Pituus- ja etäisyysmuunnin Massamuunnin Bulkki- ja ruokamäärän muunnin Pinta-alamuunnin Tilavuus- ja yksikkömuunnin kulinaarisia reseptejä Lämpötilamuunnin Paine, stressi, Youngin moduulimuunnin Energia- ja työmuunnin Tehonmuunnin Voimanmuunnin Aikamuunnin Lineaarinen nopeusmuunnin Tasakulmainen lämpö- ja polttoainetehokkuuden muuntimen numeromuunnin erilaisia ​​järjestelmiä merkinnät Tietomäärän mittayksiköiden muunnin Valuuttakurssit Naisten vaatteiden ja kenkien koot Miesten vaatteiden ja kenkien koot Kulmanopeus- ja pyörimistaajuusmuunnin Kiihtyvyysmuunnin Kulmakiihtyvyyden muunnin Tiheysmuunnin Ominaistilavuuden muunnin Hitausmomenttimuunnin Voiman momenttimuunnin Momentti muunnin Ominaislämmön muunnin (massan mukaan) ) Energiatiheys ja palamislämpötila (tilavuuden mukaan) Lämpölaajenemismuuntimen lämpövastusmuunnin Ominaislämmönjohtavuuden muunnin Ominaislämpökapasiteetin muunnin Energiaaltistus ja lämpösäteily tehonmuunnin vuontiheysmuunnin Lämmönsiirtokertoimen muunnin Tilavuusvirtausmuunnin Massavirtauksen muunnin Muunnin molaarivirtaus Massavirtauksen tiheysmuunnin Molaarikonsentraatiomuunnin Liuoksen massakonsentraatiomuunnin Dynaaminen (absoluuttinen) viskositeetin muunnin Kinemaattinen viskositeetin muunnin Pintajännitysmuunnin Höyrynläpäisevyyden muunnin Vesihöyryvirtauksen tiheyden muunnin tasomuunnin Mikrofonin herkkyysmuunnin Äänenpainetason (SPL) muunnin Äänenpainetason muunnin valittavalla vertailupaineella Kirkkauden muuntaja Valonvoimakkuuden muunnin Valonvoimakkuuden muunnin TieTaajuus- ja aallonpituusmuunnin Diopteriteho ja polttoväli Diopteriteho ja linssin suurennus (×) Sähkövaraus muunnin Lineaarinen varaustiheyden muunnin Pintavaraustiheyden muunnin tilavuusvaraustiheyden muunnin sähkövirta Lineaarinen virrantiheysmuunnin Pintavirrantiheysmuunnin Sähkökentän voimakkuuden muunnin Sähköstaattisen potentiaalin ja jännitteen muunnin Sähkövastusmuunnin Sähkövastusmuunnin Sähkönjohtavuuden muunnin Sähkönjohtavuuden muunnin Sähkökapasitanssin muuntaja induktanssin muuntaja inBreveldmdm BV (dBV ), wattia ja muita yksiköitä Magnetomotor power converter Jännitteenmuunnin magneettikenttä Magneettivuon muunnin Magneettinen induktiomuunnin Säteily. Ionisoivan säteilyn absorboitunut annosnopeusmuunnin Radioaktiivisuus. Radioaktiivinen hajoamismuunnin Säteily. Altistuksen annoksen muuntaja Säteily. Absorboitunut annosmuunnin Desimaalietuliitemuunnin Tiedonsiirto Typografia- ja kuvankäsittelyyksikkömuunnin Puun tilavuusyksikkömuunnin Moolimassan laskeminen D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä

1 megahertsi [MHz] = 1000000 hertsiä [Hz]

Alkuarvo

Muunnettu arvo

hertsi eksahertsi petahertsi terahertsi gigahertsi megahertsi kilohertsi hektohertsi dekahertsi dekahertsi senttihertsi millihertsi mikrohertsi nanohertsi pikohertsi femtohertsi attohertsi jaksot per sekunti aallonpituus ekahertseinä aallonpituuksina aallon metrit pituus kilometreinä aallonpituus hehtometreinä aallot dekametreinä aallonpituus metreinä aallonpituus desimetreinä aallonpituus senttimetreinä aallonpituus millimetreinä aallonpituus mikrometreinä Compton elektronin aallonpituus Compton protonin aallonpituus Compton neutronin aallonpituus kierrosta sekunnissa kierrosta minuutissa kierrosta tunnissa kierrosta päivässä

Lisää taajuudesta ja aallonpituudesta

Yleistä tietoa

Taajuus

Taajuus on suure, joka mittaa, kuinka usein tietty jaksollinen prosessi toistetaan. Fysiikassa taajuutta käytetään kuvaamaan aaltoprosessien ominaisuuksia. Aaltotaajuus on aaltoprosessin täydellisten jaksojen lukumäärä aikayksikköä kohti. Taajuuden SI-yksikkö on hertsi (Hz). Yksi hertsi on yhtä värähtelyä sekunnissa.

Aallonpituus

On olemassa monia erilaisia ​​tyyppejä aallot luonnossa tuulen aiheuttamista meren aalloista sähkömagneettisiin aaltoihin. Sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet riippuvat aallonpituudesta. Tällaiset aallot on jaettu useisiin tyyppeihin:

• Gammasäteet joiden aallonpituudet ovat jopa 0,01 nanometriä (nm).
• röntgenkuvat aallonpituudella - 0,01 nm - 10 nm.
• Aallot ultraviolettialue, joiden pituus on 10-380 nm. Ne ovat ihmissilmälle näkymättömiä.
• Valo sisään spektrin näkyvä osa aallonpituudella 380-700 nm.
• Näkymätön ihmisille infrapunasäteily aallonpituuksilla 700 nm - 1 millimetri.
• Infrapuna-aaltoja seuraa mikroaaltouuni, aallonpituuksilla 1 millimetristä 1 metriin.
• Pisin - radioaallot. Niiden pituus alkaa 1 metristä.

Tämä artikkeli käsittelee sähkömagneettista säteilyä ja erityisesti valoa. Siinä keskustellaan siitä, kuinka aallonpituus ja taajuus vaikuttavat valoon, mukaan lukien näkyvä spektri, ultravioletti- ja infrapunasäteily.

Elektromagneettinen säteily

Sähkömagneettinen säteily on energiaa, jonka ominaisuudet ovat samanlaisia ​​kuin aalloilla ja hiukkasilla. Tätä ominaisuutta kutsutaan aalto-partikkeli-kaksoisiksi. Sähkömagneettiset aallot koostuvat magneettisesta aallosta ja sitä vastaan ​​kohtisuorasta sähköaalosta.

Energiaa elektromagneettinen säteily- fotoneiksi kutsuttujen hiukkasten liikkeen tulos. Mitä korkeampi säteilytaajuus, sitä aktiivisempia ne ovat ja sitä enemmän ne voivat aiheuttaa haittaa elävien organismien soluille ja kudoksille. Tämä johtuu siitä, että mitä korkeampi säteilyn taajuus, sitä enemmän energiaa ne kuljettavat. Suurempi energia antaa heille mahdollisuuden muuttaa niiden aineiden molekyylirakennetta, joihin he vaikuttavat. Tästä syystä ultravioletti-, röntgen- ja gammasäteily ovat niin haitallisia eläimille ja kasveille. Valtava osa tästä säteilystä on avaruudessa. Sitä esiintyy myös maapallolla huolimatta siitä, että Maata ympäröivän ilmakehän otsonikerros peittää suurimman osan siitä.

