quanto mais alto da superfície da Terra, maior é a radiação infravermelha; portanto, os telescópios são frequentemente instalados no topo das montanhas e em outras elevações. Às vezes, eles são enviados ao espaço para melhorar a visibilidade dos raios infravermelhos.

Relação entre frequência e comprimento de onda

A frequência e o comprimento de onda são inversamente proporcionais entre si. Isso significa que, à medida que o comprimento de onda aumenta, a frequência diminui e vice-versa. É fácil imaginar: se a frequência das oscilações do processo ondulatório é alta, então o tempo entre as oscilações é muito mais curto do que para as ondas, cuja frequência de oscilação é menor. Se você imaginar uma onda em um gráfico, então a distância entre seus picos será menor, mais oscilações ela fará em um determinado período de tempo.

Para determinar a velocidade de propagação de uma onda em um meio, é necessário multiplicar a frequência da onda por seu comprimento. As ondas eletromagnéticas no vácuo sempre se propagam na mesma velocidade. Essa velocidade é conhecida como velocidade da luz. É igual a 299 & nbsp792 & nbsp458 metros por segundo.

Luz

A luz visível são ondas eletromagnéticas de frequência e comprimento que determinam sua cor.

Comprimento de onda e cor

O menor comprimento de onda da luz visível é 380 nanômetros. É roxo, seguido por azul e ciano, depois verde, amarelo, laranja e finalmente vermelho. A luz branca consiste em todas as cores ao mesmo tempo, ou seja, os objetos brancos refletem todas as cores. Isso pode ser visto com um prisma. A luz que entra é refratada e alinhada em uma faixa de cores na mesma sequência de um arco-íris. Essa sequência é das cores com o comprimento de onda mais curto para o mais longo. A dependência da velocidade de propagação da luz na matéria no comprimento de onda é chamada de dispersão.

Um arco-íris é formado de maneira semelhante. Gotículas de água espalhadas na atmosfera após a chuva se comportam como um prisma e refratam todas as ondas. As cores do arco-íris são tão importantes que em muitas línguas existem mnemônicos, ou seja, uma técnica de memorização das cores do arco-íris, tão simples que até as crianças conseguem se lembrar. Muitas crianças que falam russo sabem que "Todo caçador quer saber onde o faisão está sentado". Algumas pessoas inventam seus próprios mnemônicos, e este é um exercício especialmente útil para as crianças, porque quando inventam seu próprio método de lembrar as cores do arco-íris, elas se lembram delas mais rápido.

A luz à qual o olho humano é mais sensível é a verde, com comprimento de onda de 555 nm em ambientes claros e 505 nm no crepúsculo e na escuridão. Nem todos os animais podem distinguir cores. Em gatos, por exemplo, a visão das cores não é desenvolvida. Por outro lado, alguns animais veem as cores muito melhor do que os humanos. Por exemplo, algumas espécies veem luz ultravioleta e infravermelha.

Reflexo de luz

A cor de um objeto é determinada pelo comprimento de onda da luz refletida em sua superfície. Os objetos brancos refletem todas as ondas do espectro visível, enquanto os negros, ao contrário, absorvem todas as ondas e não refletem nada.

Um dos materiais naturais com alto coeficiente de dispersão é o diamante. Os diamantes corretamente cortados refletem a luz das bordas externas e internas, refratando-a, como um prisma. Nesse caso, é importante que a maior parte dessa luz seja refletida para cima em direção ao olho, e não, por exemplo, para baixo, no quadro, onde não é visível. Graças à sua alta dispersão, os diamantes brilham lindamente ao sol e sob luz artificial. O vidro cortado como um diamante também brilha, mas não tanto. Isso ocorre porque, devido à sua composição química, os diamantes refletem a luz muito melhor do que o vidro. Os ângulos usados ​​ao cortar diamantes são muito importantes porque os cantos que são muito afiados ou muito obtusos impedem a luz de refletir nas paredes internas ou refletem a luz no ambiente, como mostrado na ilustração.

Espectroscopia

A análise espectral ou espectroscopia é às vezes usada para determinar a composição química de uma substância. Este método é especialmente bom se a análise química de uma substância não puder ser realizada trabalhando diretamente com ela, por exemplo, ao determinar a composição química de estrelas. Sabendo que tipo de radiação eletromagnética um corpo absorve, você pode determinar em que consiste. A espectroscopia de absorção, que é um dos ramos da espectroscopia, determina qual radiação é absorvida pelo corpo. Tal análise pode ser feita à distância, pois é muito utilizada em astronomia, bem como no trabalho com substâncias tóxicas e perigosas.

Determinação da presença de radiação eletromagnética

A luz visível, como toda radiação eletromagnética, é energia. Quanto mais energia é emitida, mais fácil é medir essa radiação. A quantidade de energia irradiada diminui à medida que o comprimento de onda aumenta. A visão é possível precisamente porque humanos e animais reconhecem essa energia e sentem a diferença entre a radiação de diferentes comprimentos de onda. A radiação eletromagnética de diferentes comprimentos é percebida pelo olho como cores diferentes. De acordo com esse princípio, não só funcionam os olhos dos animais e das pessoas, mas também as tecnologias criadas pelas pessoas para processar a radiação eletromagnética.

