Конвертер довжини та відстані Конвертер маси Конвертер мір об'єму сипучих продуктів та продуктів харчування Конвертер площі Конвертер об'єму та одиниць вимірювання кулінарних рецептахКонвертер температури Конвертер тиску, механічної напруги, модуля Юнга Конвертер енергії та роботи Конвертер потужності Конвертер сили Конвертер часу Конвертер лінійної швидкості Плоский кут Конвертер теплової ефективності та паливної економічності Конвертер чисел в різних системах числення Конвертер одиниць вимірювання кількості інформації Курси валют Розміри жіночого одягу чоловічого одягу та взуття Конвертер кутової швидкості та частоти обертання Конвертер прискорення Конвертер кутового прискорення Конвертер щільності Конвертер питомого обсягу Конвертер моменту сили Конвертер питомої теплоти згоряння (за масою) Конвертер питомої теплоти згоряння різниці температур Конвертер коефіцієнта теплового розширення Конвертер термічного опору Конвертер питомої теплопровідності Конвертер питомої теплоємності Конвертер енергетичної експозиції та потужності теплового випромінювання Конвертер щільності теплового потоку Конвертер коефіцієнта тепловіддачі Конвертер об'ємної витрати Конвертер масової витрати Конвертер масової витрати Конвертер молярної концентрації у розчині Конвертер динамічної (абсолютної) в'язкості Конвертер кінематичної в'язкості Конвертер поверхневого натягу Конвертер паропроникності Конвертер щільності потоку водяної пари Конвертер рівня звуку Конвертер чутливості мікрофонів Конвертер рівня звукового тиску (SPL) Конвертер рівня звукового тиску Конвертер рівня звукового тиску Конвертер рівня звукового тиску Конвертер рівня звукового тиску Конвертер рівня звукового тиску Конвертер рівня звукового тиску ення в комп'ютерної графікиКонвертер частоти та довжини хвилі Оптична сила в діоптріях та фокусна відстань Оптична сила в діоптріях та збільшення лінзи (×) Конвертер електричного зарядуКонвертер лінійної щільності заряду Конвертер поверхневої щільності заряду Конвертер об'ємної щільності заряду Конвертер електричного струмуКонвертер лінійної щільності струму Конвертер поверхневої щільності струму Конвертер напруженості електричного поля Конвертер електростатичного потенціалу та напруги Конвертер електричного опору Конвертер питомого електричного опору Конвертер питомої електричної провідності Електрична ємність Конвертер індуктивності т), dBV ( дБВ), Ват та ін одиницях Конвертер магніторушійної сили Конвертер напруженості магнітного поля Конвертер магнітного потоку Конвертер магнітної індукції Радіація. Конвертер потужності поглиненої дози іонізуючого випромінювання Радіоактивність. Конвертер радіоактивного розпаду Радіація. Конвертер експозиційної дози. Конвертер поглиненої дози Конвертер десяткових приставок Передача даних Конвертер одиниць типографіки та обробки зображень Конвертер одиниць вимірювання об'єму лісоматеріалів Обчислення молярної маси Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва

1 мегагерц [МГц] = 0,001 гігагерц [ГГц]

Вихідна величина

Перетворена величина

герц ексагерц петагерц терагерц гігагерц мегагерц кілогерц гектогерц декагерц децигерц сантигерц мілігерц мікрогерц наногерц пікогерц фемтогерц аттогерц циклів в секунду довжина хвилі в хвилі в хвилі в хвилі в хвилі мегаметрах довжина хвилі в кілометрах довжина хвилі в гектометрах довжина хвилі в декаметрах довжина хвилі в метрах довжина хвилі в дециметрах довжина хвилі в сантиметрах довжина хвилі в міліметрах довжина хвилі в мікрометрах Комптонівська довжина хвилі електрона Комптонівська довжина хвилі протона Комптонівська довжина хвилі нейтрона обертів за секунду обертів за хвилину обертів за хвилину

Феромагнітні рідини

Детальніше про частоту та довжину хвилі

Загальні відомості

Частота

Частота - це величина, що вимірює як часто повторюється той чи інший періодичний процес. У фізиці з допомогою частоти описують властивості хвильових процесів. Частота хвилі – кількість повних циклів хвильового процесу за одиницю часу. Одиниця частоти у системі СІ - герц (Гц). Один герц дорівнює одному коливанню за секунду.

Довжина хвилі

Існує безліч різних типівхвиль у природі, від викликаних вітром морських хвиль до електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль залежить від довжини хвилі. Такі хвилі поділяють на кілька видів:

• Гамма-променііз довжиною хвилі до 0,01 нанометра (нм).
• Рентгенівське промінняз довжиною хвилі – від 0,01 нм до 10 нм.
• Хвилі ультрафіолетового діапазонуякі мають довжину від 10 до 380 нм. Людському оку вони не видно.
• Світло в видимої частини спектруіз довжиною хвилі 380–700 нм.
• Невидиме для людей інфрачервоне випромінюванняз довжиною хвилі від 700 нм до 1 мм.
• За інфрачервоними хвилями слідують мікрохвильові, із довжиною хвилі від 1 міліметра до 1 метра.
• Найдовші - радіохвилі. Їхня довжина починається з 1 метра.

Ця стаття присвячена електромагнітному випромінюванню, і особливо світла. У ній ми обговоримо, як довжина та частота хвилі впливають на світло, включаючи видимий спектр, ультрафіолетове та інфрачервоне випромінювання.

Електромагнітне випромінювання

Електромагнітне випромінювання - це енергія, властивості якої одночасно подібні до властивостей хвиль і частинок. Ця особливість називається корпускулярно-хвильовим дуалізмом. Електромагнітні хвилі складаються з магнітної хвилі та перпендикулярної до неї електричної хвилі.

Енергія електромагнітного випромінювання- результат руху частинок, що називаються фотонами. Чим вище частота випромінювання, тим активніші, і тим більше шкоди вони можуть принести клітинам і тканинам живих організмів. Це тому, що що вища частота випромінювання, то більше вони несуть енергії. Велика енергія дозволяє їм змінити молекулярну структуру речовин, куди діють. Саме тому ультрафіолетове, рентгенівське та гама випромінювання таке шкідливе для тварин і рослин. Величезна частина цього випромінювання – у космосі. Воно присутнє і на Землі, незважаючи на те, що озоновий шар атмосфери навколо Землі блокує більшу його частину.

Електромагнітне випромінювання та атмосфера

Атмосфера землі пропускає лише електромагнітне випромінювання з певною частотою. Більшість гамма-випромінювання, рентгенівських променів, ультрафіолетового світла, частина випромінювання в інфрачервоному діапазоні і довгі радіохвилі блокуються атмосферою Землі. Атмосфера поглинає їх та не пропускає далі. Частина електромагнітних хвиль, зокрема, випромінювання в короткохвильовому діапазоні відбивається від іоносфери. Решта випромінювання потрапляє на поверхню Землі. У верхніх атмосферних шарах, тобто далі від поверхні Землі, більше радіації, ніж у нижніх шарах. Тому що вище, то небезпечніше для живих організмів перебувати там без захисних костюмів.

Атмосфера пропускає на Землю невелику кількість ультрафіолетового світла, і він завдає шкоди шкірі. Саме через ультрафіолетові промені люди обгорають на сонці і можуть навіть захворіти на рак шкіри. З іншого боку, деякі промені, що пропускаються атмосферою, приносять користь. Наприклад, інфрачервоні промені, які потрапляють на поверхню Землі, використовують в астрономії - інфрачервоні телескопи стежать за інфрачервоними променями, що випромінюються астрономічними об'єктами. Чим вище поверхні Землі, тим більше інфрачервоного випромінювання, тому телескопи часто встановлюють на вершинах гір та інших височинах. Іноді їх відправляють у космос, щоб покращити видимість інфрачервоних променів.

Взаємини між частотою та довжиною хвилі

Частота і довжина хвилі обернено пропорційні один одному. Це означає, що зі збільшенням довжини хвилі частота зменшується і навпаки. Це легко уявити: якщо частота коливань хвильового процесу висока, то час між коливаннями набагато коротший, ніж у хвиль, частота коливань яких менша. Якщо уявити хвилю на графіку, то відстань між її піками буде тим меншою, чим більше коливань вона здійснює на певному відрізку часу.

Щоб визначити швидкість поширення хвилі в середовищі, необхідно помножити частоту хвилі на її довжину. Електромагнітні хвилі у вакуумі завжди розповсюджуються з однаковою швидкістю. Ця швидкість відома як швидкість світла. Вона дорівнює 299 метрів за секунду.

Світло

Видимий світло - електромагнітні хвилі з частотою та довжиною, які визначають його колір.

Довжина хвилі та колір

Найкоротша довжина хвилі видимого світла – 380 нанометрів. Це фіолетовий колір, за ним йдуть синій і блакитний, потім зелений, жовтий, помаранчевий і, нарешті, червоний. Біле світло складається з усіх кольорів відразу, тобто білі предмети відображають усі кольори. Це можна побачити за допомогою призми. Світло, що потрапляє в неї, переломлюється і вибудовується в смугу кольорів у тій же послідовності, що в веселці. Ця послідовність - від квітів із найкоротшою довжиною хвилі, до найдовшої. Залежність швидкості поширення світла речовині від довжини хвилі називається дисперсією.