Sähkömagneettinen säteily ja ilmakehä

Maan ilmakehä päästää vain sähkömagneettista säteilyä läpi tietyllä taajuudella. Maan ilmakehä estää useimmat gammasäteet, röntgensäteet, ultraviolettivalo, osa infrapunasäteilystä ja pitkät radioaallot. Ilmakehä imee ne itseensä eikä päästä niitä eteenpäin. Jotkut sähkömagneettiset aallot, erityisesti lyhytaaltosäteily, heijastuvat ionosfääristä. Kaikki muu säteily osuu maan pintaan. Ilmakehän ylemmissä kerroksissa eli kauempana maan pinnasta on enemmän säteilyä kuin alemmissa kerroksissa. Siksi mitä korkeammalle menet, sitä vaarallisempaa on eläville organismeille olla siellä ilman suojapukuja.

Ilmakehä päästää pienen määrän ultraviolettivaloa maahan, ja se on haitallista iholle. Ultraviolettisäteiden takia ihmiset palavat auringossa ja voivat jopa saada ihosyövän. Toisaalta jotkut ilmakehän välittämät säteet ovat hyödyllisiä. Esimerkiksi infrapunasäteitä, jotka osuvat maan pintaan, käytetään tähtitieteessä - infrapunateleskoopit tarkkailevat tähtitieteellisten esineiden lähettämiä infrapunasäteitä. Mitä korkeammalla olet maan pinnasta, sitä enemmän infrapunasäteilyä on, minkä vuoksi kaukoputket asennetaan usein vuorten huipulle ja muille korkeille paikoille. Joskus ne lähetetään avaruuteen parantamaan infrapunasäteiden näkyvyyttä.

Taajuuden ja aallonpituuden välinen suhde

Taajuus ja aallonpituus ovat kääntäen verrannollisia toisiinsa. Tämä tarkoittaa, että aallonpituuden kasvaessa taajuus pienenee ja päinvastoin. Se on helppo kuvitella: jos aaltoprosessin värähtelytaajuus on korkea, värähtelyjen välinen aika on paljon lyhyempi kuin aalloilla, joiden värähtelytaajuus on pienempi. Jos kuvittelet aallon kaaviossa, sen huippujen välinen etäisyys on pienempi, mitä enemmän se värähtelee tietyssä ajassa.

Aallon etenemisnopeuden määrittämiseksi väliaineessa on tarpeen kertoa aallon taajuus sen pituudella. Sähkömagneettiset aallot tyhjiössä kulkevat aina samalla nopeudella. Tämä nopeus tunnetaan valonnopeudena. Se vastaa 299 792 458 metriä sekunnissa.

Kevyt

Näkyvä valo on sähkömagneettisia aaltoja, joiden taajuus ja aallonpituus määräävät sen värin.

Aallonpituus ja väri

Näkyvän valon lyhin aallonpituus on 380 nanometriä. Se on violetti, jota seuraa sininen ja syaani, sitten vihreä, keltainen, oranssi ja lopuksi punainen. Valkoinen valo koostuu kaikista väreistä kerralla, eli valkoiset esineet heijastavat kaikkia värejä. Tämä voidaan nähdä käyttämällä prismaa. Sen sisään tuleva valo taittuu ja asettuu väriraidaksi samassa järjestyksessä kuin sateenkaaressa. Tämä sarja on väreistä, joilla on lyhin aallonpituus pisimpään. Aineen valon etenemisnopeuden riippuvuutta aallonpituudesta kutsutaan dispersioksi.

Sateenkaaret muodostetaan samalla tavalla. Sateen jälkeen ilmakehään hajallaan olevat vesipisarat käyttäytyvät samalla tavalla kuin prisma ja taittavat jokaisen aallon. Sateenkaaren värit ovat niin tärkeitä, että monilla kielillä on muistotekniikka, eli tekniikka sateenkaaren värien muistamiseen, joka on niin yksinkertainen, että jopa lapset muistavat ne. Monet venäjää puhuvat lapset tietävät, että "Jokainen metsästäjä haluaa tietää, missä fasaani istuu." Jotkut ihmiset keksivät omat muistionsa, ja tämä on erityisen hyödyllinen harjoitus lapsille, koska keksimällä oman menetelmänsä sateenkaaren värien muistamiseen, he muistavat ne nopeammin.

Valo, jolle ihmissilmä on herkin, on vihreä, ja sen aallonpituus on 555 nm kirkkaassa ympäristössä ja 505 nm hämärässä ja pimeässä. Kaikki eläimet eivät osaa erottaa värejä. Esimerkiksi kissoilla ei ole kehittynyt värinäkö. Toisaalta jotkut eläimet näkevät värit paljon paremmin kuin ihmiset. Esimerkiksi jotkut lajit näkevät ultravioletti- ja infrapunavaloa.

Valon heijastus

Esineen väri määräytyy sen pinnalta heijastuneen valon aallonpituuden mukaan. Valkoiset esineet heijastavat kaikki näkyvän spektrin aallot, kun taas mustat objektit päinvastoin absorboivat kaikki aallot eivätkä heijasta mitään.

Yksi luonnonmateriaaleista, joilla on korkea dispersiokerroin, on timantti. Oikein käsitellyt timantit heijastavat valoa sekä ulko- että sisäpinnalta ja taittavat sen, aivan kuten prisma. On tärkeää, että suurin osa tästä valosta heijastuu ylöspäin, kohti silmää, eikä esimerkiksi alaspäin, kehyksen sisään, missä se ei ole näkyvissä. Suuren dispersionsa ansiosta timantit loistavat erittäin kauniisti auringossa ja keinovalossa. Timantin tapaan leikattu lasi loistaa myös, mutta ei niin paljon. Tämä johtuu siitä, että kemiallisen koostumuksensa vuoksi timantit heijastavat valoa paljon paremmin kuin lasi. Timantteja leikattaessa käytetyt kulmat ovat äärimmäisen tärkeitä, koska liian terävät tai tylpät kulmat joko estävät valon heijastumisen sisäseinistä tai heijastavat valoa tilaan, kuten kuvassa näkyy.

Spektroskopia

Spektrianalyysiä tai spektroskopiaa käytetään joskus aineen kemiallisen koostumuksen määrittämiseen. Tämä menetelmä on erityisen hyvä, jos aineen kemiallista analyysiä ei voida suorittaa suoraan sen kanssa työskentelemällä, esimerkiksi määritettäessä tähtien kemiallista koostumusta. Kun tiedetään, mitä sähkömagneettista säteilyä keho absorboi, voidaan määrittää, mistä se koostuu. Absorptiospektroskopia, joka on yksi spektroskopian haaroista, määrittää, mitä säteilyä keho absorboi. Tällainen analyysi voidaan tehdä etäältä, joten sitä käytetään usein tähtitieteessä sekä työskentelyssä myrkyllisten ja vaarallisten aineiden kanssa.

Sähkömagneettisen säteilyn esiintymisen määrittäminen

Näkyvä valo, kuten kaikki sähkömagneettinen säteily, on energiaa. Mitä enemmän energiaa säteilee, sitä helpompi tämä säteily on mitata. Säteilevän energian määrä vähenee aallonpituuden kasvaessa. Näkö on mahdollista juuri siksi, että ihmiset ja eläimet tunnistavat tämän energian ja tuntevat eron eri aallonpituuksilla olevan säteilyn välillä. Silmä havaitsee eripituisen sähkömagneettisen säteilyn erivärisinä. Tämän periaatteen mukaisesti eivät toimi vain eläinten ja ihmisten silmät, vaan myös ihmisten luomat tekniikat sähkömagneettisen säteilyn käsittelemiseksi.