Luz visível

Pessoas e animais veem uma ampla gama de radiação eletromagnética. A maioria das pessoas e animais, por exemplo, reage a luz visível e alguns animais também são expostos aos raios ultravioleta e infravermelho. A capacidade de distinguir cores - não em todos os animais - alguns só vêem a diferença entre superfícies claras e escuras. Nosso cérebro determina a cor da seguinte maneira: fótons de radiação eletromagnética entram no olho pela retina e, passando por ele, excitam os cones, fotorreceptores do olho. Como resultado, um sinal é transmitido através do sistema nervoso para o cérebro. Além dos cones, existem outros fotorreceptores, bastonetes, nos olhos, mas eles não são capazes de distinguir as cores. Seu objetivo é determinar o brilho e a intensidade da luz.

Normalmente existem vários tipos de cones no olho. Existem três tipos em humanos, cada um dos quais absorve fótons de luz em certos comprimentos de onda. Quando são absorvidos, ocorre uma reação química, como resultado da qual os impulsos nervosos com informações sobre o comprimento de onda entram no cérebro. Esses sinais são processados ​​pelo córtex visual. Esta é a parte do cérebro responsável pela percepção do som. Cada tipo de cone é responsável apenas por ondas com um determinado comprimento, portanto, para se obter uma imagem completa da cor, somam-se as informações recebidas de todos os cones.

Alguns animais têm ainda mais tipos de cones do que os humanos. Então, por exemplo, em algumas espécies de peixes e pássaros, existem de quatro a cinco tipos. Curiosamente, algumas fêmeas animais têm mais tipos de cones do que machos. Algumas aves, como as gaivotas que pegam suas presas na água ou na água, têm gotículas de óleo amarelas ou vermelhas dentro dos cones que atuam como um filtro. Isso os ajuda a ver mais cores. Os olhos dos répteis são dispostos de maneira semelhante.

Luz infravermelha

Em cobras, ao contrário dos humanos, não apenas os receptores visuais, mas também os órgãos sensoriais que respondem aos radiação infra-vermelha... Eles absorvem a energia dos raios infravermelhos, ou seja, reagem ao calor. Alguns dispositivos, como óculos de visão noturna, também reagem ao calor gerado pelo emissor infravermelho. Esses dispositivos são usados ​​pelos militares, bem como para garantir a segurança das instalações e do território. Animais que veem luz infravermelha, e dispositivos que podem reconhecê-la, veem não apenas objetos que estão em seu campo de visão no momento, mas também vestígios de objetos, animais ou pessoas que estavam lá antes, embora por muito tempo. Por exemplo, cobras podem ser vistas se roedores cavaram um buraco no chão, e a polícia usando dispositivos de visão noturna pode ver se vestígios de um crime foram recentemente escondidos no solo, como dinheiro, drogas ou qualquer outra coisa. Dispositivos para registro da radiação infravermelha são usados ​​em telescópios, bem como para verificação de vazamentos em recipientes e câmeras. Com a ajuda deles, o local do vazamento de calor é claramente visível. Na medicina, as imagens infravermelhas são usadas para diagnósticos. Na história da arte - para determinar o que é retratado sob a camada superior de tinta. Dispositivos de visão noturna são usados ​​para proteger as instalações.

Luz ultravioleta

Alguns peixes veem luz ultravioleta... Seus olhos contêm pigmentos sensíveis aos raios ultravioleta. A pele do peixe contém áreas que refletem a luz ultravioleta que são invisíveis para os humanos e outros animais - o que é frequentemente usado no reino animal para marcar o sexo dos animais, bem como para fins sociais. Alguns pássaros também veem luz ultravioleta. Essa habilidade é especialmente importante durante a estação de acasalamento, quando as aves estão procurando parceiros em potencial. A superfície de algumas plantas também reflete bem a luz ultravioleta, e a capacidade de vê-la ajuda a encontrar alimento. Além de peixes e pássaros, alguns répteis, como tartarugas, lagartos e iguanas verdes (na foto), veem luz ultravioleta.

O olho humano, como os olhos dos animais, absorve a luz ultravioleta, mas não pode processá-la. Em humanos, ele destrói as células do olho, especialmente da córnea e do cristalino. Isso, por sua vez, causa várias doenças e até cegueira. Apesar de a luz ultravioleta ser prejudicial à visão, uma pequena quantidade dela é necessária para humanos e animais produzirem vitamina D. A radiação ultravioleta, como o infravermelho, é usada em muitas indústrias, por exemplo, na medicina para desinfecção, na astronomia para observação de estrelas e outros objetos e em química para a solidificação de substâncias líquidas, bem como para visualização, ou seja, para criar diagramas da distribuição de substâncias em um determinado espaço. Com a ajuda da luz ultravioleta, notas e passes falsificados são detectados se os sinais forem impressos nelas com uma tinta especial que pode ser reconhecida com a luz ultravioleta. No caso de documentos falsificados, a lâmpada ultravioleta nem sempre ajuda, pois os criminosos às vezes usam o documento real e substituem a fotografia ou outra informação nele, de forma que as marcações das lâmpadas ultravioleta permaneçam. Existem muitos outros usos para a radiação ultravioleta.

Daltonismo

Algumas pessoas não conseguem distinguir as cores devido a defeitos visuais. Esse problema é chamado de daltonismo ou daltonismo, em homenagem à pessoa que primeiro descreveu essa característica da visão. Às vezes, as pessoas não conseguem ver apenas as cores em um determinado comprimento de onda e, às vezes, não conseguem ver as cores. Freqüentemente, a causa são fotorreceptores subdesenvolvidos ou danificados, mas, em alguns casos, o problema está em danos à via do sistema nervoso, por exemplo, no córtex visual do cérebro, onde a informação de cor é processada. Em muitos casos, essa condição cria transtornos e problemas para pessoas e animais, mas às vezes a impossibilidade de distinguir cores, ao contrário, é uma vantagem. Isso é confirmado pelo fato de que, apesar dos longos anos de evolução, a visão das cores não é desenvolvida em muitos animais. Pessoas e animais daltônicos podem, por exemplo, ver bem a camuflagem de outros animais.