Веселка утворюється схожим способом. Краплі води, розсіяні в атмосфері після дощу, поводяться як і призма і заломлюють кожну хвилю. Колір веселки настільки важливий, що у багатьох мовах існують мнемоніка, тобто прийом запам'ятовування кольорів веселки, настільки простий, що запам'ятати їх можуть навіть діти. Багато дітей, які говорять російською, знають, що «Кожен мисливець хоче знати, де сидить фазан». Деякі люди вигадують свою мнемоніку, і це – особливо корисна вправа для дітей, оскільки, придумавши свій власний метод запам'ятовування кольорів веселки, вони швидше за них запам'ятають.

Світло, до якого людське око найбільш чутливе - зелене, з довжиною хвилі 555 нм у світлому середовищі і 505 нм у сутінках і темряві. Розрізняти кольори можуть далеко не всі тварини. У кішок, наприклад, кольоровий зір не розвинений. З іншого боку, деякі тварини бачать кольори набагато краще, ніж люди. Наприклад, деякі види бачать ультрафіолетове та інфрачервоне світло.

Відображення світла

Колір предмета визначається довжиною хвилі світла, відбитого з його поверхні. Білі предмети відбивають усі хвилі видимого спектру, тоді як чорні – навпаки, поглинають усі хвилі і нічого не відбивають.

Один із природних матеріалів з високим коефіцієнтом дисперсії – алмаз. Правильно оброблені діаманти відбивають світло як від зовнішніх, і від внутрішніх граней, заломлюючи його, як призма. При цьому важливо, щоб більша частина цього світла була відбита вгору, у бік ока, а не, наприклад, вниз, усередину оправи, де його не видно. Завдяки високій дисперсії діаманти дуже красиво сяють на сонці та при штучному освітленні. Скло, огранене так само, як діамант, теж сяє, але не так сильно. Це пов'язано з тим, що завдяки хімічному складу алмази відбивають світло набагато краще, ніж скло. Кути, що використовуються при ограновуванні діамантів, має величезне значення, тому що занадто гострі або занадто тупі кути або не дозволяють світлу відбиватися від внутрішніх стін, або відбивають світло в оправу, як показано на ілюстрації.

Спектроскопія

Для визначення хімічного складу речовини іноді використовують спектральний аналіз чи спектроскопію. Цей спосіб особливо хороший, якщо хімічний аналіз речовини неможливо провести, працюючи з нею безпосередньо, наприклад, щодо хімічного складу зірок. Знаючи яке електромагнітне випромінювання поглинає тіло, можна визначити, з чого воно складається. Абсорбційна спектроскопія, що є одним із розділів спектроскопії, визначає яке випромінювання поглинається тілом. Такий аналіз можна робити на відстані, тому його часто використовують в астрономії, а також у роботі з отруйними та небезпечними речовинами.

Визначення наявності електромагнітного випромінювання

Видимий світло, як і все електромагнітне випромінювання - це енергія. Чим більше енергії випромінюється, тим легше виміряти цю радіацію. Кількість випромінюваної енергії зменшується зі збільшенням довжини хвилі. Зір можливий саме завдяки тому, що люди та тварини розпізнають цю енергію та відчувають різницю між випромінюванням з різною довжиною хвилі. Електромагнітне випромінювання різної довжини відчувається оком як різні кольори. За таким принципом працюють не лише очі тварин і людей, а й технології, створені людьми для обробки електромагнітного випромінювання.

Видиме світло

Люди та тварини бачать великий спектр електромагнітного випромінювання. Більшість людей і тварин, наприклад, реагують на видиме світло, а деякі тварини - ще й на ультрафіолетові та інфрачервоні промені. Здатність розрізняти кольори – не у всіх тварин – деякі, бачать лише різницю між світлими та темними поверхнями. Наш мозок визначає колір так: фотони електромагнітного випромінювання потрапляють у око на сітківку і, проходячи через неї, збуджують колбочки, фоторецептори ока. В результаті нервовою системою передається сигнал у мозок. Крім колб, в очах є й інші фоторецептори, палички, але вони не здатні розрізняти кольори. Їх призначення – визначати яскравість та силу світла.

В оці зазвичай знаходиться кілька видів колб. Люди - три типи, кожен із яких поглинає фотони світла межах певних довжин хвилі. При їх поглинанні відбувається хімічна реакція, в результаті якої мозок надходять нервові імпульси з інформацією про довжину хвилі. Ці сигнали обробляє зорова зона кори мозку. Це - ділянка мозку, відповідальна за сприйняття звуку. Кожен тип колб відповідає тільки за хвилі з певною довжиною, тому для отримання повного уявлення про колір, інформацію, отриману від усіх колб, складають разом.

У деяких тварин ще більше видів колб, ніж у людей. Так, наприклад, у деяких видів риб та птахів їх від чотирьох до п'яти типів. Цікаво, що у самок деяких тварин більше типів колб, ніж у самців. У деяких птахів, наприклад у чайок, які ловлять видобуток у воді або на її поверхні, усередині колб є жовті або червоні краплі масла, які виступають у ролі фільтра. Це допомагає їм бачити більшу кількість кольорів. Подібним чином улаштовані очі і у рептилій.

Інфрачервоне світло

У змій, на відміну людей, як зорові рецептори, а й чутливі органи, які реагують на інфрачервоне випромінювання. Вони поглинають енергію інфрачервоного проміння, тобто реагують на тепло. Деякі пристрої, наприклад, прилади нічного бачення, також реагують на тепло, що виділяється інфрачервоним випромінювачем. Такі пристрої використовують військові, а також для забезпечення безпеки та охорони приміщень та території. Тварини, які бачать інфрачервоне світло, та пристрої, які можуть його розпізнавати, бачать не лише предмети, що знаходяться в їхньому полі зору на Наразі, але й сліди предметів, тварин, чи людей, які були там доти, якщо не минуло занадто багато часу. Наприклад, зміям видно, якщо гризуни копали в землі ямку, а поліцейські, які користуються приладом нічного бачення, бачать, якщо в землі нещодавно були заховані сліди злочину, наприклад, гроші, наркотики, або щось інше. Пристрої для реєстрації інфрачервоного випромінювання використовують у телескопах, а також для перевірки контейнерів та камер на герметичність. З їхньою допомогою добре видно місце витоку тепла. У медицині зображення в інфрачервоному світлі використовують для діагностики. В історії мистецтва – щоб визначити, що зображено під верхнім шаром фарби. Пристрої нічного бачення використовують із охорони приміщень.

Ультрафіолетове світло

Деякі риби бачать ультрафіолетове світло. Їхні очі містять пігмент, чутливий до ультрафіолетових променів. Шкіра риб містить ділянки, що відображають ультрафіолетове світло, невидиме для людини та інших тварин - що часто використовується в тваринному світі для маркування статі тварин, а також у соціальних цілях. Деякі птахи також бачать ультрафіолетове світло. Це вміння особливо важливе під час шлюбного періоду, коли птахи шукають потенційних партнерів. Поверхні деяких рослин також добре відбивають ультрафіолетове світло, і здатність його бачити допомагає у пошуку їжі. Крім риб та птахів, ультрафіолетове світло бачать деякі рептилії, наприклад черепахи, ящірки та зелені ігуани (на ілюстрації).

Людське око, як і очі тварин, поглинає ультрафіолетове світло, але не може його обробити. У людей він руйнує клітини ока, особливо в рогівці та кришталику. Це, своєю чергою, викликає різні захворювання і навіть сліпоту. Незважаючи на те, що ультрафіолетове світло шкодить зору, невелика його кількість необхідна людям та тваринам, щоб виробляти вітамін D. Ультрафіолетове випромінювання, як і інфрачервоне, використовують у багатьох галузях, наприклад, у медицині для дезінфекції, в астрономії для спостереження за зірками та іншими об'єктами. і хімії для затвердіння рідких речовин, і навіть для візуалізації, тобто створення діаграм поширення речовин у певному просторі. За допомогою ультрафіолетового світла визначають підроблені банкноти та пропуски, якщо на них повинні бути надруковані знаки спеціальним чорнилом, що розпізнається за допомогою ультрафіолетового світла. У випадку підробки документів ультрафіолетова лампа не завжди допомагає, оскільки злочинці іноді використовують цей документ і замінюють на ньому фотографію або іншу інформацію, так що маркування для ультрафіолетових ламп залишається. Існує також багато інших застосувань для ультрафіолетового випромінювання.

Колірна сліпота

Через дефекти зору деякі люди не в змозі розрізняти кольори. Ця проблема називається колірною сліпотою або дальтонізмом, на ім'я людини, яка першою описав цю особливість зору. Іноді люди не бачать лише кольори з певною довжиною хвилі, інколи ж вони не розрізняють кольори взагалі. Часто причина - недостатньо розвинені або пошкоджені фоторецептори, але в деяких випадках проблема полягає в пошкодженнях на провідному шляху нервової системи, наприклад, у зоровій корі головного мозку, де обробляється інформація про колір. У багатьох випадках цей стан створює людям та тваринам незручності та проблеми, але іноді невміння розрізняти кольори, навпаки – перевагу. Це підтверджується тим, що, незважаючи на довгі роки еволюції, багато тварин кольоровий зір не розвинений. Люди та тварини, які не розрізняють кольори, можуть, наприклад, добре бачити камуфляж інших тварин.