Näkyvä valo

Ihmiset ja eläimet näkevät monenlaista sähkömagneettista säteilyä. Useimmat ihmiset ja esimerkiksi eläimet reagoivat näkyvä valo, ja jotkut eläimet reagoivat myös ultravioletti- ja infrapunasäteisiin. Kaikilla eläimillä ei ole kykyä erottaa värejä - jotkut näkevät vain eron vaaleiden ja tummien pintojen välillä. Aivomme määrittävät värin tällä tavalla: sähkömagneettisen säteilyn fotonit pääsevät silmään verkkokalvolle ja kulkiessaan sen läpi virittävät kartioita, silmän fotoreseptoreita. Tämän seurauksena signaali välittyy hermoston kautta aivoihin. Silmissä on kartioiden lisäksi myös muita valoreseptoreita, sauvoja, mutta ne eivät pysty erottamaan värejä. Niiden tarkoitus on määrittää valon kirkkaus ja voimakkuus.

Silmässä on yleensä useita eri tyyppisiä kartioita. Ihmisiä on kolme tyyppiä, joista jokainen absorboi valon fotoneja tietyillä aallonpituuksilla. Kun ne imeytyvät, se tapahtuu kemiallinen reaktio, jonka seurauksena hermoimpulssit, joissa on tietoa aallonpituudesta, tulevat aivoihin. Aivojen visuaalinen aivokuori käsittelee näitä signaaleja. Tämä on aivojen alue, joka vastaa äänen havaitsemisesta. Jokainen kartiotyyppi on vastuussa vain tietynpituisista aallonpituuksista, joten täydellisen kuvan saamiseksi väristä lasketaan yhteen kaikista kartioista saadut tiedot.

Joillakin eläimillä on jopa enemmän kartioita kuin ihmisillä. Esimerkiksi joillakin kala- ja lintulajilla on neljästä viiteen tyyppiä. Mielenkiintoista on, että joidenkin eläinten naarailla on enemmän käpyjä kuin miehillä. Joidenkin lintujen, kuten lokkien, jotka pyytävät saalista vedessä tai veden pinnalla, käpyissä on keltaisia ​​tai punaisia ​​öljypisaroita, jotka toimivat suodattimena. Tämä auttaa heitä näkemään enemmän värejä. Matelijoiden silmät on suunniteltu samalla tavalla.

Infrapunavalo

Käärmeillä, toisin kuin ihmisillä, ei ole vain visuaalisia reseptoreita, vaan myös aistielimiä, jotka reagoivat infrapunasäteily. Ne imevät infrapunasäteiden energiaa eli reagoivat lämpöön. Jotkut laitteet, kuten yönäkölaitteet, reagoivat myös infrapunasäteilijän tuottamaan lämpöön. Tällaisia ​​laitteita käytetään armeijassa sekä tilojen ja alueen turvallisuuden varmistamiseksi. Eläimet, jotka näkevät infrapunavaloa, ja laitteet, jotka voivat tunnistaa sen, eivät näe vain kohteita, jotka ovat tällä hetkellä näkökentässään, vaan myös jälkiä esineistä, eläimistä tai ihmisistä, jotka ovat olleet siellä aiemmin, jos aikaa ei ole kulunut liikaa . paljon aikaa. Esimerkiksi käärmeet voivat nähdä, ovatko jyrsijät kaivaneet kuoppaa maahan, ja yönäkölaitteita käyttävät poliisit voivat nähdä, onko rikoksen todisteita, kuten rahaa, huumeita tai jotain muuta, piilotettu hiljattain maahan. . Infrapunasäteilyn tallentamiseen tarkoitettuja laitteita käytetään teleskoopeissa sekä säiliöiden ja kameroiden vuotojen varalta. Niiden avulla lämpövuodon sijainti voidaan nähdä selvästi. Lääketieteessä infrapunavalokuvia käytetään diagnostisiin tarkoituksiin. Taiteen historiassa - määrittää, mitä ylimmän maalikerroksen alla on kuvattu. Pimeänäkölaitteita käytetään tilojen suojaamiseen.

UV-valo

Jotkut kalat näkevät UV-valo. Niiden silmät sisältävät pigmenttiä, joka on herkkä ultraviolettisäteille. Kalan iho sisältää ultraviolettivaloa heijastavia alueita, jotka ovat näkymättömiä ihmisille ja muille eläimille - joita käytetään usein eläinkunnassa eläinten sukupuolen merkitsemiseen sekä sosiaalisiin tarkoituksiin. Jotkut linnut näkevät myös ultraviolettivaloa. Tämä taito on erityisen tärkeä parittelukaudella, jolloin linnut etsivät potentiaalisia partisia. Joidenkin kasvien pinnat heijastavat myös ultraviolettivaloa hyvin, ja sen näkeminen auttaa ruoan löytämisessä. Kalojen ja lintujen lisäksi jotkut matelijat näkevät ultraviolettivaloa, kuten kilpikonnat, liskot ja vihreät leguaanit (näkyy kuvassa).

Ihmissilmä, kuten eläimen silmät, imee ultraviolettivaloa, mutta ei pysty käsittelemään sitä. Ihmisillä se tuhoaa silmän soluja, erityisesti sarveiskalvossa ja linssissä. Tämä puolestaan ​​aiheuttaa erilaisia ​​sairauksia ja jopa sokeutta. Vaikka ultraviolettivalo on haitallista näkökyvylle, ihmiset ja eläimet tarvitsevat pieniä määriä D-vitamiinin tuottamiseen. Ultraviolettisäteilyä, kuten infrapunaa, käytetään monilla teollisuudenaloilla, esimerkiksi lääketieteessä desinfiointiin, tähtitiedessä tähtien ja muiden esineiden havainnointiin sekä kemia nestemäisten aineiden kiinteyttämiseen sekä visualisointiin eli kaavioiden luomiseen aineiden jakautumisesta tietyssä tilassa. Ultraviolettivalon avulla väärennetyt setelit ja passit havaitaan, jos niihin on painettu erikoismusteella merkkejä, jotka voidaan tunnistaa ultraviolettivalolla. Asiakirjaväärennösten tapauksessa ultraviolettilamppu ei aina auta, koska rikolliset käyttävät joskus todellista asiakirjaa ja korvaavat siinä valokuvan tai muita tietoja, joten merkintä ultraviolettilamput jäännökset. Ultraviolettivalolle on myös monia muita käyttötapoja.

Värisokeus

Näköhäiriöiden vuoksi jotkut ihmiset eivät pysty erottamaan värejä. Tätä ongelmaa kutsutaan värisokeudeksi tai värisokeudeksi, ja se on nimetty sen henkilön mukaan, joka kuvaili ensimmäisen kerran tämän näköominaisuuden. Joskus ihmiset eivät näe värejä vain tietyllä aallonpituudella, ja joskus he eivät näe värejä ollenkaan. Usein syynä ovat alikehittyneet tai vaurioituneet fotoreseptorit, mutta joissain tapauksissa ongelmana on hermopolkujen, kuten näkökuoren, jossa väritietoa käsitellään, vaurioituminen. Monissa tapauksissa tämä tila aiheuttaa haittoja ja ongelmia ihmisille ja eläimille, mutta joskus kyvyttömyys erottaa värejä päinvastoin on etu. Tämän vahvistaa se tosiasia, että monien vuosien evoluutiosta huolimatta monilla eläimillä ei ole kehittynyt värinäköä. Värisokeat ihmiset ja eläimet voivat esimerkiksi nähdä selvästi muiden eläinten naamioinnin.