Apesar dos benefícios do daltonismo, na sociedade ela é considerada um problema e, para as pessoas com daltonismo, o caminho para algumas profissões está fechado. Normalmente, eles não podem obter todos os direitos para voar a aeronave sem restrições. Em muitos países, as carteiras de habilitação para essas pessoas também têm restrições e, em alguns casos, elas nem conseguem obter a carteira de motorista. Portanto, nem sempre eles encontram um emprego onde precisam dirigir um carro, um avião e outros veículos. Também têm dificuldade em encontrar trabalho onde a capacidade de identificar e usar cores seja de grande importância. Por exemplo, eles acham difícil se tornarem designers ou trabalhar em um ambiente onde a cor é usada como um sinal (por exemplo, sobre perigo).

O trabalho está em andamento para criar condições mais favoráveis ​​para pessoas com daltonismo. Por exemplo, existem tabelas nas quais as cores correspondem aos sinais e, em alguns países, esses sinais são usados ​​em escritórios e locais públicos juntamente com as cores. Alguns designers não usam ou limitam o uso de cores para transmitir informações importantes em seu trabalho. Em vez de, ou junto com a cor, eles usam brilho, texto e outras maneiras de destacar informações para que mesmo pessoas que não conseguem distinguir as cores possam receber totalmente as informações transmitidas pelo designer. Na maioria dos casos, as pessoas com daltonismo não distinguem entre vermelho e verde, por isso os designers às vezes substituem a combinação "vermelho = perigo, verde = normal" por vermelho e azul. A maioria dos sistemas operacionais também permite que você personalize cores para que pessoas com daltonismo possam ver tudo.

Cor em visão de máquina

A visão de máquina em cores é um ramo de rápido crescimento da inteligência artificial. Até recentemente, a maior parte do trabalho nesta área acontecia com imagens monocromáticas, mas agora cada vez mais laboratórios científicos estão trabalhando com cores. Alguns algoritmos para trabalhar com imagens monocromáticas também são usados ​​para processar imagens coloridas.

Aplicativo

A visão mecânica é usada em vários setores, como robôs de controle, carros autônomos e veículos aéreos não tripulados. É útil no campo da segurança, por exemplo, para identificar pessoas e objetos a partir de fotografias, para pesquisar bancos de dados, para rastrear o movimento de objetos, dependendo de sua cor, e assim por diante. Determinar a localização de objetos em movimento permite que o computador determine a direção do olhar de uma pessoa ou rastreie o movimento de carros, pessoas, mãos e outros objetos.

Para identificar corretamente objetos desconhecidos, é importante saber sobre sua forma e outras propriedades, mas as informações de cor não são tão importantes. Ao trabalhar com objetos familiares, ao contrário, a cor ajuda a reconhecê-los mais rapidamente. Trabalhar com cores também é conveniente porque as informações sobre as cores podem ser obtidas mesmo em imagens de baixa resolução. Reconhecer a forma de um objeto, em oposição à cor, requer alta resolução. Trabalhar com cores em vez da forma do objeto pode reduzir o tempo de processamento da imagem e usar menos recursos do computador. A cor ajuda a reconhecer objetos da mesma forma e também pode ser usada como um sinal ou sinal (por exemplo, o vermelho é um sinal de perigo). Nesse caso, você não precisa reconhecer a forma deste sinal ou o texto escrito nele. Existem muitos exemplos interessantes do uso da visão de cores no site do YouTube.

Processando informação de cor

As fotos processadas pelo computador são carregadas pelos usuários ou tiradas pela câmera embutida. O processo de fotografia digital e filmagem de vídeo está bem dominado, mas o processamento dessas imagens, principalmente em cores, está associado a muitas dificuldades, muitas das quais ainda não foram resolvidas. Isso se deve ao fato de que a visão colorida em humanos e animais é muito complexa e não é fácil criar uma visão computacional semelhante à visão humana. A visão, assim como a audição, é baseada na adaptação ao meio ambiente. A percepção do som depende não só da frequência, pressão sonora e duração do som, mas também da presença ou ausência de outros sons no ambiente. O mesmo ocorre com a visão - a percepção da cor depende não apenas da frequência e do comprimento de onda, mas também das características do ambiente. Assim, por exemplo, as cores dos objetos ao redor afetam nossa percepção das cores.

Do ponto de vista evolutivo, tais adaptações são necessárias para nos ajudar a nos acostumar com nosso meio ambiente e parar de prestar atenção a elementos insignificantes, mas para direcionar nossa atenção total para o que está mudando no meio ambiente. Isso é necessário para facilitar a localização de predadores e a localização de alimentos. Às vezes, ilusões de ótica ocorrem devido a essa adaptação. Por exemplo, dependendo da cor dos objetos ao redor, percebemos a cor de dois corpos de forma diferente, mesmo quando eles refletem luz com o mesmo comprimento de onda. A ilustração mostra um exemplo de tal ilusão de ótica. O quadrado marrom na parte superior da imagem (segunda linha, segunda coluna) parece mais claro do que o quadrado marrom na parte inferior da imagem (quinta linha, segunda coluna). Na verdade, suas cores são as mesmas. Mesmo sabendo disso, ainda os percebemos como cores diferentes. Como nossa percepção da cor é tão complexa, é difícil para os programadores descrever todas essas nuances em algoritmos de visão de máquina. Apesar dessas dificuldades, já conquistamos muito nessa área.