Незважаючи на переваги колірної сліпоти, у суспільстві її вважають проблемою, і для людей з дальтонізмом закрито дорогу до деяких професій. Зазвичай вони можуть отримати повні права з управлінню літаком без обмежень. В багатьох країнах водійські правадля цих людей також мають обмеження, а в деяких випадках вони не можуть отримати права взагалі. Тому вони не завжди можуть знайти роботу, на якій необхідно керувати автомобілем, літаком та іншими транспортними засобами. Також їм складно знайти роботу, де вміння визначати та використовувати кольори має велике значення. Наприклад, їм важко стати дизайнерами, або працювати в середовищі, де колір використовують як сигнал (наприклад, про небезпеку).

Проводяться роботи зі створення сприятливіших умов людей із кольоровою сліпотою. Наприклад, існують таблиці, в яких кольори відповідають знакам, і в деяких країнах ці знаки використовують в установах та громадських місцях поряд із кольором. Деякі дизайнери не використовують або обмежують використання кольору для передачі важливої ​​інформаціїу своїх роботах. Замість кольору, або поряд з ним, вони використовують яскравість, текст, та інші способи виділення інформації, щоб навіть люди, які не розрізняють кольори, могли отримати інформацію, що передається дизайнером. У більшості випадків люди з колірною сліпотою не розрізняють червоний і зелений, тому дизайнери іноді замінюють комбінацію «червоний = небезпека, зелений = все нормально» на червоний та синій кольори. Більшість операційних системтакож дозволяють налаштувати кольори так, щоб людям із колірною сліпотою було все видно.

Колір у машинному зорі

Машинний зір у кольорі - галузь штучного інтелекту, що швидко розвивається. Донедавна більшість роботи в цій галузі проходила з монохромними зображеннями, але зараз все більше наукових лабораторій працюють із кольором. Деякі алгоритми для роботи з монохромними зображеннями застосовують також обробки кольорових зображень.

Застосування

Машинний зір використовується в ряді галузей, наприклад для керування роботами, самокерованими автомобілями та безпілотними літальними апаратами. Воно корисне у сфері забезпечення безпеки, наприклад для пізнання людей і предметів з фотографій, для пошуку баз даних, для відстеження руху предметів, залежно від їх кольору тощо. Визначення розташування об'єктів, що рухаються, дозволяє комп'ютеру визначити напрям погляду людини або стежити за рухом машин, людей, рук, та інших предметів.

Щоб правильно впізнати незнайомі предмети, важливо знати про їхню форму та інші властивості, але інформація про колір не настільки важлива. Працюючи зі знайомими предметами, колір, навпаки, допомагає їх розпізнати. Робота з кольором також зручна тому, що інформація про колір може бути отримана навіть із зображень з низькою роздільною здатністю. Для розпізнавання форми предмета, на відміну від кольору, потрібна висока роздільна здатність. Робота з кольором замість форми предмета дозволяє зменшити час обробки зображення і використовує менше комп'ютерних ресурсів. Колір допомагає розпізнавати предмети однакової форми, і навіть може бути використаний як сигнал чи знак (наприклад, червоний колір - сигнал небезпеки). При цьому не потрібно розпізнавати форму цього знака або текст, на ньому написаний. На веб-сайті YouTube можна побачити безліч цікавих прикладіввикористання кольорового машинного зору.

Обробка інформації про колір

Фотографії, які обробляє комп'ютер, або завантажені користувачами, або знято вбудованою камерою. Процес цифрової фото- і відеозйомки освоєно добре, але обробка цих зображень, особливо в кольорі, пов'язана з безліччю труднощів, багато з яких ще не вирішені. Це пов'язано з тим, що кольоровий зір у людей і тварин влаштований дуже складно, і створити комп'ютерний зір на кшталт людського непросто. Зір, як і слух, ґрунтується на адаптації до навколишнього середовища. Сприйняття звуку залежить тільки від частоти, звукового тиску і тривалості звуку, а й від наявності чи відсутності у навколишньому середовищі інших звуків. Так і із зором - сприйняття кольору залежить не тільки від частоти та довжини хвилі, а й від особливостей навколишнього середовища. Так, наприклад, кольори навколишніх предметів впливають на сприйняття кольору.

З точки зору еволюції така адаптація необхідна, щоб допомогти нам звикнути до навколишнього середовища і припинити звертати увагу на незначні елементи, а звернути всю нашу увагу на те, що змінюється в оточенні. Це необхідно для того, щоб легше помічати хижаків та знаходити їжу. Іноді через цю адаптацію відбуваються оптичні ілюзії. Наприклад, залежно від кольору навколишніх предметів, ми сприймаємо колір двох тіл по-різному, навіть коли вони відбивають світло з однаковою довжиною хвилі. На ілюстрації – приклад такої оптичної ілюзії. Коричневий квадрат у верхній частині зображення (другий ряд, друга колонка) виглядає світлішим, ніж коричневий квадрат у нижній частині малюнка (п'ятий ряд, друга колонка). Насправді їхні кольори однакові. Навіть знаючи про це, ми все одно сприймаємо їх як різні кольори. Оскільки наше сприйняття кольору так складно, програмістам важко описати всі ці нюанси в алгоритмах для машинного зору. Незважаючи на ці труднощі, ми вже досягли багато чого в цій галузі.

Unit Converter articles були edited and illustrated by Анатолій Золотков

Ви вагаєтесь у перекладі одиниці виміру з однієї мови на іншу? Колеги готові допомогти вам. Опублікуйте питання у TCTermsі протягом кількох хвилин ви отримаєте відповідь.

Сіменс (позначення: См, S) одиниця виміру електричної провідності в системі СІ, величина обернена ому. До Другої світової війни (у СРСР до 1960-х років) сименсом називалася одиниця електричного опору, що відповідає опору … Вікіпедія

Цей термін має інші значення, див. Беккерель. Беккерель (позначення: Бк, Bq) – одиниця вимірювання активності радіоактивного джерела в Міжнародній системі одиниць (СІ). Один беккерель визначається як активність джерела, в ... Вікіпедія

Кандела (позначення: кд, cd) одна з семи основних одиниць виміру системи СІ, що дорівнює силі світла, що випускається в заданому напрямку джерелом монохроматичного випромінювання частотою 540 · 1012 герц, енергетична сила світла якого в цьому… … Вікіпедія

Зіверт (позначення: Зв, Sv) одиниця виміру ефективної та еквівалентної доз іонізуючого випромінювання в Міжнародній системі одиниць (СІ), використовується з 1979 р. 1 зіверт це кількість енергії, поглинена кілограмом… …

Цей термін має й інші значення, див. Ньютон. Ньютон (позначення: Н) одиниця виміру сили в Міжнародній системі одиниць (СІ). Прийнята міжнародна назва newton (позначення: N). Ньютон похідна одиниця. Виходячи з другого… … Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Сіменс. Сіменс (російське позначення: Див; міжнародне позначення: S) одиниця виміру електричної провідності в Міжнародній системі одиниць (СІ), величина зворотна ому. Через інші… … Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Паскаль (значення). Паскаль (позначення: Па, міжнародне: Pa) одиниця виміру тиску (механічної напруги) у Міжнародній системі одиниць (СІ). Паскаль дорівнює тиску ... Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Тесла. Тесла (російське позначення: Тл; міжнародне позначення: T) одиниця виміру індукції магнітного поля в Міжнародній системі одиниць (СІ), чисельно рівна індукції такого … Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Грей. Грей (позначення: Гр, Gy) – одиниця виміру поглиненої дози іонізуючого випромінювання в Міжнародній системі одиниць (СІ). Поглинена доза дорівнює одному грію, якщо в результаті ... ... Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Вебер. Вебер (позначення: Вб, Wb) - одиниця вимірювання магнітного потоку в системі СІ. За визначенням, зміна магнітного потоку через замкнутий контур зі швидкістю один вебер на секунду наводить… … Вікіпедія