Värisokeuden eduista huolimatta sitä pidetään ongelmana yhteiskunnassa, ja jotkut ammatit ovat suljettuja värisokeudelta. He eivät yleensä voi saada täydellisiä oikeuksia lentää lentokoneella ilman rajoituksia. Monissa maissa näiden henkilöiden ajokortteja on myös rajoitettu, ja joissain tapauksissa he eivät voi saada ajokorttia ollenkaan. Siksi he eivät aina löydä työtä, jossa heidän tarvitsee ajaa autoa, lentokonetta tai muuta ajoneuvoja. Heillä on myös vaikeuksia löytää töitä, joissa kyky tunnistaa ja käyttää värejä on tärkeää. Heidän on esimerkiksi vaikea ryhtyä suunnittelijoiksi tai työskennellä ympäristössä, jossa väriä käytetään signaalina (esimerkiksi vaarasta).

Parhaillaan tehdään työtä suotuisampien olosuhteiden luomiseksi värisokeudesta kärsiville. Esimerkiksi on taulukoita, joissa värit vastaavat kylttejä, ja joissain maissa näitä kylttejä käytetään laitoksissa ja julkisilla paikoilla värien ohella. Jotkut suunnittelijat eivät käytä tai rajoita värien käyttöä välittämiseen tärkeää tietoa hänen teoksissaan. Värien sijasta tai sen rinnalla he käyttävät kirkkautta, tekstiä ja muita keinoja tiedon korostamiseen, jotta myös värisokeat voivat saada täysin suunnittelijan välittämän tiedon. Useimmissa tapauksissa värisokeat eivät pysty erottamaan punaista ja vihreää, joten suunnittelijat joskus korvaavat yhdistelmän "punainen = vaara, vihreä = okei" punaisella ja sinisellä. Suurin osa käyttöjärjestelmät Niiden avulla voit myös säätää värejä niin, että värisokeat voivat nähdä kaiken.

Väri konenäössä

Värillinen tietokonenäkö on nopeasti kasvava tekoälyn ala. Viime aikoihin asti suurin osa työstä tällä alalla tehtiin yksivärisillä kuvilla, mutta nyt yhä useammat tieteelliset laboratoriot työskentelevät värien kanssa. Joitakin yksiväristen kuvien käsittelyyn tarkoitettuja algoritmeja käytetään myös värikuvien käsittelyyn.

Sovellus

Tietokonenäköä käytetään useilla teollisuudenaloilla, kuten robottien, itseohjautuvien autojen ja miehittämättömien ilma-alusten ohjaamisessa. Se on hyödyllinen tietoturva-alalla esimerkiksi ihmisten ja esineiden tunnistamiseen valokuvista, tietokannoista etsimiseen, esineiden liikkeen seuraamiseen värin mukaan jne. Liikkuvien kohteiden sijainnin määrittäminen antaa tietokoneen määrittää suunnan, johon henkilö katsoo, tai seurata autojen, ihmisten, käsien ja muiden esineiden liikettä.

Tuntemattomien esineiden tunnistamiseksi oikein on tärkeää tietää niiden muoto ja muut ominaisuudet, mutta tiedot väristä eivät ole niin tärkeitä. Kun työskentelet tuttujen esineiden kanssa, väri päinvastoin auttaa tunnistamaan ne nopeammin. Värien kanssa työskentely on myös kätevää, koska väritietoa voidaan saada jopa matalaresoluutioisista kuvista. Esineen muodon tunnistaminen sen värin sijaan vaatii korkeaa resoluutiota. Värien käyttäminen objektin muodon sijaan vähentää kuvankäsittelyaikaa ja käyttää vähemmän tietokoneen resursseja. Väri auttaa tunnistamaan samanmuotoiset esineet, ja sitä voidaan käyttää myös merkkinä tai merkkinä (esim. punainen on vaaramerkki). Tässä tapauksessa sinun ei tarvitse tunnistaa tämän merkin muotoa tai siihen kirjoitettua tekstiä. YouTube-sivustolla on monia mielenkiintoisia esimerkkejä värikonenäön käytöstä.

Käsitellään väritietoja

Tietokoneen käsittelemät valokuvat ovat joko käyttäjien lataamia tai ne on otettu sisäänrakennetulla kameralla. Digitaalisen valokuvauksen ja videokuvauksen prosessi hallitaan hyvin, mutta näiden kuvien käsittelyyn, erityisesti värillisiin, liittyy monia vaikeuksia, joista monia ei ole vielä ratkaistu. Tämä johtuu siitä, että värinäkö ihmisillä ja eläimillä on hyvin monimutkaista, eikä ihmisen näön kaltaisen tietokonenäön luominen ole helppoa. Näkö, kuten kuulo, perustuu sopeutumiseen ympäristöön. Äänen havaitseminen ei riipu pelkästään äänen taajuudesta, äänenpaineesta ja kestosta, vaan myös muiden äänien läsnäolosta tai poissaolosta ympäristössä. Sama koskee näköä - värin havaitseminen ei riipu vain taajuudesta ja aallonpituudesta, vaan myös ympäristön ominaisuuksista. Esimerkiksi ympäröivien esineiden värit vaikuttavat värikäsitykseen.

Evoluution näkökulmasta tällainen sopeutuminen on välttämätöntä, jotta voimme tottua ympäristöön ja lakata kiinnittämästä huomiota merkityksettömiin elementteihin ja ohjata täyden huomiomme ympäristön muuttumiseen. Tämä on välttämätöntä petoeläinten havaitsemiseksi ja ravinnon löytämiseksi. Joskus tästä sopeutumisesta johtuu optisia illuusioita. Esimerkiksi ympäröivien esineiden väristä riippuen havaitsemme kahden kohteen värin eri tavalla, vaikka ne heijastavat valoa samalla aallonpituudella. Kuvassa on esimerkki tällaisesta optisesta harhasta. Ruskea neliö kuvan yläosassa (toinen rivi, toinen sarake) näyttää vaaleammalta kuin ruskea neliö kuvan alaosassa (viides rivi, toinen sarake). Itse asiassa niiden värit ovat samat. Vaikka tiedämme tämän, havaitsemme ne silti eri väreinä. Koska käsityksemme väristä on niin monimutkainen, ohjelmoijien on vaikea kuvailla kaikkia näitä tietokonenäköalgoritmien vivahteita. Näistä vaikeuksista huolimatta olemme jo saavuttaneet paljon tällä alalla.

Unit Converter -artikkelit on toimittanut ja kuvittanut Anatoli Zolotkov

Onko mittayksiköiden kääntäminen kielestä toiseen vaikeaa? Kollegat ovat valmiita auttamaan sinua. Lähetä kysymys TCTermsissä ja saat vastauksen muutamassa minuutissa.