Os artigos do Conversor de unidades foram editados e ilustrados por Anatoly Zolotkov

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Conversor de comprimento e distância Conversor de massa Conversor de volume para alimentos Conversor de área Receita culinária Conversor de volume e unidades Conversor de temperatura Conversor de módulo de pressão, estresse, de Young's Conversor de energia e trabalho Conversor de energia Conversor de força Conversor de tempo Conversor de velocidade linear Conversor de ângulo plano Eficiência térmica e eficiência de combustível Numérica Sistemas de conversão Conversor de informações Quantidade Medição Taxas de câmbio Roupas e sapatos femininos Tamanhos Roupas e sapatos masculinos Tamanhos Velocidade angular e conversor de velocidade Conversor de aceleração Conversor de aceleração angular Conversor de densidade Conversor de volume específico Conversor de momento de inércia Conversor de momento de força Conversor de torque Valor calorífico específico ( conversor de massa) Conversor de densidade de energia e valor calorífico específico (volume) Conversor de diferença de temperatura Conversor de coeficiente Curva de Expansão Térmica Conversor de Resistência Térmica Conversor de Condutividade Térmica Conversor de Capacidade de Calor Específico Conversor de Exposição Térmica e Radiação Conversor de Densidade de Fluxo de Calor Conversor de Coeficiente de Transferência de Calor Conversor de Taxa de Fluxo Volumétrico Conversor de Taxa de Fluxo de Massa Conversor de Taxa de Fluxo de Massa Conversor de Densidade de Fluxo de Massa Conversor de Concentração Molar Concentração de Massa em Solução Conversor de viscosidade absoluta) Conversor de viscosidade cinemática Conversor de tensão superficial Conversor de permeabilidade de vapor Conversor de densidade de fluxo de vapor de água Conversor de nível de som Conversor de sensibilidade de microfone Conversor de nível de pressão sonora (SPL) Conversor de nível de pressão sonora com pressão de referência selecionável Conversor de luminância Conversor de intensidade luminosa Conversor de resolução de gráficos de computador Potência ótica do conversor de frequência e comprimento de onda em dioptrias e focal distância Potência dióptrica e ampliação da lente (×) Conversor de carga elétrica Conversor de densidade de carga linear Conversor de densidade de carga em massa Conversor de densidade de carga em massa Conversor de densidade de corrente linear de corrente elétrica Conversor de densidade de corrente de superfície Conversor de força de campo elétrico Potencial eletrostático e conversor de tensão Potencial eletrostático e conversor de tensão Resistência elétrica conversor Conversor de resistividade elétrica Conversor de condutividade elétrica Conversor de condutividade elétrica Capacitância elétrica Conversor de indutância Conversor de bitola de fio americano Níveis em dBm (dBm ou dBmW), dBV (dBV), watts, etc. unidades Conversor de força magnetomotriz Conversor de força de campo magnético Conversor de fluxo magnético Conversor de indução magnética Radiação. Radioatividade do conversor da taxa de dose absorvida por radiação ionizante. Conversor de radiação de decaimento radioativo. Radiação do conversor de dose de exposição. Conversor de Dose Absorvida Conversor de Prefixo Decimal Transferência de Dados Tipografia e Conversor de Unidade de Processamento de Imagens Conversor de Unidade de Volume de Madeira Calculando a Tabela Periódica de Massa Molar de Elementos Químicos D. I. Mendeleev

1 megahertz [MHz] = 0,001 gigahertz [GHz]

Valor inicial

Valor convertido

hertz exahertz petahertz terahertz gigahertz megahertz kilohertz hectohertz decahertz decigertz santigertz milihertz microhertz nanohertz picohertz femtohertz attohertz ciclos por segundo comprimento de onda em exameters comprimento de onda na petameters comprimento de onda na terameters comprimento de onda na megameters comprimento de onda em quilómetros em decameters comprimento de onda em metros de comprimento de onda em decímetros comprimento de onda em centímetros de comprimento de onda em milímetros de comprimento de onda em micrômetros Compton comprimento de onda de um elétron Compton comprimento de onda de um próton Compton comprimento de onda de um nêutron rotações por segundo rotações por minuto rotações por hora rotações por dia

Eficiência térmica e eficiência de combustível

Mais sobre frequência e comprimento de onda

Informação geral

Frequência

A frequência é uma quantidade que mede a frequência com que um determinado processo periódico se repete. Na física, a frequência é usada para descrever as propriedades dos processos de onda. Frequência de onda - o número de ciclos completos do processo de onda por unidade de tempo. A unidade SI de frequência é hertz (Hz). Um hertz é igual a uma oscilação por segundo.

Comprimento de onda

Existem muitos tipos diferentes de ondas na natureza, desde ondas do mar induzidas pelo vento até ondas eletromagnéticas. As propriedades das ondas eletromagnéticas dependem do comprimento de onda. Essas ondas são divididas em vários tipos:

• Raios gama com um comprimento de onda de até 0,01 nanômetro (nm).
• raios X com um comprimento de onda de 0,01 nm a 10 nm.
• Ondas ultravioleta que têm um comprimento de 10 a 380 nm. Eles não são visíveis ao olho humano.
• Luz em parte visível do espectro com um comprimento de onda de 380-700 nm.
• Invisível para humanos radiação infra-vermelha com um comprimento de onda de 700 nm a 1 milímetro.
• Ondas infravermelhas são seguidas por microondas, com comprimento de onda de 1 milímetro a 1 metro.
• O mais longo - ondas de rádio... Seu comprimento começa a partir de 1 metro.

Este artigo é sobre radiação eletromagnética e, especialmente, luz. Nele, discutiremos como o comprimento de onda e a frequência afetam a luz, incluindo o espectro visível, radiação ultravioleta e infravermelha.