Конвертер довжини та відстані Конвертер маси Конвертер мір об'єму сипких продуктів і продуктів харчування Конвертер площі Конвертер об'єму та одиниць вимірювання в кулінарних рецептах Конвертер температури Конвертер тиску, механічної напруги, модуля Юнга Конвертер енергії та роботи Конвертер сили Конвертер сили Конвертер часу теплової ефективності та паливної економічності Конвертер чисел у різних системах числення Конвертер одиниць вимірювання кількості інформації Курси валют Розміри жіночого одягу та взуття Розміри чоловічого одягу та взуття Конвертер кутової швидкості та частоти обертання Конвертер прискорення Конвертер кутового прискорення Конвертер густини Конвертер питомого об'єму Конвертер Конвертер обертального моменту Конвертер питомої теплоти згоряння (за масою) Конвертер щільності енергії та питомої теплоти згоряння палива (за об'ємом) Конвертер різниці температур Конвертер коефіцієнта теплового розширення Конвертер термічного опору Конвертер питомої теплопровідності Конвертер питомої теплоємності Конвертер коефіцієнта тепловіддачі Конвертер об'ємної витрати Конвертер масової витрати Конвертер молярної витрати Конвертер щільності потоку маси Конвертер молярної концентрації Конвертер масової концентрації в розчині Конвертер динамічної (абсолютної) в'язкості Конвертер кінематичної в'язкості Конвертер поверхневого натягу Конвертер поверхневого натягу чутливості мікрофонів Конвертер рівня звукового тиску (SPL) Конвертер рівня звукового тиску з можливістю вибору опорного тиску Конвертер яскравості Конвертер сили світла Конвертер освітленості Конвертер роздільної здатності в комп'ютерній графіці Конвертер частоти та довжини хвилі Оптична сила в діоптріях та фокусна відстань Оптична сила в діоптріях та збільшення лін електричного заряду Конвертер лінійної щільності заряду Конвертер поверхневої щільності заряду Конвертер об'ємної щільності заряду Конвертер електричного струму Конвертер лінійної щільності струму Конвертер напруженості електричного поля Конвертер електричного потенціалу і напруги ой провідності Електрична ємність Конвертер індуктивності Конвертер Американського калібру проводів Рівні в dBm (дБм або дБмВт), dBV (дБВ), ватах та ін. одиницях Конвертер магніторушійної сили Конвертер напруженості магнітного поля Конвертер магнітного потоку Конвертер магнітної індукції Радіація. Конвертер потужності поглиненої дози іонізуючого випромінювання Радіоактивність. Конвертер радіоактивного розпаду Радіація. Конвертер експозиційної дози. Конвертер поглиненої дози Конвертер десяткових приставок Передача даних Конвертер одиниць типографіки та обробки зображень Конвертер одиниць вимірювання об'єму лісоматеріалів Обчислення молярної маси Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва

1 мегагерц [МГц] = 1000000 герц [Гц]

Вихідна величина

Перетворена величина

герц ексагерц петагерц терагерц гігагерц мегагерц кілогерц гектогерц декагерц децигерц сантигерц мілігерц мікрогерц наногерц пікогерц фемтогерц аттогерц циклів в секунду довжина хвилі в хвилі в хвилі в хвилі в хвилі мегаметрах довжина хвилі в кілометрах довжина хвилі в гектометрах довжина хвилі в декаметрах довжина хвилі в метрах довжина хвилі в дециметрах довжина хвилі в сантиметрах довжина хвилі в міліметрах довжина хвилі в мікрометрах Комптонівська довжина хвилі електрона Комптонівська довжина хвилі протона Комптонівська довжина хвилі нейтрона обертів за секунду обертів за хвилину обертів за хвилину

Американський калібр дротів

Детальніше про частоту та довжину хвилі

Загальні відомості

Частота

Частота - це величина, що вимірює як часто повторюється той чи інший періодичний процес. У фізиці з допомогою частоти описують властивості хвильових процесів. Частота хвилі – кількість повних циклів хвильового процесу за одиницю часу. Одиниця частоти у системі СІ - герц (Гц). Один герц дорівнює одному коливанню за секунду.

Довжина хвилі

Існує безліч різних типів хвиль у природі, від спричинених вітром морських хвиль до електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль залежить від довжини хвилі. Такі хвилі поділяють на кілька видів:

• Гамма-променііз довжиною хвилі до 0,01 нанометра (нм).
• Рентгенівське промінняз довжиною хвилі – від 0,01 нм до 10 нм.
• Хвилі ультрафіолетового діапазонуякі мають довжину від 10 до 380 нм. Людському оку вони не видно.
• Світло в видимої частини спектруіз довжиною хвилі 380–700 нм.
• Невидиме для людей інфрачервоне випромінюванняз довжиною хвилі від 700 нм до 1 мм.
• За інфрачервоними хвилями слідують мікрохвильові, із довжиною хвилі від 1 міліметра до 1 метра.
• Найдовші - радіохвилі. Їхня довжина починається з 1 метра.

Ця стаття присвячена електромагнітному випромінюванню, і особливо світла. У ній ми обговоримо, як довжина та частота хвилі впливають на світло, включаючи видимий спектр, ультрафіолетове та інфрачервоне випромінювання.

Електромагнітне випромінювання

Електромагнітне випромінювання - це енергія, властивості якої одночасно подібні до властивостей хвиль і частинок. Ця особливість називається корпускулярно-хвильовим дуалізмом. Електромагнітні хвилі складаються з магнітної хвилі та перпендикулярної до неї електричної хвилі.

Енергія електромагнітного випромінювання – результат руху частинок, які називаються фотонами. Чим вище частота випромінювання, тим активніші, і тим більше шкоди вони можуть принести клітинам і тканинам живих організмів. Це тому, що що вища частота випромінювання, то більше вони несуть енергії. Велика енергія дозволяє їм змінити молекулярну структуру речовин, куди діють. Саме тому ультрафіолетове, рентгенівське та гама випромінювання таке шкідливе для тварин і рослин. Величезна частина цього випромінювання – у космосі. Воно присутнє і на Землі, незважаючи на те, що озоновий шар атмосфери навколо Землі блокує більшу його частину.

Електромагнітне випромінювання та атмосфера

Атмосфера землі пропускає лише електромагнітне випромінювання з певною частотою. Більшість гамма-випромінювання, рентгенівських променів, ультрафіолетового світла, частина випромінювання в інфрачервоному діапазоні і довгі радіохвилі блокуються атмосферою Землі. Атмосфера поглинає їх та не пропускає далі. Частина електромагнітних хвиль, зокрема, випромінювання в короткохвильовому діапазоні відбивається від іоносфери. Решта випромінювання потрапляє на поверхню Землі. У верхніх атмосферних шарах, тобто далі від поверхні Землі, більше радіації, ніж у нижніх шарах. Тому що вище, то небезпечніше для живих організмів перебувати там без захисних костюмів.

Атмосфера пропускає на Землю невелику кількість ультрафіолетового світла, і він завдає шкоди шкірі. Саме через ультрафіолетові промені люди обгорають на сонці і можуть навіть захворіти на рак шкіри. З іншого боку, деякі промені, що пропускаються атмосферою, приносять користь. Наприклад, інфрачервоні промені, які потрапляють на поверхню Землі, використовують в астрономії - інфрачервоні телескопи стежать за інфрачервоними променями, що випромінюються астрономічними об'єктами. Чим вище поверхні Землі, тим більше інфрачервоного випромінювання, тому телескопи часто встановлюють на вершинах гір та інших височинах. Іноді їх відправляють у космос, щоб покращити видимість інфрачервоних променів.

Взаємини між частотою та довжиною хвилі

Частота і довжина хвилі обернено пропорційні один одному. Це означає, що зі збільшенням довжини хвилі частота зменшується і навпаки. Це легко уявити: якщо частота коливань хвильового процесу висока, то час між коливаннями набагато коротший, ніж у хвиль, частота коливань яких менша. Якщо уявити хвилю на графіку, то відстань між її піками буде тим меншою, чим більше коливань вона здійснює на певному відрізку часу.

Щоб визначити швидкість поширення хвилі в середовищі, необхідно помножити частоту хвилі на її довжину. Електромагнітні хвилі у вакуумі завжди розповсюджуються з однаковою швидкістю. Ця швидкість відома як швидкість світла. Вона дорівнює 299 метрів за секунду.

Світло

Видимий світло - електромагнітні хвилі з частотою та довжиною, які визначають його колір.

Довжина хвилі та колір

Найкоротша довжина хвилі видимого світла – 380 нанометрів. Це фіолетовий колір, за ним йдуть синій і блакитний, потім зелений, жовтий, помаранчевий і, нарешті, червоний. Біле світло складається з усіх кольорів відразу, тобто білі предмети відображають усі кольори. Це можна побачити за допомогою призми. Світло, що потрапляє в неї, переломлюється і вибудовується в смугу кольорів у тій же послідовності, що в веселці. Ця послідовність - від квітів із найкоротшою довжиною хвилі, до найдовшої. Залежність швидкості поширення світла речовині від довжини хвилі називається дисперсією.

Веселка утворюється схожим способом. Краплі води, розсіяні в атмосфері після дощу, поводяться як і призма і заломлюють кожну хвилю. Колір веселки настільки важливий, що у багатьох мовах існують мнемоніка, тобто прийом запам'ятовування кольорів веселки, настільки простий, що запам'ятати їх можуть навіть діти. Багато дітей, які говорять російською, знають, що «Кожен мисливець хоче знати, де сидить фазан». Деякі люди вигадують свою мнемоніку, і це – особливо корисна вправа для дітей, оскільки, придумавши свій власний метод запам'ятовування кольорів веселки, вони швидше за них запам'ятають.

Світло, до якого людське око найбільш чутливе - зелене, з довжиною хвилі 555 нм у світлому середовищі і 505 нм у сутінках і темряві. Розрізняти кольори можуть далеко не всі тварини. У кішок, наприклад, кольоровий зір не розвинений. З іншого боку, деякі тварини бачать кольори набагато краще, ніж люди. Наприклад, деякі види бачать ультрафіолетове та інфрачервоне світло.

Відображення світла

Колір предмета визначається довжиною хвилі світла, відбитого з його поверхні. Білі предмети відбивають усі хвилі видимого спектру, тоді як чорні – навпаки, поглинають усі хвилі і нічого не відбивають.