Siemens (symboli: Cm, S) sähkönjohtavuuden mittayksikkö SI-järjestelmässä, ohmin käänteisluku. Ennen toista maailmansotaa (Neuvostoliitossa 1960-luvulle asti) siemens oli nimitys sähkövastuksen yksikölle, joka vastasi vastusta ... Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Becquerel. Becquerel (symboli: Bq, Bq) on radioaktiivisen lähteen aktiivisuuden mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI). Yksi becquerel määritellään lähteen aktiivisuudeksi ... ... Wikipediassa

Kandela (symboli: cd, cd) on yksi seitsemästä SI-järjestelmän perusmittayksiköstä, joka vastaa taajuudella 540·1012 hertsin monokromaattisen säteilyn lähteen tiettyyn suuntaan säteilemän valon voimakkuutta. jonka energinen intensiteetti on ... ... Wikipedia

Sievert (symboli: Sv, Sv) ionisoivan säteilyn efektiivisten ja ekvivalenttiannosten mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI), käytössä vuodesta 1979. 1 sievert on kilon absorboima energiamäärä... .. Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Newton. Newton (symboli: N) on kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) voimayksikkö. Hyväksytty kansainvälinen nimi on newton (nimitys: N). Newtonin johdettu yksikkö. Perustuu toiseen... ...Wikipediaan

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Siemens. Siemens (venäläinen nimitys: Sm; kansainvälinen nimitys: S) sähkönjohtavuuden mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI), ohmin käänteisluku. Muiden kautta... ...Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Pascal (merkityksiä). Pascal (symboli: Pa, kansainvälinen: Pa) paineen yksikkö (mekaaninen jännitys) kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI). Pascal on yhtä kuin paine... ... Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Tesla. Tesla (venäläinen nimitys: T; kansainvälinen nimitys: T) magneettikentän induktion mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI), joka on numeerisesti yhtä suuri kuin tällaisen ... ... Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Harmaa. Harmaa (symboli: Gr, Gy) on ionisoivan säteilyn absorboidun annoksen mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI). Imeytynyt annos on yhtä suuri kuin yksi harmaa, jos tulos on... ... Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Weber. Weber (symboli: Wb, Wb) magneettivuon mittayksikkö SI-järjestelmässä. Määritelmän mukaan magneettivuon muutos suljetun silmukan kautta nopeudella yksi weber sekunnissa indusoi... ... Wikipedia

Pituus- ja etäisyysmuunnin Massamuunnin Bulkkituotteiden ja elintarvikkeiden tilavuusmittausten muunnin Pinta-alamuunnin Kulinaaristen reseptien tilavuuden ja mittayksiköiden muuntaja Lämpötilamuunnin Paineen, mekaanisen rasituksen, Youngin moduulin muunnin Energian ja työn muuntaja Tehon muunnin Voiman muunnin Ajanmuunnin Lineaarinen nopeusmuunnin Tasakulmamuunnin lämpöhyötysuhteen ja polttoainetehokkuuden muuntaja Eri numerojärjestelmien lukujen muuntaja Tiedon määrän mittayksiköiden muunnin Valuuttakurssit Naisten vaatteet ja kenkäkoot Miesten vaatteet ja kenkäkoot Kulmanopeus- ja pyörimistaajuusmuuttaja Kiihtyvyysmuunnin Kulmakiihtyvyysmuunnin Tiheysmuunnin Ominaistilavuuden muunnin Hitausmomenttimuunnin Voiman momenttimuunnin Momentinmuunnin Ominaislämpö muunnin (massan mukaan) Muuntimen energiatiheys ja ominaislämpö (tilavuuden mukaan) Lämpölaajenemismuuntimen kerroin Lämpövastusmuunnin Lämmönjohtavuusmuunnin Ominaislämpökapasiteetin muunnin Energiaaltistuksen ja lämpösäteilyn tehomuunnin Lämpövuon tiheysmuunnin Lämmönsiirtokertoimen muunnin Tilavuusvirtamuunnin Massavirtauksen muunnin Molaarivirtausmuunnin Massavirtauksen tiheyden muunnin Molaarikonsentraatiomuunnin Liuoksen massakonsentraatio Dynaaminen (absoluuttinen) viskositeettimuunnin Kinemaattinen viskositeettimuunnin Pintajännitysmuunnin Höyrynläpäisevyyden muuntaja Vesihöyryvirtauksen tiheyden muuntaja Äänitasomuunnin Mikrofonin herkkyysmuunnin Muunnin Äänenpainetaso (SPL) Äänenpainetason muunnin valittavalla referenssipaineella Luminanssin muuntaja Valonvoimakkuuden muuntaja Tietokoneen valovoimakkuuden muuntaja Valonvoimakkuus ja Grafiikka Aallonpituusmuunnin Diopteriteho ja polttopituus Diopteriteho ja linssin suurennus (×) Muunnin sähkövaraus Lineaarinen varaustiheyden muunnin Pintavaraustiheyden muunnin Tilavuusvaraustiheyden muunnin Sähkövirran muunnin Lineaarisen virrantiheyden muuntaja Pintavirrantiheyden muuntaja Sähkökentänvoimakkuuden muunnin Sähköstaattisen potentiaalin ja jännitteen muunnin Sähkövastusmuunnin Sähkövastusmuunnin Sähkönjohtavuuden muunnin Sähkönjohtavuuden muunnin Sähkökapasitanssin induktanssimuunnin American Wire Gauge -muunnin Tasot dBm (dBm tai dBm), dBV (dBV), watteina jne. yksiköt Magnetomotorinen voimamuunnin Magneettikentän voimakkuusmuunnin Magneettivuon muunnin Magneettiinduktiomuunnin Säteily. Ionisoivan säteilyn absorboitunut annosnopeusmuunnin Radioaktiivisuus. Radioaktiivinen hajoamismuunnin Säteily. Altistuksen annoksen muuntaja Säteily. Absorboitunut annosmuunnin Desimaalietuliitemuunnin Tiedonsiirto Typografia- ja kuvankäsittelyyksikkömuunnin Puun tilavuusyksikkömuunnin Moolimassan laskeminen D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä

1 gigahertsi [GHz] = 1000000000 hertsiä [Hz]

Alkuarvo

Muunnettu arvo

hertsi eksahertsi petahertsi terahertsi gigahertsi megahertsi kilohertsi hektohertsi dekahertsi dekahertsi senttihertsi millihertsi mikrohertsi nanohertsi pikohertsi femtohertsi attohertsi jaksot per sekunti aallonpituus ekahertseinä aallonpituuksina aallon metrit pituus kilometreinä aallonpituus hehtometreinä aallot dekametreinä aallonpituus metreinä aallonpituus desimetreinä aallonpituus senttimetreinä aallonpituus millimetreinä aallonpituus mikrometreinä Compton elektronin aallonpituus Compton protonin aallonpituus Compton neutronin aallonpituus kierrosta sekunnissa kierrosta minuutissa kierrosta tunnissa kierrosta päivässä

Lisää taajuudesta ja aallonpituudesta

Yleistä tietoa

Taajuus

Taajuus on suure, joka mittaa, kuinka usein tietty jaksollinen prosessi toistetaan. Fysiikassa taajuutta käytetään kuvaamaan aaltoprosessien ominaisuuksia. Aaltotaajuus on aaltoprosessin täydellisten jaksojen lukumäärä aikayksikköä kohti. Taajuuden SI-yksikkö on hertsi (Hz). Yksi hertsi on yhtä värähtelyä sekunnissa.

Aallonpituus

Luonnossa on monia erilaisia ​​aaltoja tuulen aiheuttamista meren aalloista sähkömagneettisiin aaltoihin. Sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet riippuvat aallonpituudesta. Tällaiset aallot on jaettu useisiin tyyppeihin:

• Gammasäteet joiden aallonpituudet ovat jopa 0,01 nanometriä (nm).
• röntgenkuvat aallonpituudella - 0,01 nm - 10 nm.
• Aallot ultraviolettialue, joiden pituus on 10-380 nm. Ne ovat ihmissilmälle näkymättömiä.
• Valo sisään spektrin näkyvä osa aallonpituudella 380-700 nm.
• Näkymätön ihmisille infrapunasäteily aallonpituuksilla 700 nm - 1 millimetri.
• Infrapuna-aaltoja seuraa mikroaaltouuni, aallonpituuksilla 1 millimetristä 1 metriin.
• Pisin - radioaallot. Niiden pituus alkaa 1 metristä.

Tämä artikkeli käsittelee sähkömagneettista säteilyä ja erityisesti valoa. Siinä keskustellaan siitä, kuinka aallonpituus ja taajuus vaikuttavat valoon, mukaan lukien näkyvä spektri, ultravioletti- ja infrapunasäteily.