Radiação eletromagnética

A radiação eletromagnética é energia, cujas propriedades são simultaneamente semelhantes às das ondas e partículas. Esse recurso é chamado de dualidade onda-partícula. As ondas eletromagnéticas consistem em uma onda magnética e uma onda elétrica perpendicular a ela.

A energia da radiação eletromagnética é o resultado do movimento de partículas chamadas fótons. Quanto mais alta a frequência da radiação, mais ativos eles são e mais danos podem causar às células e tecidos dos organismos vivos. Isso ocorre porque quanto mais alta a frequência da radiação, mais energia eles carregam. Uma grande energia permite que mudem a estrutura molecular das substâncias sobre as quais atuam. É por isso que a radiação ultravioleta, o raio X e a radiação gama são tão prejudiciais aos animais e às plantas. Uma grande parte dessa radiação está no espaço. Também está presente na Terra, apesar do fato de que a camada de ozônio da atmosfera ao redor da Terra bloqueia a maior parte dela.

Radiação eletromagnética e atmosfera

A atmosfera terrestre apenas transmite radiação eletromagnética em uma frequência específica. A maioria dos raios gama, raios X, luz ultravioleta, alguma radiação infravermelha e ondas de rádio longas são bloqueados pela atmosfera da Terra. A atmosfera os absorve e não os deixa ir mais longe. Parte das ondas eletromagnéticas, em particular a radiação na faixa de ondas curtas, é refletida da ionosfera. Todas as outras radiações atingem a superfície da Terra. Nas camadas atmosféricas superiores, ou seja, mais distantes da superfície da Terra, há mais radiação do que nas camadas inferiores. Portanto, quanto mais alto, mais perigoso é para os organismos vivos estarem lá sem roupas de proteção.

A atmosfera transmite pequenas quantidades de luz ultravioleta para a Terra e é prejudicial à pele. É por causa dos raios ultravioleta que as pessoas sofrem queimaduras solares e podem até ter câncer de pele. Por outro lado, alguns raios transmitidos pela atmosfera são benéficos. Por exemplo, os raios infravermelhos que atingem a superfície da Terra são usados ​​na astronomia - telescópios infravermelhos rastreiam os raios infravermelhos emitidos por objetos astronômicos. Quanto mais alto da superfície da Terra, maior é a radiação infravermelha; portanto, os telescópios são frequentemente instalados no topo das montanhas e em outras elevações. Às vezes, eles são enviados ao espaço para melhorar a visibilidade dos raios infravermelhos.

Relação entre frequência e comprimento de onda

A frequência e o comprimento de onda são inversamente proporcionais entre si. Isso significa que, à medida que o comprimento de onda aumenta, a frequência diminui e vice-versa. É fácil imaginar: se a frequência das oscilações do processo ondulatório é alta, então o tempo entre as oscilações é muito mais curto do que para as ondas, cuja frequência de oscilação é menor. Se você imaginar uma onda em um gráfico, então a distância entre seus picos será menor, mais oscilações ela fará em um determinado período de tempo.

Para determinar a velocidade de propagação de uma onda em um meio, é necessário multiplicar a frequência da onda por seu comprimento. As ondas eletromagnéticas no vácuo sempre se propagam na mesma velocidade. Essa velocidade é conhecida como velocidade da luz. É igual a 299 & nbsp792 & nbsp458 metros por segundo.

Luz

A luz visível são ondas eletromagnéticas de frequência e comprimento que determinam sua cor.

Comprimento de onda e cor

O menor comprimento de onda da luz visível é 380 nanômetros. É roxo, seguido por azul e ciano, depois verde, amarelo, laranja e finalmente vermelho. A luz branca consiste em todas as cores ao mesmo tempo, ou seja, os objetos brancos refletem todas as cores. Isso pode ser visto com um prisma. A luz que entra é refratada e alinhada em uma faixa de cores na mesma sequência de um arco-íris. Essa sequência é das cores com o comprimento de onda mais curto para o mais longo. A dependência da velocidade de propagação da luz na matéria no comprimento de onda é chamada de dispersão.

Um arco-íris é formado de maneira semelhante. Gotículas de água espalhadas na atmosfera após a chuva se comportam como um prisma e refratam todas as ondas. As cores do arco-íris são tão importantes que em muitas línguas existem mnemônicos, ou seja, uma técnica de memorização das cores do arco-íris, tão simples que até as crianças conseguem se lembrar. Muitas crianças que falam russo sabem que "Todo caçador quer saber onde o faisão está sentado". Algumas pessoas inventam seus próprios mnemônicos, e este é um exercício especialmente útil para as crianças, porque quando inventam seu próprio método de lembrar as cores do arco-íris, elas se lembram delas mais rápido.

A luz à qual o olho humano é mais sensível é a verde, com comprimento de onda de 555 nm em ambientes claros e 505 nm no crepúsculo e na escuridão. Nem todos os animais podem distinguir cores. Em gatos, por exemplo, a visão das cores não é desenvolvida. Por outro lado, alguns animais veem as cores muito melhor do que os humanos. Por exemplo, algumas espécies veem luz ultravioleta e infravermelha.

Reflexo de luz

A cor de um objeto é determinada pelo comprimento de onda da luz refletida em sua superfície. Os objetos brancos refletem todas as ondas do espectro visível, enquanto os negros, ao contrário, absorvem todas as ondas e não refletem nada.