Один із природних матеріалів з високим коефіцієнтом дисперсії – алмаз. Правильно оброблені діаманти відбивають світло як від зовнішніх, і від внутрішніх граней, заломлюючи його, як призма. При цьому важливо, щоб більша частина цього світла була відбита вгору, у бік ока, а не, наприклад, вниз, усередину оправи, де його не видно. Завдяки високій дисперсії діаманти дуже красиво сяють на сонці та при штучному освітленні. Скло, огранене так само, як діамант, теж сяє, але не так сильно. Це пов'язано з тим, що завдяки хімічному складу алмази відбивають світло набагато краще, ніж скло. Кути, що використовуються при ограновуванні діамантів, має величезне значення, тому що занадто гострі або занадто тупі кути або не дозволяють світлу відбиватися від внутрішніх стін, або відбивають світло в оправу, як показано на ілюстрації.

Спектроскопія

Для визначення хімічного складу речовини іноді використовують спектральний аналіз чи спектроскопію. Цей спосіб особливо хороший, якщо хімічний аналіз речовини неможливо провести, працюючи з нею безпосередньо, наприклад, щодо хімічного складу зірок. Знаючи яке електромагнітне випромінювання поглинає тіло, можна визначити, з чого воно складається. Абсорбційна спектроскопія, що є одним із розділів спектроскопії, визначає яке випромінювання поглинається тілом. Такий аналіз можна робити на відстані, тому його часто використовують в астрономії, а також у роботі з отруйними та небезпечними речовинами.

Визначення наявності електромагнітного випромінювання

Видимий світло, як і все електромагнітне випромінювання - це енергія. Чим більше енергії випромінюється, тим легше виміряти цю радіацію. Кількість випромінюваної енергії зменшується зі збільшенням довжини хвилі. Зір можливий саме завдяки тому, що люди та тварини розпізнають цю енергію та відчувають різницю між випромінюванням з різною довжиною хвилі. Електромагнітне випромінювання різної довжини відчувається оком як різні кольори. За таким принципом працюють не лише очі тварин і людей, а й технології, створені людьми для обробки електромагнітного випромінювання.

Видиме світло

Люди та тварини бачать великий спектр електромагнітного випромінювання. Більшість людей і тварин, наприклад, реагують на видиме світло, а деякі тварини - ще й на ультрафіолетові та інфрачервоні промені. Здатність розрізняти кольори – не у всіх тварин – деякі, бачать лише різницю між світлими та темними поверхнями. Наш мозок визначає колір так: фотони електромагнітного випромінювання потрапляють у око на сітківку і, проходячи через неї, збуджують колбочки, фоторецептори ока. В результаті нервовою системою передається сигнал у мозок. Крім колб, в очах є й інші фоторецептори, палички, але вони не здатні розрізняти кольори. Їх призначення – визначати яскравість та силу світла.

В оці зазвичай знаходиться кілька видів колб. Люди - три типи, кожен із яких поглинає фотони світла межах певних довжин хвилі. При їх поглинанні відбувається хімічна реакція, в результаті якої мозок надходять нервові імпульси з інформацією про довжину хвилі. Ці сигнали обробляє зорова зона кори мозку. Це - ділянка мозку, відповідальна за сприйняття звуку. Кожен тип колб відповідає тільки за хвилі з певною довжиною, тому для отримання повного уявлення про колір, інформацію, отриману від усіх колб, складають разом.

У деяких тварин ще більше видів колб, ніж у людей. Так, наприклад, у деяких видів риб та птахів їх від чотирьох до п'яти типів. Цікаво, що у самок деяких тварин більше типів колб, ніж у самців. У деяких птахів, наприклад у чайок, які ловлять видобуток у воді або на її поверхні, усередині колб є жовті або червоні краплі масла, які виступають у ролі фільтра. Це допомагає їм бачити більшу кількість кольорів. Подібним чином улаштовані очі і у рептилій.

Інфрачервоне світло

У змій, на відміну людей, як зорові рецептори, а й чутливі органи, які реагують на інфрачервоне випромінювання. Вони поглинають енергію інфрачервоного проміння, тобто реагують на тепло. Деякі пристрої, наприклад, прилади нічного бачення, також реагують на тепло, що виділяється інфрачервоним випромінювачем. Такі пристрої використовують військові, а також для забезпечення безпеки та охорони приміщень та території. Тварини, які бачать інфрачервоне світло, та пристрої, які можуть його розпізнавати, бачать не тільки предмети, що знаходяться в їхньому полі зору на даний момент, але й сліди предметів, тварин, або людей, які знаходилися там до цього, якщо не пройшло занадто багато часу. Наприклад, зміям видно, якщо гризуни копали в землі ямку, а поліцейські, які користуються приладом нічного бачення, бачать, якщо в землі нещодавно були заховані сліди злочину, наприклад, гроші, наркотики, або щось інше. Пристрої для реєстрації інфрачервоного випромінювання використовують у телескопах, а також для перевірки контейнерів та камер на герметичність. З їхньою допомогою добре видно місце витоку тепла. У медицині зображення в інфрачервоному світлі використовують для діагностики. В історії мистецтва – щоб визначити, що зображено під верхнім шаром фарби. Пристрої нічного бачення використовують із охорони приміщень.

Ультрафіолетове світло

Деякі риби бачать ультрафіолетове світло. Їхні очі містять пігмент, чутливий до ультрафіолетових променів. Шкіра риб містить ділянки, що відображають ультрафіолетове світло, невидиме для людини та інших тварин - що часто використовується в тваринному світі для маркування статі тварин, а також у соціальних цілях. Деякі птахи також бачать ультрафіолетове світло. Це вміння особливо важливе під час шлюбного періоду, коли птахи шукають потенційних партнерів. Поверхні деяких рослин також добре відбивають ультрафіолетове світло, і здатність його бачити допомагає у пошуку їжі. Крім риб та птахів, ультрафіолетове світло бачать деякі рептилії, наприклад черепахи, ящірки та зелені ігуани (на ілюстрації).

Людське око, як і очі тварин, поглинає ультрафіолетове світло, але не може його обробити. У людей він руйнує клітини ока, особливо в рогівці та кришталику. Це, своєю чергою, викликає різні захворювання і навіть сліпоту. Незважаючи на те, що ультрафіолетове світло шкодить зору, невелика його кількість необхідна людям та тваринам, щоб виробляти вітамін D. Ультрафіолетове випромінювання, як і інфрачервоне, використовують у багатьох галузях, наприклад, у медицині для дезінфекції, в астрономії для спостереження за зірками та іншими об'єктами. і хімії для затвердіння рідких речовин, і навіть для візуалізації, тобто створення діаграм поширення речовин у певному просторі. За допомогою ультрафіолетового світла визначають підроблені банкноти та пропуски, якщо на них повинні бути надруковані знаки спеціальним чорнилом, що розпізнається за допомогою ультрафіолетового світла. У випадку підробки документів ультрафіолетова лампа не завжди допомагає, оскільки злочинці іноді використовують цей документ і замінюють на ньому фотографію або іншу інформацію, так що маркування для ультрафіолетових ламп залишається. Існує також багато інших застосувань для ультрафіолетового випромінювання.

Колірна сліпота

Через дефекти зору деякі люди не в змозі розрізняти кольори. Ця проблема називається колірною сліпотою або дальтонізмом, на ім'я людини, яка першою описав цю особливість зору. Іноді люди не бачать лише кольори з певною довжиною хвилі, інколи ж вони не розрізняють кольори взагалі. Часто причина - недостатньо розвинені або пошкоджені фоторецептори, але в деяких випадках проблема полягає в пошкодженнях на провідному шляху нервової системи, наприклад, у зоровій корі головного мозку, де обробляється інформація про колір. У багатьох випадках цей стан створює людям та тваринам незручності та проблеми, але іноді невміння розрізняти кольори, навпаки – перевагу. Це підтверджується тим, що, незважаючи на довгі роки еволюції, багато тварин кольоровий зір не розвинений. Люди та тварини, які не розрізняють кольори, можуть, наприклад, добре бачити камуфляж інших тварин.

Незважаючи на переваги колірної сліпоти, у суспільстві її вважають проблемою, і для людей з дальтонізмом закрито дорогу до деяких професій. Зазвичай вони можуть отримати повні права з управлінню літаком без обмежень. У багатьох країнах права водія для цих людей теж мають обмеження, а в деяких випадках вони не можуть отримати права взагалі. Тому вони не завжди можуть знайти роботу, на якій необхідно керувати автомобілем, літаком та іншими транспортними засобами. Також їм складно знайти роботу, де вміння визначати та використовувати кольори має велике значення. Наприклад, їм важко стати дизайнерами, або працювати в середовищі, де колір використовують як сигнал (наприклад, про небезпеку).

Проводяться роботи зі створення сприятливіших умов людей із кольоровою сліпотою. Наприклад, існують таблиці, в яких кольори відповідають знакам, і в деяких країнах ці знаки використовують в установах та громадських місцях поряд із кольором. Деякі дизайнери не використовують або обмежують використання кольору для передачі важливої ​​інформації у своїх роботах. Замість кольору, або поряд з ним, вони використовують яскравість, текст, та інші способи виділення інформації, щоб навіть люди, які не розрізняють кольори, могли отримати інформацію, що передається дизайнером. У більшості випадків люди з колірною сліпотою не розрізняють червоний і зелений, тому дизайнери іноді замінюють комбінацію «червоний = небезпека, зелений = все нормально» на червоний та синій кольори. Більшість операційних систем також дозволяють налаштувати кольори так, щоб людям із колірною сліпотою було все видно.