Elektromagneettinen säteily

Sähkömagneettinen säteily on energiaa, jonka ominaisuudet ovat samanlaisia ​​kuin aalloilla ja hiukkasilla. Tätä ominaisuutta kutsutaan aalto-partikkeli-kaksoisiksi. Sähkömagneettiset aallot koostuvat magneettisesta aallosta ja sitä vastaan ​​kohtisuorasta sähköaalosta.

Sähkömagneettisen säteilyn energia on seurausta fotoneiksi kutsuttujen hiukkasten liikkeestä. Mitä korkeampi säteilytaajuus, sitä aktiivisempia ne ovat ja sitä enemmän ne voivat aiheuttaa haittaa elävien organismien soluille ja kudoksille. Tämä johtuu siitä, että mitä korkeampi säteilyn taajuus, sitä enemmän energiaa ne kuljettavat. Suurempi energia antaa heille mahdollisuuden muuttaa niiden aineiden molekyylirakennetta, joihin he vaikuttavat. Tästä syystä ultravioletti-, röntgen- ja gammasäteily ovat niin haitallisia eläimille ja kasveille. Valtava osa tästä säteilystä on avaruudessa. Sitä esiintyy myös maapallolla huolimatta siitä, että Maata ympäröivän ilmakehän otsonikerros peittää suurimman osan siitä.

Sähkömagneettinen säteily ja ilmakehä

Maan ilmakehä päästää vain sähkömagneettista säteilyä läpi tietyllä taajuudella. Maan ilmakehä estää useimmat gammasäteet, röntgensäteet, ultraviolettivalo, osa infrapunasäteilystä ja pitkät radioaallot. Ilmakehä imee ne itseensä eikä päästä niitä eteenpäin. Jotkut sähkömagneettiset aallot, erityisesti lyhytaaltosäteily, heijastuvat ionosfääristä. Kaikki muu säteily osuu maan pintaan. Ilmakehän ylemmissä kerroksissa eli kauempana maan pinnasta on enemmän säteilyä kuin alemmissa kerroksissa. Siksi mitä korkeammalle menet, sitä vaarallisempaa on eläville organismeille olla siellä ilman suojapukuja.

Ilmakehä päästää pienen määrän ultraviolettivaloa maahan, ja se on haitallista iholle. Ultraviolettisäteiden takia ihmiset palavat auringossa ja voivat jopa saada ihosyövän. Toisaalta jotkut ilmakehän välittämät säteet ovat hyödyllisiä. Esimerkiksi infrapunasäteitä, jotka osuvat maan pintaan, käytetään tähtitieteessä - infrapunateleskoopit tarkkailevat tähtitieteellisten esineiden lähettämiä infrapunasäteitä. Mitä korkeammalla olet maan pinnasta, sitä enemmän infrapunasäteilyä on, minkä vuoksi kaukoputket asennetaan usein vuorten huipulle ja muille korkeille paikoille. Joskus ne lähetetään avaruuteen parantamaan infrapunasäteiden näkyvyyttä.

Taajuuden ja aallonpituuden välinen suhde

Taajuus ja aallonpituus ovat kääntäen verrannollisia toisiinsa. Tämä tarkoittaa, että aallonpituuden kasvaessa taajuus pienenee ja päinvastoin. Se on helppo kuvitella: jos aaltoprosessin värähtelytaajuus on korkea, värähtelyjen välinen aika on paljon lyhyempi kuin aalloilla, joiden värähtelytaajuus on pienempi. Jos kuvittelet aallon kaaviossa, sen huippujen välinen etäisyys on pienempi, mitä enemmän se värähtelee tietyssä ajassa.

Aallon etenemisnopeuden määrittämiseksi väliaineessa on tarpeen kertoa aallon taajuus sen pituudella. Sähkömagneettiset aallot tyhjiössä kulkevat aina samalla nopeudella. Tämä nopeus tunnetaan valonnopeudena. Se vastaa 299 792 458 metriä sekunnissa.

Kevyt

Näkyvä valo on sähkömagneettisia aaltoja, joiden taajuus ja aallonpituus määräävät sen värin.

Aallonpituus ja väri

Näkyvän valon lyhin aallonpituus on 380 nanometriä. Se on violetti, jota seuraa sininen ja syaani, sitten vihreä, keltainen, oranssi ja lopuksi punainen. Valkoinen valo koostuu kaikista väreistä kerralla, eli valkoiset esineet heijastavat kaikkia värejä. Tämä voidaan nähdä käyttämällä prismaa. Sen sisään tuleva valo taittuu ja asettuu väriraidaksi samassa järjestyksessä kuin sateenkaaressa. Tämä sarja on väreistä, joilla on lyhin aallonpituus pisimpään. Aineen valon etenemisnopeuden riippuvuutta aallonpituudesta kutsutaan dispersioksi.

Sateenkaaret muodostetaan samalla tavalla. Sateen jälkeen ilmakehään hajallaan olevat vesipisarat käyttäytyvät samalla tavalla kuin prisma ja taittavat jokaisen aallon. Sateenkaaren värit ovat niin tärkeitä, että monilla kielillä on muistotekniikka, eli tekniikka sateenkaaren värien muistamiseen, joka on niin yksinkertainen, että jopa lapset muistavat ne. Monet venäjää puhuvat lapset tietävät, että "Jokainen metsästäjä haluaa tietää, missä fasaani istuu." Jotkut ihmiset keksivät omat muistionsa, ja tämä on erityisen hyödyllinen harjoitus lapsille, koska keksimällä oman menetelmänsä sateenkaaren värien muistamiseen, he muistavat ne nopeammin.

Valo, jolle ihmissilmä on herkin, on vihreä, ja sen aallonpituus on 555 nm kirkkaassa ympäristössä ja 505 nm hämärässä ja pimeässä. Kaikki eläimet eivät osaa erottaa värejä. Esimerkiksi kissoilla ei ole kehittynyt värinäkö. Toisaalta jotkut eläimet näkevät värit paljon paremmin kuin ihmiset. Esimerkiksi jotkut lajit näkevät ultravioletti- ja infrapunavaloa.

Valon heijastus

Esineen väri määräytyy sen pinnalta heijastuneen valon aallonpituuden mukaan. Valkoiset esineet heijastavat kaikki näkyvän spektrin aallot, kun taas mustat objektit päinvastoin absorboivat kaikki aallot eivätkä heijasta mitään.

Yksi luonnonmateriaaleista, joilla on korkea dispersiokerroin, on timantti. Oikein käsitellyt timantit heijastavat valoa sekä ulko- että sisäpinnalta ja taittavat sen, aivan kuten prisma. On tärkeää, että suurin osa tästä valosta heijastuu ylöspäin, kohti silmää, eikä esimerkiksi alaspäin, kehyksen sisään, missä se ei ole näkyvissä. Suuren dispersionsa ansiosta timantit loistavat erittäin kauniisti auringossa ja keinovalossa. Timantin tapaan leikattu lasi loistaa myös, mutta ei niin paljon. Tämä johtuu siitä, että kemiallisen koostumuksensa vuoksi timantit heijastavat valoa paljon paremmin kuin lasi. Timantteja leikattaessa käytetyt kulmat ovat äärimmäisen tärkeitä, koska liian terävät tai tylpät kulmat joko estävät valon heijastumisen sisäseinistä tai heijastavat valoa tilaan, kuten kuvassa näkyy.