Um dos materiais naturais com alto coeficiente de dispersão é o diamante. Os diamantes corretamente cortados refletem a luz das bordas externas e internas, refratando-a, como um prisma. Nesse caso, é importante que a maior parte dessa luz seja refletida para cima em direção ao olho, e não, por exemplo, para baixo, no quadro, onde não é visível. Graças à sua alta dispersão, os diamantes brilham lindamente ao sol e sob luz artificial. O vidro cortado como um diamante também brilha, mas não tanto. Isso ocorre porque, devido à sua composição química, os diamantes refletem a luz muito melhor do que o vidro. Os ângulos usados ​​ao cortar diamantes são muito importantes porque os cantos que são muito afiados ou muito obtusos impedem a luz de refletir nas paredes internas ou refletem a luz no ambiente, como mostrado na ilustração.

Espectroscopia

A análise espectral ou espectroscopia é às vezes usada para determinar a composição química de uma substância. Este método é especialmente bom se a análise química de uma substância não puder ser realizada trabalhando diretamente com ela, por exemplo, ao determinar a composição química de estrelas. Sabendo que tipo de radiação eletromagnética um corpo absorve, você pode determinar em que consiste. A espectroscopia de absorção, que é um dos ramos da espectroscopia, determina qual radiação é absorvida pelo corpo. Tal análise pode ser feita à distância, pois é muito utilizada em astronomia, bem como no trabalho com substâncias tóxicas e perigosas.

Determinação da presença de radiação eletromagnética

A luz visível, como toda radiação eletromagnética, é energia. Quanto mais energia é emitida, mais fácil é medir essa radiação. A quantidade de energia irradiada diminui à medida que o comprimento de onda aumenta. A visão é possível precisamente porque humanos e animais reconhecem essa energia e sentem a diferença entre a radiação de diferentes comprimentos de onda. A radiação eletromagnética de diferentes comprimentos é percebida pelo olho como cores diferentes. De acordo com esse princípio, não só funcionam os olhos dos animais e das pessoas, mas também as tecnologias criadas pelas pessoas para processar a radiação eletromagnética.

Luz visível

Pessoas e animais veem uma ampla gama de radiação eletromagnética. A maioria das pessoas e animais, por exemplo, reage a luz visível e alguns animais também são expostos aos raios ultravioleta e infravermelho. A capacidade de distinguir cores - não em todos os animais - alguns só vêem a diferença entre superfícies claras e escuras. Nosso cérebro determina a cor da seguinte maneira: fótons de radiação eletromagnética entram no olho pela retina e, passando por ele, excitam os cones, fotorreceptores do olho. Como resultado, um sinal é transmitido através do sistema nervoso para o cérebro. Além dos cones, existem outros fotorreceptores, bastonetes, nos olhos, mas eles não são capazes de distinguir as cores. Seu objetivo é determinar o brilho e a intensidade da luz.

Normalmente existem vários tipos de cones no olho. Existem três tipos em humanos, cada um dos quais absorve fótons de luz em certos comprimentos de onda. Quando são absorvidos, ocorre uma reação química, como resultado da qual os impulsos nervosos com informações sobre o comprimento de onda entram no cérebro. Esses sinais são processados ​​pelo córtex visual. Esta é a parte do cérebro responsável pela percepção do som. Cada tipo de cone é responsável apenas por ondas com um determinado comprimento, portanto, para se obter uma imagem completa da cor, somam-se as informações recebidas de todos os cones.

Alguns animais têm ainda mais tipos de cones do que os humanos. Então, por exemplo, em algumas espécies de peixes e pássaros, existem de quatro a cinco tipos. Curiosamente, algumas fêmeas animais têm mais tipos de cones do que machos. Algumas aves, como as gaivotas que pegam suas presas na água ou na água, têm gotículas de óleo amarelas ou vermelhas dentro dos cones que atuam como um filtro. Isso os ajuda a ver mais cores. Os olhos dos répteis são dispostos de maneira semelhante.

Luz infravermelha

Em cobras, ao contrário dos humanos, não apenas os receptores visuais, mas também os órgãos sensoriais que respondem aos radiação infra-vermelha... Eles absorvem a energia dos raios infravermelhos, ou seja, reagem ao calor. Alguns dispositivos, como óculos de visão noturna, também reagem ao calor gerado pelo emissor infravermelho. Esses dispositivos são usados ​​pelos militares, bem como para garantir a segurança das instalações e do território. Animais que veem luz infravermelha, e dispositivos que podem reconhecê-la, veem não apenas objetos que estão em seu campo de visão no momento, mas também vestígios de objetos, animais ou pessoas que estavam lá antes, embora por muito tempo. Por exemplo, cobras podem ser vistas se roedores cavaram um buraco no chão, e a polícia usando dispositivos de visão noturna pode ver se vestígios de um crime foram recentemente escondidos no solo, como dinheiro, drogas ou qualquer outra coisa. Dispositivos para registro da radiação infravermelha são usados ​​em telescópios, bem como para verificação de vazamentos em recipientes e câmeras. Com a ajuda deles, o local do vazamento de calor é claramente visível. Na medicina, as imagens infravermelhas são usadas para diagnósticos. Na história da arte - para determinar o que é retratado sob a camada superior de tinta. Dispositivos de visão noturna são usados ​​para proteger as instalações.

Luz ultravioleta

Alguns peixes veem luz ultravioleta... Seus olhos contêm pigmentos sensíveis aos raios ultravioleta. A pele do peixe contém áreas que refletem a luz ultravioleta que são invisíveis para os humanos e outros animais - o que é frequentemente usado no reino animal para marcar o sexo dos animais, bem como para fins sociais. Alguns pássaros também veem luz ultravioleta. Essa habilidade é especialmente importante durante a estação de acasalamento, quando as aves estão procurando parceiros em potencial. A superfície de algumas plantas também reflete bem a luz ultravioleta, e a capacidade de vê-la ajuda a encontrar alimento. Além de peixes e pássaros, alguns répteis, como tartarugas, lagartos e iguanas verdes (na foto), veem luz ultravioleta.