Колір у машинному зорі

Машинний зір у кольорі - галузь штучного інтелекту, що швидко розвивається. Донедавна більшість роботи в цій галузі проходила з монохромними зображеннями, але зараз все більше наукових лабораторій працюють із кольором. Деякі алгоритми для роботи з монохромними зображеннями застосовують також обробки кольорових зображень.

Застосування

Машинний зір використовується в ряді галузей, наприклад для керування роботами, самокерованими автомобілями та безпілотними літальними апаратами. Воно корисне у сфері забезпечення безпеки, наприклад для пізнання людей і предметів з фотографій, для пошуку баз даних, для відстеження руху предметів, залежно від їх кольору тощо. Визначення розташування об'єктів, що рухаються, дозволяє комп'ютеру визначити напрям погляду людини або стежити за рухом машин, людей, рук, та інших предметів.

Щоб правильно впізнати незнайомі предмети, важливо знати про їхню форму та інші властивості, але інформація про колір не настільки важлива. Працюючи зі знайомими предметами, колір, навпаки, допомагає їх розпізнати. Робота з кольором також зручна тому, що інформація про колір може бути отримана навіть із зображень з низькою роздільною здатністю. Для розпізнавання форми предмета, на відміну від кольору, потрібна висока роздільна здатність. Робота з кольором замість форми предмета дозволяє зменшити час обробки зображення і використовує менше комп'ютерних ресурсів. Колір допомагає розпізнавати предмети однакової форми, і навіть може бути використаний як сигнал чи знак (наприклад, червоний колір - сигнал небезпеки). При цьому не потрібно розпізнавати форму цього знака або текст, на ньому написаний. На веб-сайті YouTube можна побачити багато цікавих прикладів використання кольорового машинного зору.

Обробка інформації про колір

Фотографії, які обробляє комп'ютер, або завантажені користувачами, або знято вбудованою камерою. Процес цифрової фото- і відеозйомки освоєно добре, але обробка цих зображень, особливо в кольорі, пов'язана з безліччю труднощів, багато з яких ще не вирішені. Це пов'язано з тим, що кольоровий зір у людей і тварин влаштований дуже складно, і створити комп'ютерний зір на кшталт людського непросто. Зір, як і слух, ґрунтується на адаптації до навколишнього середовища. Сприйняття звуку залежить тільки від частоти, звукового тиску і тривалості звуку, а й від наявності чи відсутності у навколишньому середовищі інших звуків. Так і із зором - сприйняття кольору залежить не тільки від частоти та довжини хвилі, а й від особливостей навколишнього середовища. Так, наприклад, кольори навколишніх предметів впливають на сприйняття кольору.

З точки зору еволюції така адаптація необхідна, щоб допомогти нам звикнути до навколишнього середовища і припинити звертати увагу на незначні елементи, а звернути всю нашу увагу на те, що змінюється в оточенні. Це необхідно для того, щоб легше помічати хижаків та знаходити їжу. Іноді через цю адаптацію відбуваються оптичні ілюзії. Наприклад, залежно від кольору навколишніх предметів, ми сприймаємо колір двох тіл по-різному, навіть коли вони відбивають світло з однаковою довжиною хвилі. На ілюстрації – приклад такої оптичної ілюзії. Коричневий квадрат у верхній частині зображення (другий ряд, друга колонка) виглядає світлішим, ніж коричневий квадрат у нижній частині малюнка (п'ятий ряд, друга колонка). Насправді їхні кольори однакові. Навіть знаючи про це, ми все одно сприймаємо їх як різні кольори. Оскільки наше сприйняття кольору так складно, програмістам важко описати всі ці нюанси в алгоритмах для машинного зору. Незважаючи на ці труднощі, ми вже досягли багато чого в цій галузі.

Unit Converter articles були edited and illustrated by Анатолій Золотков

Ви вагаєтесь у перекладі одиниці виміру з однієї мови на іншу? Колеги готові допомогти вам. Опублікуйте питання у TCTermsі протягом кількох хвилин ви отримаєте відповідь.

Конвертер довжини та відстані Конвертер маси Конвертер мір об'єму сипких продуктів і продуктів харчування Конвертер площі Конвертер об'єму та одиниць вимірювання в кулінарних рецептах Конвертер температури Конвертер тиску, механічної напруги, модуля Юнга Конвертер енергії та роботи Конвертер сили Конвертер сили Конвертер часу теплової ефективності та паливної економічності Конвертер чисел у різних системах числення Конвертер одиниць вимірювання кількості інформації Курси валют Розміри жіночого одягу та взуття Розміри чоловічого одягу та взуття Конвертер кутової швидкості та частоти обертання Конвертер прискорення Конвертер кутового прискорення Конвертер густини Конвертер питомого об'єму Конвертер Конвертер обертального моменту Конвертер питомої теплоти згоряння (за масою) Конвертер щільності енергії та питомої теплоти згоряння палива (за об'ємом) Конвертер різниці температур Конвертер коефіцієнта теплового розширення Конвертер термічного опору Конвертер питомої теплопровідності Конвертер питомої теплоємності Конвертер коефіцієнта тепловіддачі Конвертер об'ємної витрати Конвертер масової витрати Конвертер молярної витрати Конвертер щільності потоку маси Конвертер молярної концентрації Конвертер масової концентрації в розчині Конвертер динамічної (абсолютної) в'язкості Конвертер кінематичної в'язкості Конвертер поверхневого натягу Конвертер поверхневого натягу чутливості мікрофонів Конвертер рівня звукового тиску (SPL) Конвертер рівня звукового тиску з можливістю вибору опорного тиску Конвертер яскравості Конвертер сили світла Конвертер освітленості Конвертер роздільної здатності в комп'ютерній графіці Конвертер частоти та довжини хвилі Оптична сила в діоптріях та фокусна відстань Оптична сила в діоптріях та збільшення лін електричного заряду Конвертер лінійної щільності заряду Конвертер поверхневої щільності заряду Конвертер об'ємної щільності заряду Конвертер електричного струму Конвертер лінійної щільності струму Конвертер напруженості електричного поля Конвертер електричного потенціалу і напруги ой провідності Електрична ємність Конвертер індуктивності Конвертер Американського калібру проводів Рівні в dBm (дБм або дБмВт), dBV (дБВ), ватах та ін. одиницях Конвертер магніторушійної сили Конвертер напруженості магнітного поля Конвертер магнітного потоку Конвертер магнітної індукції Радіація. Конвертер потужності поглиненої дози іонізуючого випромінювання Радіоактивність. Конвертер радіоактивного розпаду Радіація. Конвертер експозиційної дози. Конвертер поглиненої дози Конвертер десяткових приставок Передача даних Конвертер одиниць типографіки та обробки зображень Конвертер одиниць вимірювання об'єму лісоматеріалів Обчислення молярної маси Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва

1 гігагерц [ГГц] = 1000000000 герц [Гц]

Вихідна величина

Перетворена величина

герц ексагерц петагерц терагерц гігагерц мегагерц кілогерц гектогерц декагерц децигерц сантигерц мілігерц мікрогерц наногерц пікогерц фемтогерц аттогерц циклів в секунду довжина хвилі в хвилі в хвилі в хвилі в хвилі мегаметрах довжина хвилі в кілометрах довжина хвилі в гектометрах довжина хвилі в декаметрах довжина хвилі в метрах довжина хвилі в дециметрах довжина хвилі в сантиметрах довжина хвилі в міліметрах довжина хвилі в мікрометрах Комптонівська довжина хвилі електрона Комптонівська довжина хвилі протона Комптонівська довжина хвилі нейтрона обертів за секунду обертів за хвилину обертів за хвилину

Рівень звукового тиску

Детальніше про частоту та довжину хвилі

Загальні відомості

Частота

Частота - це величина, що вимірює як часто повторюється той чи інший періодичний процес. У фізиці з допомогою частоти описують властивості хвильових процесів. Частота хвилі – кількість повних циклів хвильового процесу за одиницю часу. Одиниця частоти у системі СІ - герц (Гц). Один герц дорівнює одному коливанню за секунду.

Довжина хвилі

Існує безліч різних типів хвиль у природі, від спричинених вітром морських хвиль до електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль залежить від довжини хвилі. Такі хвилі поділяють на кілька видів:

• Гамма-променііз довжиною хвилі до 0,01 нанометра (нм).
• Рентгенівське промінняз довжиною хвилі – від 0,01 нм до 10 нм.
• Хвилі ультрафіолетового діапазонуякі мають довжину від 10 до 380 нм. Людському оку вони не видно.
• Світло в видимої частини спектруіз довжиною хвилі 380–700 нм.
• Невидиме для людей інфрачервоне випромінюванняз довжиною хвилі від 700 нм до 1 мм.
• За інфрачервоними хвилями слідують мікрохвильові, із довжиною хвилі від 1 міліметра до 1 метра.
• Найдовші - радіохвилі. Їхня довжина починається з 1 метра.

Ця стаття присвячена електромагнітному випромінюванню, і особливо світла. У ній ми обговоримо, як довжина та частота хвилі впливають на світло, включаючи видимий спектр, ультрафіолетове та інфрачервоне випромінювання.

Електромагнітне випромінювання

Електромагнітне випромінювання - це енергія, властивості якої одночасно подібні до властивостей хвиль і частинок. Ця особливість називається корпускулярно-хвильовим дуалізмом. Електромагнітні хвилі складаються з магнітної хвилі та перпендикулярної до неї електричної хвилі.