Spektroskopia

Spektrianalyysiä tai spektroskopiaa käytetään joskus aineen kemiallisen koostumuksen määrittämiseen. Tämä menetelmä on erityisen hyvä, jos aineen kemiallista analyysiä ei voida suorittaa suoraan sen kanssa työskentelemällä, esimerkiksi määritettäessä tähtien kemiallista koostumusta. Kun tiedetään, mitä sähkömagneettista säteilyä keho absorboi, voidaan määrittää, mistä se koostuu. Absorptiospektroskopia, joka on yksi spektroskopian haaroista, määrittää, mitä säteilyä keho absorboi. Tällainen analyysi voidaan tehdä etäältä, joten sitä käytetään usein tähtitieteessä sekä työskentelyssä myrkyllisten ja vaarallisten aineiden kanssa.

Sähkömagneettisen säteilyn esiintymisen määrittäminen

Näkyvä valo, kuten kaikki sähkömagneettinen säteily, on energiaa. Mitä enemmän energiaa säteilee, sitä helpompi tämä säteily on mitata. Säteilevän energian määrä vähenee aallonpituuden kasvaessa. Näkö on mahdollista juuri siksi, että ihmiset ja eläimet tunnistavat tämän energian ja tuntevat eron eri aallonpituuksilla olevan säteilyn välillä. Silmä havaitsee eripituisen sähkömagneettisen säteilyn erivärisinä. Tämän periaatteen mukaisesti eivät toimi vain eläinten ja ihmisten silmät, vaan myös ihmisten luomat tekniikat sähkömagneettisen säteilyn käsittelemiseksi.

Näkyvä valo

Ihmiset ja eläimet näkevät monenlaista sähkömagneettista säteilyä. Useimmat ihmiset ja esimerkiksi eläimet reagoivat näkyvä valo, ja jotkut eläimet reagoivat myös ultravioletti- ja infrapunasäteisiin. Kaikilla eläimillä ei ole kykyä erottaa värejä - jotkut näkevät vain eron vaaleiden ja tummien pintojen välillä. Aivomme määrittävät värin tällä tavalla: sähkömagneettisen säteilyn fotonit pääsevät silmään verkkokalvolle ja kulkiessaan sen läpi virittävät kartioita, silmän fotoreseptoreita. Tämän seurauksena signaali välittyy hermoston kautta aivoihin. Silmissä on kartioiden lisäksi myös muita valoreseptoreita, sauvoja, mutta ne eivät pysty erottamaan värejä. Niiden tarkoitus on määrittää valon kirkkaus ja voimakkuus.

Silmässä on yleensä useita eri tyyppisiä kartioita. Ihmisiä on kolme tyyppiä, joista jokainen absorboi valon fotoneja tietyillä aallonpituuksilla. Kun ne imeytyvät, tapahtuu kemiallinen reaktio, jonka seurauksena aivoihin lähetetään hermoimpulsseja, joissa on tietoa aallonpituudesta. Aivojen visuaalinen aivokuori käsittelee näitä signaaleja. Tämä on aivojen alue, joka vastaa äänen havaitsemisesta. Jokainen kartiotyyppi on vastuussa vain tietynpituisista aallonpituuksista, joten täydellisen kuvan saamiseksi väristä lasketaan yhteen kaikista kartioista saadut tiedot.

Joillakin eläimillä on jopa enemmän kartioita kuin ihmisillä. Esimerkiksi joillakin kala- ja lintulajilla on neljästä viiteen tyyppiä. Mielenkiintoista on, että joidenkin eläinten naarailla on enemmän käpyjä kuin miehillä. Joidenkin lintujen, kuten lokkien, jotka pyytävät saalista vedessä tai veden pinnalla, käpyissä on keltaisia ​​tai punaisia ​​öljypisaroita, jotka toimivat suodattimena. Tämä auttaa heitä näkemään enemmän värejä. Matelijoiden silmät on suunniteltu samalla tavalla.

Infrapunavalo

Käärmeillä, toisin kuin ihmisillä, ei ole vain visuaalisia reseptoreita, vaan myös aistielimiä, jotka reagoivat infrapunasäteily. Ne imevät infrapunasäteiden energiaa eli reagoivat lämpöön. Jotkut laitteet, kuten yönäkölaitteet, reagoivat myös infrapunasäteilijän tuottamaan lämpöön. Tällaisia ​​laitteita käytetään armeijassa sekä tilojen ja alueen turvallisuuden varmistamiseksi. Eläimet, jotka näkevät infrapunavaloa, ja laitteet, jotka voivat tunnistaa sen, eivät näe vain kohteita, jotka ovat tällä hetkellä näkökentässään, vaan myös jälkiä esineistä, eläimistä tai ihmisistä, jotka ovat olleet siellä aiemmin, jos aikaa ei ole kulunut liikaa . paljon aikaa. Esimerkiksi käärmeet voivat nähdä, ovatko jyrsijät kaivaneet kuoppaa maahan, ja yönäkölaitteita käyttävät poliisit voivat nähdä, onko rikoksen todisteita, kuten rahaa, huumeita tai jotain muuta, piilotettu hiljattain maahan. . Infrapunasäteilyn tallentamiseen tarkoitettuja laitteita käytetään teleskoopeissa sekä säiliöiden ja kameroiden vuotojen varalta. Niiden avulla lämpövuodon sijainti voidaan nähdä selvästi. Lääketieteessä infrapunavalokuvia käytetään diagnostisiin tarkoituksiin. Taiteen historiassa - määrittää, mitä ylimmän maalikerroksen alla on kuvattu. Pimeänäkölaitteita käytetään tilojen suojaamiseen.

UV-valo

Jotkut kalat näkevät UV-valo. Niiden silmät sisältävät pigmenttiä, joka on herkkä ultraviolettisäteille. Kalan iho sisältää ultraviolettivaloa heijastavia alueita, jotka ovat näkymättömiä ihmisille ja muille eläimille - joita käytetään usein eläinkunnassa eläinten sukupuolen merkitsemiseen sekä sosiaalisiin tarkoituksiin. Jotkut linnut näkevät myös ultraviolettivaloa. Tämä taito on erityisen tärkeä parittelukaudella, jolloin linnut etsivät potentiaalisia partisia. Joidenkin kasvien pinnat heijastavat myös ultraviolettivaloa hyvin, ja sen näkeminen auttaa ruoan löytämisessä. Kalojen ja lintujen lisäksi jotkut matelijat näkevät ultraviolettivaloa, kuten kilpikonnat, liskot ja vihreät leguaanit (näkyy kuvassa).

Ihmissilmä, kuten eläimen silmät, imee ultraviolettivaloa, mutta ei pysty käsittelemään sitä. Ihmisillä se tuhoaa silmän soluja, erityisesti sarveiskalvossa ja linssissä. Tämä puolestaan ​​aiheuttaa erilaisia ​​sairauksia ja jopa sokeutta. Vaikka ultraviolettivalo on haitallista näkökyvylle, ihmiset ja eläimet tarvitsevat pieniä määriä D-vitamiinin tuottamiseen. Ultraviolettisäteilyä, kuten infrapunaa, käytetään monilla teollisuudenaloilla, esimerkiksi lääketieteessä desinfiointiin, tähtitiedessä tähtien ja muiden esineiden havainnointiin sekä kemia nestemäisten aineiden kiinteyttämiseen sekä visualisointiin eli kaavioiden luomiseen aineiden jakautumisesta tietyssä tilassa. Ultraviolettivalon avulla väärennetyt setelit ja passit havaitaan, jos niihin on painettu erikoismusteella merkkejä, jotka voidaan tunnistaa ultraviolettivalolla. Asiakirjaväärennösten tapauksessa UV-lamppu ei aina auta, koska rikolliset käyttävät joskus oikeaa asiakirjaa ja korvaavat siinä olevan valokuvan tai muun tiedon niin, että UV-lampun merkintä jää. Ultraviolettivalolle on myös monia muita käyttötapoja.

