Světlo
Elektromagnetické spektrum: odkud pochází viditelné světlo
Světlo, které LED obrazovka vyzařuje, je forma elektromagnetického záření, stejně jako rádiové vlny nebo rentgenové paprsky. Přesto naše oči vidí jen tenoučký výsek celého toho spektra. Tady objevíš který a proč.
Vše, co nazýváme „světlem“, je druh vlny: chvění, které se šíří prostorem. Existuje velmi mnoho druhů těchto vln. Některé používáme k poslechu rádia, jiné k ohřevu jídla v mikrovlnné troubě a další umožňují lékaři udělat snímek tvých kostí.
Naše oči dokážou vidět jen velmi malou skupinu těchto vln. Tu nazýváme viditelné světlo. Všechny barvy, které znáš, od červené po fialovou, jsou v této malé skupině. Ostatní vlny tu jsou, ale prostě je nevidíme.
LED obrazovka vytváří právě tyto viditelné vlny, ve správných barvách, abys viděl obraz.
Světlo je elektromagnetické záření: vlna elektrického a magnetického pole, které spolu putují prostorem. Celé elektromagnetické spektrum řadí veškeré toto záření od nejdelší po nejkratší vlnovou délku. V 17. století Isaac Newton pomocí hranolu ukázal, že bílé světlo se rozkládá na jednotlivé barvy viditelného spektra.
Od rádiových vln po gama záření
Seřazené od nejdelší po nejkratší vlnovou délku následují oblasti po sobě takto: rádiové vlny, mikrovlny, infračervené, viditelné světlo, ultrafialové, rentgenové a gama záření. Viditelné světlo je v něm jen úzké pásmo mezi přibližně 380 a 700 nanometry (nanometr = miliardtina metru). Pod ním a nad ním záření pokračuje dál, ale naše oči na ně nereagují.
Proč to pro obrazovku platí
LED přeměňuje elektrickou energii na záření o určité vlnové délce, a tedy o určité barvě. Kombinací červených, zelených a modrých LED vzniká každá barva, kterou obrazovka zobrazuje. Infračervené (teplo) a ultrafialové leží mimo to, co vidíme; dobře navržená LED soustřeďuje svou energii co nejvíce do viditelného pásma.
Elektromagnetické záření se ve vakuu šíří rychlostí světla c ≈ 3 × 10⁸ m/s. Vlnová délka (λ) a frekvence (ν) spolu souvisejí přes c = λ·ν a energie na foton přes E = h·ν (kde h je Planckova konstanta). Čím kratší vlnová délka, tím vyšší frekvence a energie fotonu.
Viditelné pásmo v kontextu
Viditelné pásmo (≈ 380–700 nm) je, viděno logaritmicky, nepatrné ve srovnání s celým spektrem, které sahá od kilometrových rádiových vln po pikometrové gama záření.
| Oblast | Vlnová délka (řád velikosti) |
|---|---|
| Rádiové vlny | > 1 m |
| Mikrovlny | 1 mm – 1 m |
| Infračervené | 700 nm – 1 mm |
| Viditelné světlo | 380 – 700 nm |
| Ultrafialové | 10 – 380 nm |
| Rentgenové záření | 0,01 – 10 nm |
| Gama záření | < 0,01 nm |
Úzkopásmová emise LED
Na rozdíl od žárovky, která vyzařuje široké spojité spektrum a mnoho energie ztrácí jako infračervené (teplo), LED vyzařuje úzkopásmové světlo kolem dominantní vlnové délky (spektrální šířka v polovině maxima obvykle několik desítek nm). To činí barvy LED sytými a energeticky úspornými: téměř veškerá vyzářená energie spadá do viditelného pásma. Bílé LED dosahují bílé kombinací modrého čipu se žlutým luminoforem, nebo smícháním červených, zelených a modrých čipů.