Енергія електромагнітного випромінювання – результат руху частинок, які називаються фотонами. Чим вище частота випромінювання, тим активніші, і тим більше шкоди вони можуть принести клітинам і тканинам живих організмів. Це тому, що що вища частота випромінювання, то більше вони несуть енергії. Велика енергія дозволяє їм змінити молекулярну структуру речовин, куди діють. Саме тому ультрафіолетове, рентгенівське та гама випромінювання таке шкідливе для тварин і рослин. Величезна частина цього випромінювання – у космосі. Воно присутнє і на Землі, незважаючи на те, що озоновий шар атмосфери навколо Землі блокує більшу його частину.

Електромагнітне випромінювання та атмосфера

Атмосфера землі пропускає лише електромагнітне випромінювання з певною частотою. Більшість гамма-випромінювання, рентгенівських променів, ультрафіолетового світла, частина випромінювання в інфрачервоному діапазоні і довгі радіохвилі блокуються атмосферою Землі. Атмосфера поглинає їх та не пропускає далі. Частина електромагнітних хвиль, зокрема, випромінювання в короткохвильовому діапазоні відбивається від іоносфери. Решта випромінювання потрапляє на поверхню Землі. У верхніх атмосферних шарах, тобто далі від поверхні Землі, більше радіації, ніж у нижніх шарах. Тому що вище, то небезпечніше для живих організмів перебувати там без захисних костюмів.

Атмосфера пропускає на Землю невелику кількість ультрафіолетового світла, і він завдає шкоди шкірі. Саме через ультрафіолетові промені люди обгорають на сонці і можуть навіть захворіти на рак шкіри. З іншого боку, деякі промені, що пропускаються атмосферою, приносять користь. Наприклад, інфрачервоні промені, які потрапляють на поверхню Землі, використовують в астрономії - інфрачервоні телескопи стежать за інфрачервоними променями, що випромінюються астрономічними об'єктами. Чим вище поверхні Землі, тим більше інфрачервоного випромінювання, тому телескопи часто встановлюють на вершинах гір та інших височинах. Іноді їх відправляють у космос, щоб покращити видимість інфрачервоних променів.

Взаємини між частотою та довжиною хвилі

Частота і довжина хвилі обернено пропорційні один одному. Це означає, що зі збільшенням довжини хвилі частота зменшується і навпаки. Це легко уявити: якщо частота коливань хвильового процесу висока, то час між коливаннями набагато коротший, ніж у хвиль, частота коливань яких менша. Якщо уявити хвилю на графіку, то відстань між її піками буде тим меншою, чим більше коливань вона здійснює на певному відрізку часу.

Щоб визначити швидкість поширення хвилі в середовищі, необхідно помножити частоту хвилі на її довжину. Електромагнітні хвилі у вакуумі завжди розповсюджуються з однаковою швидкістю. Ця швидкість відома як швидкість світла. Вона дорівнює 299 метрів за секунду.

Світло

Видимий світло - електромагнітні хвилі з частотою та довжиною, які визначають його колір.

Довжина хвилі та колір

Найкоротша довжина хвилі видимого світла – 380 нанометрів. Це фіолетовий колір, за ним йдуть синій і блакитний, потім зелений, жовтий, помаранчевий і, нарешті, червоний. Біле світло складається з усіх кольорів відразу, тобто білі предмети відображають усі кольори. Це можна побачити за допомогою призми. Світло, що потрапляє в неї, переломлюється і вибудовується в смугу кольорів у тій же послідовності, що в веселці. Ця послідовність - від квітів із найкоротшою довжиною хвилі, до найдовшої. Залежність швидкості поширення світла речовині від довжини хвилі називається дисперсією.

Веселка утворюється схожим способом. Краплі води, розсіяні в атмосфері після дощу, поводяться як і призма і заломлюють кожну хвилю. Колір веселки настільки важливий, що у багатьох мовах існують мнемоніка, тобто прийом запам'ятовування кольорів веселки, настільки простий, що запам'ятати їх можуть навіть діти. Багато дітей, які говорять російською, знають, що «Кожен мисливець хоче знати, де сидить фазан». Деякі люди вигадують свою мнемоніку, і це – особливо корисна вправа для дітей, оскільки, придумавши свій власний метод запам'ятовування кольорів веселки, вони швидше за них запам'ятають.

Світло, до якого людське око найбільш чутливе - зелене, з довжиною хвилі 555 нм у світлому середовищі і 505 нм у сутінках і темряві. Розрізняти кольори можуть далеко не всі тварини. У кішок, наприклад, кольоровий зір не розвинений. З іншого боку, деякі тварини бачать кольори набагато краще, ніж люди. Наприклад, деякі види бачать ультрафіолетове та інфрачервоне світло.

Відображення світла

Колір предмета визначається довжиною хвилі світла, відбитого з його поверхні. Білі предмети відбивають усі хвилі видимого спектру, тоді як чорні – навпаки, поглинають усі хвилі і нічого не відбивають.

Один із природних матеріалів з високим коефіцієнтом дисперсії – алмаз. Правильно оброблені діаманти відбивають світло як від зовнішніх, і від внутрішніх граней, заломлюючи його, як призма. При цьому важливо, щоб більша частина цього світла була відбита вгору, у бік ока, а не, наприклад, вниз, усередину оправи, де його не видно. Завдяки високій дисперсії діаманти дуже красиво сяють на сонці та при штучному освітленні. Скло, огранене так само, як діамант, теж сяє, але не так сильно. Це пов'язано з тим, що завдяки хімічному складу алмази відбивають світло набагато краще, ніж скло. Кути, що використовуються при ограновуванні діамантів, має величезне значення, тому що занадто гострі або занадто тупі кути або не дозволяють світлу відбиватися від внутрішніх стін, або відбивають світло в оправу, як показано на ілюстрації.

Спектроскопія

Для визначення хімічного складу речовини іноді використовують спектральний аналіз чи спектроскопію. Цей спосіб особливо хороший, якщо хімічний аналіз речовини неможливо провести, працюючи з нею безпосередньо, наприклад, щодо хімічного складу зірок. Знаючи яке електромагнітне випромінювання поглинає тіло, можна визначити, з чого воно складається. Абсорбційна спектроскопія, що є одним із розділів спектроскопії, визначає яке випромінювання поглинається тілом. Такий аналіз можна робити на відстані, тому його часто використовують в астрономії, а також у роботі з отруйними та небезпечними речовинами.

Визначення наявності електромагнітного випромінювання

Видимий світло, як і все електромагнітне випромінювання - це енергія. Чим більше енергії випромінюється, тим легше виміряти цю радіацію. Кількість випромінюваної енергії зменшується зі збільшенням довжини хвилі. Зір можливий саме завдяки тому, що люди та тварини розпізнають цю енергію та відчувають різницю між випромінюванням з різною довжиною хвилі. Електромагнітне випромінювання різної довжини відчувається оком як різні кольори. За таким принципом працюють не лише очі тварин і людей, а й технології, створені людьми для обробки електромагнітного випромінювання.

Видиме світло

Люди та тварини бачать великий спектр електромагнітного випромінювання. Більшість людей і тварин, наприклад, реагують на видиме світло, а деякі тварини - ще й на ультрафіолетові та інфрачервоні промені. Здатність розрізняти кольори – не у всіх тварин – деякі, бачать лише різницю між світлими та темними поверхнями. Наш мозок визначає колір так: фотони електромагнітного випромінювання потрапляють у око на сітківку і, проходячи через неї, збуджують колбочки, фоторецептори ока. В результаті нервовою системою передається сигнал у мозок. Крім колб, в очах є й інші фоторецептори, палички, але вони не здатні розрізняти кольори. Їх призначення – визначати яскравість та силу світла.

В оці зазвичай знаходиться кілька видів колб. Люди - три типи, кожен із яких поглинає фотони світла межах певних довжин хвилі. При їх поглинанні відбувається хімічна реакція, в результаті якої мозок надходять нервові імпульси з інформацією про довжину хвилі. Ці сигнали обробляє зорова зона кори мозку. Це - ділянка мозку, відповідальна за сприйняття звуку. Кожен тип колб відповідає тільки за хвилі з певною довжиною, тому для отримання повного уявлення про колір, інформацію, отриману від усіх колб, складають разом.

У деяких тварин ще більше видів колб, ніж у людей. Так, наприклад, у деяких видів риб та птахів їх від чотирьох до п'яти типів. Цікаво, що у самок деяких тварин більше типів колб, ніж у самців. У деяких птахів, наприклад у чайок, які ловлять видобуток у воді або на її поверхні, усередині колб є жовті або червоні краплі масла, які виступають у ролі фільтра. Це допомагає їм бачити більшу кількість кольорів. Подібним чином улаштовані очі і у рептилій.