O olho humano, como os olhos dos animais, absorve a luz ultravioleta, mas não pode processá-la. Em humanos, ele destrói as células do olho, especialmente da córnea e do cristalino. Isso, por sua vez, causa várias doenças e até cegueira. Apesar de a luz ultravioleta ser prejudicial à visão, uma pequena quantidade dela é necessária para humanos e animais produzirem vitamina D. A radiação ultravioleta, como o infravermelho, é usada em muitas indústrias, por exemplo, na medicina para desinfecção, na astronomia para observação de estrelas e outros objetos e em química para a solidificação de substâncias líquidas, bem como para visualização, ou seja, para criar diagramas da distribuição de substâncias em um determinado espaço. Com a ajuda da luz ultravioleta, notas e passes falsificados são detectados se os sinais forem impressos nelas com uma tinta especial que pode ser reconhecida com a luz ultravioleta. No caso de documentos falsificados, a lâmpada ultravioleta nem sempre ajuda, pois os criminosos às vezes usam o documento real e substituem a fotografia ou outra informação nele, de forma que as marcações das lâmpadas ultravioleta permaneçam. Existem muitos outros usos para a radiação ultravioleta.

Daltonismo

Algumas pessoas não conseguem distinguir as cores devido a defeitos visuais. Esse problema é chamado de daltonismo ou daltonismo, em homenagem à pessoa que primeiro descreveu essa característica da visão. Às vezes, as pessoas não conseguem ver apenas as cores em um determinado comprimento de onda e, às vezes, não conseguem ver as cores. Freqüentemente, a causa são fotorreceptores subdesenvolvidos ou danificados, mas, em alguns casos, o problema está em danos à via do sistema nervoso, por exemplo, no córtex visual do cérebro, onde a informação de cor é processada. Em muitos casos, essa condição cria transtornos e problemas para pessoas e animais, mas às vezes a impossibilidade de distinguir cores, ao contrário, é uma vantagem. Isso é confirmado pelo fato de que, apesar dos longos anos de evolução, a visão das cores não é desenvolvida em muitos animais. Pessoas e animais daltônicos podem, por exemplo, ver bem a camuflagem de outros animais.

Apesar dos benefícios do daltonismo, na sociedade ela é considerada um problema e, para as pessoas com daltonismo, o caminho para algumas profissões está fechado. Normalmente, eles não podem obter todos os direitos para voar a aeronave sem restrições. Em muitos países, as carteiras de habilitação para essas pessoas também têm restrições e, em alguns casos, elas nem conseguem obter a carteira de motorista. Portanto, nem sempre eles encontram um emprego onde precisam dirigir um carro, um avião e outros veículos. Também têm dificuldade em encontrar trabalho onde a capacidade de identificar e usar cores seja de grande importância. Por exemplo, eles acham difícil se tornarem designers ou trabalhar em um ambiente onde a cor é usada como um sinal (por exemplo, sobre perigo).

O trabalho está em andamento para criar condições mais favoráveis ​​para pessoas com daltonismo. Por exemplo, existem tabelas nas quais as cores correspondem aos sinais e, em alguns países, esses sinais são usados ​​em escritórios e locais públicos juntamente com as cores. Alguns designers não usam ou limitam o uso de cores para transmitir informações importantes em seu trabalho. Em vez de, ou junto com a cor, eles usam brilho, texto e outras maneiras de destacar informações para que mesmo pessoas que não conseguem distinguir as cores possam receber totalmente as informações transmitidas pelo designer. Na maioria dos casos, as pessoas com daltonismo não distinguem entre vermelho e verde, por isso os designers às vezes substituem a combinação "vermelho = perigo, verde = normal" por vermelho e azul. A maioria dos sistemas operacionais também permite que você personalize cores para que pessoas com daltonismo possam ver tudo.

Cor em visão de máquina

A visão de máquina em cores é um ramo de rápido crescimento da inteligência artificial. Até recentemente, a maior parte do trabalho nesta área acontecia com imagens monocromáticas, mas agora cada vez mais laboratórios científicos estão trabalhando com cores. Alguns algoritmos para trabalhar com imagens monocromáticas também são usados ​​para processar imagens coloridas.

Aplicativo

A visão mecânica é usada em vários setores, como robôs de controle, carros autônomos e veículos aéreos não tripulados. É útil no campo da segurança, por exemplo, para identificar pessoas e objetos a partir de fotografias, para pesquisar bancos de dados, para rastrear o movimento de objetos, dependendo de sua cor, e assim por diante. Determinar a localização de objetos em movimento permite que o computador determine a direção do olhar de uma pessoa ou rastreie o movimento de carros, pessoas, mãos e outros objetos.

Para identificar corretamente objetos desconhecidos, é importante saber sobre sua forma e outras propriedades, mas as informações de cor não são tão importantes. Ao trabalhar com objetos familiares, ao contrário, a cor ajuda a reconhecê-los mais rapidamente. Trabalhar com cores também é conveniente porque as informações sobre as cores podem ser obtidas mesmo em imagens de baixa resolução. Reconhecer a forma de um objeto, em oposição à cor, requer alta resolução. Trabalhar com cores em vez da forma do objeto pode reduzir o tempo de processamento da imagem e usar menos recursos do computador. A cor ajuda a reconhecer objetos da mesma forma e também pode ser usada como um sinal ou sinal (por exemplo, o vermelho é um sinal de perigo). Nesse caso, você não precisa reconhecer a forma deste sinal ou o texto escrito nele. Existem muitos exemplos interessantes do uso da visão de cores no site do YouTube.

