Khi năng lượng từ các bước sóng này tác động lên võng mạc, các xung thần kinh sẽ kích hoạt não bộ để ghi nhận về độ sáng và màu sắc.
Nguồn phát tự nhiên lớn nhất cung cấp dải bức xạ này là mặt trời. Ngoài ra, các loại đèn nhân tạo cũng được chế tạo để phát ra dải bước sóng tương tự nhằm phục vụ sinh hoạt. Đặc biệt, khả năng cảm nhận ánh sáng không cố định mà thay đổi theo độ tuổi. Khi mắt lão hóa, thủy tinh thể dần kém trong suốt, làm giảm độ nhạy với các bước sóng ngắn như ánh sáng xanh.
Tương quan giữa bước sóng và màu sắc quang phổ
Màu sắc mà con người thấy chính là cách não bộ phân loại các bước sóng khác nhau. Ánh sáng trắng thực chất là sự tổng hợp của nhiều màu sắc khi đi qua lăng kính sẽ bị tán sắc thành các dải màu riêng biệt.
Dải bước sóng ngắn (380 - 450 nm): Tương ứng với vùng màu tím và xanh dương. Đây là vùng có mức năng lượng cao.
Dải bước sóng trung bình (490 - 585 nm): Phổ biến với màu xanh lá cây và màu vàng. Mắt người thường nhạy cảm nhất với các bước sóng ở vùng trung tâm này.
Dải bước sóng dài (650 - 750 nm): Chuyển dần sang vùng màu đỏ trước khi chạm đến ranh giới của bức xạ hồng ngoại.
Ranh giới giữa các dải màu mang tính chuyển tiếp liên tục, không có điểm ngắt quãng tuyệt đối. Xác định màu sắc dựa trên con số nanomet cụ thể giúp các nhà khoa học và kỹ thuật viên thống nhất thông tin mà không bị nhầm lẫn bởi tên gọi cảm tính.
Các đơn vị dùng trong đánh giá cường độ ánh sáng
Để định lượng ánh sáng nhìn thấy, các hệ thống đơn vị SI được chia thành hai nhóm chính dựa trên năng lượng vật lý và cảm nhận của mắt người.
- Lumen (lm): Đại lượng cho biết tổng lượng sáng phát ra từ một nguồn theo mọi hướng.
- Lux (lx): Đại lượng biểu thị mật độ ánh sáng trên một diện tích bề mặt cụ thể. Một lux tương đương với một lumen chiếu trên mỗi mét vuông.
- Candela (cd): Đơn vị đo cường độ phát sáng theo một hướng nhất định.
Những chỉ số này xuất hiện trên hầu hết các thiết bị kiểm tra quang học tại hiện trường. Theo dõi các thông số này hỗ trợ đánh giá hiệu quả chiếu sáng tại khu vực sản xuất hoặc phòng Lab.
Tham khảo thêm:
Chỉ bạn mẹo hay giúp tiết kiệm pin máy đo cường độ ánh sáng
Cường độ ánh sáng là gì ? “ Chìa khóa” dành cho không gian sống của bạn
Ảnh hưởng sinh học và ứng dụng thực tế
Ánh sáng không đơn thuần để quan sát môi trường mà còn tác động trực tiếp đến chu kỳ sinh học. Ánh sáng xanh có khả năng điều chỉnh đồng hồ sinh học, ảnh hưởng đến trạng thái thức và ngủ.
Trong lĩnh vực kỹ thuật và y tế, các thiết bị laser hay đèn flash vận hành dựa trên việc lựa chọn chính xác các bước sóng. Ví dụ, thiết bị trị liệu ánh sáng thường tận dụng dải bước sóng xanh để xử lý các trạng thái tâm lý vào mùa đông. Tuy nhiên, nếu cường độ bức xạ vượt ngưỡng cho phép, ánh sáng vẫn tiềm ẩn nguy cơ gây tổn thương võng mạc hoặc lớp hạ bì da. Do đó, kiểm soát dải quang phổ bằng thiết bị đo cường độ ánh sáng chuyên dụng là yêu cầu bắt buộc tại các môi trường có nguồn sáng cường độ cao.
Giải đáp các thắc mắc phổ biến về ánh sáng nhìn thấy
Mắt người có thể thấy tia cực tím hay hồng ngoại không? Thông thường giác mạc và thủy tinh thể sẽ lọc bỏ các tia này để bảo vệ tế bào võng mạc. Tuy nhiên, một số trường hợp sau phẫu thuật thay thủy tinh thể nhân tạo có thể cảm nhận được một phần dải tia cực tím. Ở dải hồng ngoại, nếu năng lượng bức xạ quá thấp, cấu trúc phân tử võng mạc sẽ không thể kích hoạt tín hiệu gửi về não.
Tại sao dải bước sóng nhìn thấy lại nằm trong khoảng 380 - 750 nm? Đây là kết quả của quá trình tiến hóa để thích nghi với bức xạ mặt trời. Mắt người phát triển để thu nhận dải năng lượng dồi dào nhất từ mặt trời xuyên qua được bầu khí quyển trái đất.
Ánh sáng xanh từ màn hình điện thoại có thuộc vùng nhìn thấy không? Có, ánh sáng xanh nằm ở dải bước sóng ngắn của quang phổ nhìn thấy. Do có năng lượng cao, tiếp xúc quá mức với nguồn này vào ban đêm dễ gây ức chế melatonin, làm rối loạn giấc ngủ.