Інфрачервоне світло

У змій, на відміну людей, як зорові рецептори, а й чутливі органи, які реагують на інфрачервоне випромінювання. Вони поглинають енергію інфрачервоного проміння, тобто реагують на тепло. Деякі пристрої, наприклад, прилади нічного бачення, також реагують на тепло, що виділяється інфрачервоним випромінювачем. Такі пристрої використовують військові, а також для забезпечення безпеки та охорони приміщень та території. Тварини, які бачать інфрачервоне світло, та пристрої, які можуть його розпізнавати, бачать не тільки предмети, що знаходяться в їхньому полі зору на даний момент, але й сліди предметів, тварин, або людей, які знаходилися там до цього, якщо не пройшло занадто багато часу. Наприклад, зміям видно, якщо гризуни копали в землі ямку, а поліцейські, які користуються приладом нічного бачення, бачать, якщо в землі нещодавно були заховані сліди злочину, наприклад, гроші, наркотики, або щось інше. Пристрої для реєстрації інфрачервоного випромінювання використовують у телескопах, а також для перевірки контейнерів та камер на герметичність. З їхньою допомогою добре видно місце витоку тепла. У медицині зображення в інфрачервоному світлі використовують для діагностики. В історії мистецтва – щоб визначити, що зображено під верхнім шаром фарби. Пристрої нічного бачення використовують із охорони приміщень.

Ультрафіолетове світло

Деякі риби бачать ультрафіолетове світло. Їхні очі містять пігмент, чутливий до ультрафіолетових променів. Шкіра риб містить ділянки, що відображають ультрафіолетове світло, невидиме для людини та інших тварин - що часто використовується в тваринному світі для маркування статі тварин, а також у соціальних цілях. Деякі птахи також бачать ультрафіолетове світло. Це вміння особливо важливе під час шлюбного періоду, коли птахи шукають потенційних партнерів. Поверхні деяких рослин також добре відбивають ультрафіолетове світло, і здатність його бачити допомагає у пошуку їжі. Крім риб та птахів, ультрафіолетове світло бачать деякі рептилії, наприклад черепахи, ящірки та зелені ігуани (на ілюстрації).

Людське око, як і очі тварин, поглинає ультрафіолетове світло, але не може його обробити. У людей він руйнує клітини ока, особливо в рогівці та кришталику. Це, своєю чергою, викликає різні захворювання і навіть сліпоту. Незважаючи на те, що ультрафіолетове світло шкодить зору, невелика його кількість необхідна людям та тваринам, щоб виробляти вітамін D. Ультрафіолетове випромінювання, як і інфрачервоне, використовують у багатьох галузях, наприклад, у медицині для дезінфекції, в астрономії для спостереження за зірками та іншими об'єктами. і хімії для затвердіння рідких речовин, і навіть для візуалізації, тобто створення діаграм поширення речовин у певному просторі. За допомогою ультрафіолетового світла визначають підроблені банкноти та пропуски, якщо на них повинні бути надруковані знаки спеціальним чорнилом, що розпізнається за допомогою ультрафіолетового світла. У випадку підробки документів ультрафіолетова лампа не завжди допомагає, оскільки злочинці іноді використовують цей документ і замінюють на ньому фотографію або іншу інформацію, так що маркування для ультрафіолетових ламп залишається. Існує також багато інших застосувань для ультрафіолетового випромінювання.

Колірна сліпота

Через дефекти зору деякі люди не в змозі розрізняти кольори. Ця проблема називається колірною сліпотою або дальтонізмом, на ім'я людини, яка першою описав цю особливість зору. Іноді люди не бачать лише кольори з певною довжиною хвилі, інколи ж вони не розрізняють кольори взагалі. Часто причина - недостатньо розвинені або пошкоджені фоторецептори, але в деяких випадках проблема полягає в пошкодженнях на провідному шляху нервової системи, наприклад, у зоровій корі головного мозку, де обробляється інформація про колір. У багатьох випадках цей стан створює людям та тваринам незручності та проблеми, але іноді невміння розрізняти кольори, навпаки – перевагу. Це підтверджується тим, що, незважаючи на довгі роки еволюції, багато тварин кольоровий зір не розвинений. Люди та тварини, які не розрізняють кольори, можуть, наприклад, добре бачити камуфляж інших тварин.

Незважаючи на переваги колірної сліпоти, у суспільстві її вважають проблемою, і для людей з дальтонізмом закрито дорогу до деяких професій. Зазвичай вони можуть отримати повні права з управлінню літаком без обмежень. У багатьох країнах права водія для цих людей теж мають обмеження, а в деяких випадках вони не можуть отримати права взагалі. Тому вони не завжди можуть знайти роботу, на якій необхідно керувати автомобілем, літаком та іншими транспортними засобами. Також їм складно знайти роботу, де вміння визначати та використовувати кольори має велике значення. Наприклад, їм важко стати дизайнерами, або працювати в середовищі, де колір використовують як сигнал (наприклад, про небезпеку).

Проводяться роботи зі створення сприятливіших умов людей із кольоровою сліпотою. Наприклад, існують таблиці, в яких кольори відповідають знакам, і в деяких країнах ці знаки використовують в установах та громадських місцях поряд із кольором. Деякі дизайнери не використовують або обмежують використання кольору для передачі важливої ​​інформації у своїх роботах. Замість кольору, або поряд з ним, вони використовують яскравість, текст, та інші способи виділення інформації, щоб навіть люди, які не розрізняють кольори, могли отримати інформацію, що передається дизайнером. У більшості випадків люди з колірною сліпотою не розрізняють червоний і зелений, тому дизайнери іноді замінюють комбінацію «червоний = небезпека, зелений = все нормально» на червоний та синій кольори. Більшість операційних систем також дозволяють налаштувати кольори так, щоб людям із колірною сліпотою було все видно.

Колір у машинному зорі

Машинний зір у кольорі - галузь штучного інтелекту, що швидко розвивається. Донедавна більшість роботи в цій галузі проходила з монохромними зображеннями, але зараз все більше наукових лабораторій працюють із кольором. Деякі алгоритми для роботи з монохромними зображеннями застосовують також обробки кольорових зображень.

Застосування

Машинний зір використовується в ряді галузей, наприклад для керування роботами, самокерованими автомобілями та безпілотними літальними апаратами. Воно корисне у сфері забезпечення безпеки, наприклад для пізнання людей і предметів з фотографій, для пошуку баз даних, для відстеження руху предметів, залежно від їх кольору тощо. Визначення розташування об'єктів, що рухаються, дозволяє комп'ютеру визначити напрям погляду людини або стежити за рухом машин, людей, рук, та інших предметів.

Щоб правильно впізнати незнайомі предмети, важливо знати про їхню форму та інші властивості, але інформація про колір не настільки важлива. Працюючи зі знайомими предметами, колір, навпаки, допомагає їх розпізнати. Робота з кольором також зручна тому, що інформація про колір може бути отримана навіть із зображень з низькою роздільною здатністю. Для розпізнавання форми предмета, на відміну від кольору, потрібна висока роздільна здатність. Робота з кольором замість форми предмета дозволяє зменшити час обробки зображення і використовує менше комп'ютерних ресурсів. Колір допомагає розпізнавати предмети однакової форми, і навіть може бути використаний як сигнал чи знак (наприклад, червоний колір - сигнал небезпеки). При цьому не потрібно розпізнавати форму цього знака або текст, на ньому написаний. На веб-сайті YouTube можна побачити багато цікавих прикладів використання кольорового машинного зору.

Обробка інформації про колір

Фотографії, які обробляє комп'ютер, або завантажені користувачами, або знято вбудованою камерою. Процес цифрової фото- і відеозйомки освоєно добре, але обробка цих зображень, особливо в кольорі, пов'язана з безліччю труднощів, багато з яких ще не вирішені. Це пов'язано з тим, що кольоровий зір у людей і тварин влаштований дуже складно, і створити комп'ютерний зір на кшталт людського непросто. Зір, як і слух, ґрунтується на адаптації до навколишнього середовища. Сприйняття звуку залежить тільки від частоти, звукового тиску і тривалості звуку, а й від наявності чи відсутності у навколишньому середовищі інших звуків. Так і із зором - сприйняття кольору залежить не тільки від частоти та довжини хвилі, а й від особливостей навколишнього середовища. Так, наприклад, кольори навколишніх предметів впливають на сприйняття кольору.

З точки зору еволюції така адаптація необхідна, щоб допомогти нам звикнути до навколишнього середовища і припинити звертати увагу на незначні елементи, а звернути всю нашу увагу на те, що змінюється в оточенні. Це необхідно для того, щоб легше помічати хижаків та знаходити їжу. Іноді через цю адаптацію відбуваються оптичні ілюзії. Наприклад, залежно від кольору навколишніх предметів, ми сприймаємо колір двох тіл по-різному, навіть коли вони відбивають світло з однаковою довжиною хвилі. На ілюстрації – приклад такої оптичної ілюзії. Коричневий квадрат у верхній частині зображення (другий ряд, друга колонка) виглядає світлішим, ніж коричневий квадрат у нижній частині малюнка (п'ятий ряд, друга колонка). Насправді їхні кольори однакові. Навіть знаючи про це, ми все одно сприймаємо їх як різні кольори. Оскільки наше сприйняття кольору так складно, програмістам важко описати всі ці нюанси в алгоритмах для машинного зору. Незважаючи на ці труднощі, ми вже досягли багато чого в цій галузі.

Unit Converter articles були edited and illustrated by Анатолій Золотков

Ви вагаєтесь у перекладі одиниці виміру з однієї мови на іншу? Колеги готові допомогти вам. Опублікуйте питання у TCTermsі протягом кількох хвилин ви отримаєте відповідь.