Processando informação de cor

As fotos processadas pelo computador são carregadas pelos usuários ou tiradas pela câmera embutida. O processo de fotografia digital e filmagem de vídeo está bem dominado, mas o processamento dessas imagens, principalmente em cores, está associado a muitas dificuldades, muitas das quais ainda não foram resolvidas. Isso se deve ao fato de que a visão colorida em humanos e animais é muito complexa e não é fácil criar uma visão computacional semelhante à visão humana. A visão, assim como a audição, é baseada na adaptação ao meio ambiente. A percepção do som depende não só da frequência, pressão sonora e duração do som, mas também da presença ou ausência de outros sons no ambiente. O mesmo ocorre com a visão - a percepção da cor depende não apenas da frequência e do comprimento de onda, mas também das características do ambiente. Assim, por exemplo, as cores dos objetos ao redor afetam nossa percepção das cores.

Do ponto de vista evolutivo, tais adaptações são necessárias para nos ajudar a nos acostumar com nosso meio ambiente e parar de prestar atenção a elementos insignificantes, mas para direcionar nossa atenção total para o que está mudando no meio ambiente. Isso é necessário para facilitar a localização de predadores e a localização de alimentos. Às vezes, ilusões de ótica ocorrem devido a essa adaptação. Por exemplo, dependendo da cor dos objetos ao redor, percebemos a cor de dois corpos de forma diferente, mesmo quando eles refletem luz com o mesmo comprimento de onda. A ilustração mostra um exemplo de tal ilusão de ótica. O quadrado marrom na parte superior da imagem (segunda linha, segunda coluna) parece mais claro do que o quadrado marrom na parte inferior da imagem (quinta linha, segunda coluna). Na verdade, suas cores são as mesmas. Mesmo sabendo disso, ainda os percebemos como cores diferentes. Como nossa percepção da cor é tão complexa, é difícil para os programadores descrever todas essas nuances em algoritmos de visão de máquina. Apesar dessas dificuldades, já conquistamos muito nessa área.

Os artigos do Conversor de unidades foram editados e ilustrados por Anatoly Zolotkov

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Essa frequência de clock é o parâmetro mais famoso. Portanto, é necessário lidar especificamente com esse conceito. Além disso, no âmbito deste artigo, discutiremos compreender a velocidade do clock de processadores multi-core, porque existem nuances interessantes que nem todo mundo conhece e leva em consideração.

Há muito tempo os desenvolvedores apostam justamente no aumento da frequência do clock, mas com o tempo, a "moda" mudou e a maior parte dos desenvolvimentos são voltados para a criação de uma arquitetura mais perfeita, cada vez mais memória cache e o desenvolvimento multicore, mas ninguém se esquece da frequência também.

Qual é a velocidade do clock da CPU?

Primeiro você precisa entender a definição de "frequência de clock". A velocidade do clock nos diz quanto o processador pode realizar cálculos por unidade de tempo. Consequentemente, quanto mais alta a frequência, mais operações o processador pode realizar por unidade de tempo. Freqüência de relógio processadores modernos geralmente é de 1,0-4 GHz. É determinado multiplicando a frequência externa ou base por um determinado fator. Por exemplo, Processador Intel O Core i7 920 usa um FSB de 133 MHz e um multiplicador de 20, resultando em uma velocidade de clock de 2660 MHz.

A frequência do processador pode ser aumentada em casa fazendo overclock do processador. Existem modelos especiais de processadores de AMD e Intel que são focados em overclock do próprio fabricante, por exemplo Edição preta da AMD e a linha K-series da Intel.

Quero ressaltar que na hora de comprar um processador, a frequência não deve ser um fator decisivo na sua escolha, pois apenas parte do desempenho do processador depende dela.

Compreendendo a velocidade do clock (processadores multi-core)

Hoje em dia, não há mais processadores single-core em quase todos os segmentos de mercado. Bem, é lógico, porque a indústria de TI não pára, mas está constantemente avançando com saltos e limites. Portanto, você precisa entender claramente como a frequência é calculada para processadores com dois ou mais núcleos.

Visitando muitos fóruns de informática, percebi que há um equívoco comum sobre como entender (calcular) as frequências de processadores multi-core. Imediatamente darei um exemplo desse raciocínio incorreto: "Existe um processador de 4 núcleos com freqüência de clock de 3 GHz, então sua freqüência de clock total será: 4 x 3GHz = 12 GHz, certo?" - Não, não gosto naquela.

Tentarei explicar por que a frequência total do processador não pode ser entendida como: “o número de núcleos NS a frequência especificada ".

Deixe-me dar um exemplo: “Um pedestre está caminhando na estrada, sua velocidade é de 4 km / h. Isso é análogo a um processador de núcleo único em N GHz. Mas se 4 pedestres estiverem caminhando ao longo da estrada a uma velocidade de 4 km / h, isso será semelhante a um processador de 4 núcleos em N GHz. No caso dos pedestres, não acreditamos que sua velocidade seja de 4x4 = 16 km / h, apenas dizemos: "4 pedestres caminhando a uma velocidade de 4 km / h"... Pelo mesmo motivo, não realizamos nenhuma operação matemática com as frequências dos núcleos do processador, mas simplesmente lembramos que o processador de 4 núcleos é N GHz tem quatro núcleos, cada um operando em uma frequência N GHz ".