Värisokeus

Näköhäiriöiden vuoksi jotkut ihmiset eivät pysty erottamaan värejä. Tätä ongelmaa kutsutaan värisokeudeksi tai värisokeudeksi, ja se on nimetty sen henkilön mukaan, joka kuvaili ensimmäisen kerran tämän näköominaisuuden. Joskus ihmiset eivät näe värejä vain tietyllä aallonpituudella, ja joskus he eivät näe värejä ollenkaan. Usein syynä ovat alikehittyneet tai vaurioituneet fotoreseptorit, mutta joissain tapauksissa ongelmana on hermopolkujen, kuten näkökuoren, jossa väritietoa käsitellään, vaurioituminen. Monissa tapauksissa tämä tila aiheuttaa haittoja ja ongelmia ihmisille ja eläimille, mutta joskus kyvyttömyys erottaa värejä päinvastoin on etu. Tämän vahvistaa se tosiasia, että monien vuosien evoluutiosta huolimatta monilla eläimillä ei ole kehittynyt värinäköä. Värisokeat ihmiset ja eläimet voivat esimerkiksi nähdä selvästi muiden eläinten naamioinnin.

Värisokeuden eduista huolimatta sitä pidetään ongelmana yhteiskunnassa, ja jotkut ammatit ovat suljettuja värisokeudelta. He eivät yleensä voi saada täydellisiä oikeuksia lentää lentokoneella ilman rajoituksia. Monissa maissa näiden henkilöiden ajokortteja on myös rajoitettu, ja joissain tapauksissa he eivät voi saada ajokorttia ollenkaan. Siksi he eivät aina löydä työpaikkaa, jossa heidän tarvitsee ajaa autoa, lentokonetta tai muita ajoneuvoja. Heillä on myös vaikeuksia löytää töitä, joissa kyky tunnistaa ja käyttää värejä on tärkeää. Heidän on esimerkiksi vaikea ryhtyä suunnittelijoiksi tai työskennellä ympäristössä, jossa väriä käytetään signaalina (esimerkiksi vaarasta).

Parhaillaan tehdään työtä suotuisampien olosuhteiden luomiseksi värisokeudesta kärsiville. Esimerkiksi on taulukoita, joissa värit vastaavat kylttejä, ja joissain maissa näitä kylttejä käytetään laitoksissa ja julkisilla paikoilla värien ohella. Jotkut suunnittelijat eivät käytä tai rajoita värien käyttöä välittääkseen tärkeitä tietoja työssään. Värien sijasta tai sen rinnalla he käyttävät kirkkautta, tekstiä ja muita keinoja tiedon korostamiseen, jotta myös värisokeat voivat saada täysin suunnittelijan välittämän tiedon. Useimmissa tapauksissa värisokeat eivät pysty erottamaan punaista ja vihreää, joten suunnittelijat joskus korvaavat yhdistelmän "punainen = vaara, vihreä = okei" punaisella ja sinisellä. Useimmat käyttöjärjestelmät mahdollistavat myös värien säätämisen niin, että värisokeat voivat nähdä kaiken.

Väri konenäössä

Värillinen tietokonenäkö on nopeasti kasvava tekoälyn ala. Viime aikoihin asti suurin osa työstä tällä alalla tehtiin yksivärisillä kuvilla, mutta nyt yhä useammat tieteelliset laboratoriot työskentelevät värien kanssa. Joitakin yksiväristen kuvien käsittelyyn tarkoitettuja algoritmeja käytetään myös värikuvien käsittelyyn.

Sovellus

Tietokonenäköä käytetään useilla teollisuudenaloilla, kuten robottien, itseohjautuvien autojen ja miehittämättömien ilma-alusten ohjaamisessa. Se on hyödyllinen tietoturva-alalla esimerkiksi ihmisten ja esineiden tunnistamiseen valokuvista, tietokannoista etsimiseen, esineiden liikkeen seuraamiseen värin mukaan jne. Liikkuvien kohteiden sijainnin määrittäminen antaa tietokoneen määrittää suunnan, johon henkilö katsoo, tai seurata autojen, ihmisten, käsien ja muiden esineiden liikettä.

Tuntemattomien esineiden tunnistamiseksi oikein on tärkeää tietää niiden muoto ja muut ominaisuudet, mutta tiedot väristä eivät ole niin tärkeitä. Kun työskentelet tuttujen esineiden kanssa, väri päinvastoin auttaa tunnistamaan ne nopeammin. Värien kanssa työskentely on myös kätevää, koska väritietoa voidaan saada jopa matalaresoluutioisista kuvista. Esineen muodon tunnistaminen sen värin sijaan vaatii korkeaa resoluutiota. Värien käyttäminen objektin muodon sijaan vähentää kuvankäsittelyaikaa ja käyttää vähemmän tietokoneen resursseja. Väri auttaa tunnistamaan samanmuotoiset esineet, ja sitä voidaan käyttää myös merkkinä tai merkkinä (esim. punainen on vaaramerkki). Tässä tapauksessa sinun ei tarvitse tunnistaa tämän merkin muotoa tai siihen kirjoitettua tekstiä. YouTube-sivustolla on monia mielenkiintoisia esimerkkejä värikonenäön käytöstä.

Käsitellään väritietoja

Tietokoneen käsittelemät valokuvat ovat joko käyttäjien lataamia tai ne on otettu sisäänrakennetulla kameralla. Digitaalisen valokuvauksen ja videokuvauksen prosessi hallitaan hyvin, mutta näiden kuvien käsittelyyn, erityisesti värillisiin, liittyy monia vaikeuksia, joista monia ei ole vielä ratkaistu. Tämä johtuu siitä, että värinäkö ihmisillä ja eläimillä on hyvin monimutkaista, eikä ihmisen näön kaltaisen tietokonenäön luominen ole helppoa. Näkö, kuten kuulo, perustuu sopeutumiseen ympäristöön. Äänen havaitseminen ei riipu pelkästään äänen taajuudesta, äänenpaineesta ja kestosta, vaan myös muiden äänien läsnäolosta tai poissaolosta ympäristössä. Sama koskee näköä - värin havaitseminen ei riipu vain taajuudesta ja aallonpituudesta, vaan myös ympäristön ominaisuuksista. Esimerkiksi ympäröivien esineiden värit vaikuttavat värikäsitykseen.

Evoluution näkökulmasta tällainen sopeutuminen on välttämätöntä, jotta voimme tottua ympäristöön ja lakata kiinnittämästä huomiota merkityksettömiin elementteihin ja ohjata täyden huomiomme ympäristön muuttumiseen. Tämä on välttämätöntä petoeläinten havaitsemiseksi ja ravinnon löytämiseksi. Joskus tästä sopeutumisesta johtuu optisia illuusioita. Esimerkiksi ympäröivien esineiden väristä riippuen havaitsemme kahden kohteen värin eri tavalla, vaikka ne heijastavat valoa samalla aallonpituudella. Kuvassa on esimerkki tällaisesta optisesta harhasta. Ruskea neliö kuvan yläosassa (toinen rivi, toinen sarake) näyttää vaaleammalta kuin ruskea neliö kuvan alaosassa (viides rivi, toinen sarake). Itse asiassa niiden värit ovat samat. Vaikka tiedämme tämän, havaitsemme ne silti eri väreinä. Koska käsityksemme väristä on niin monimutkainen, ohjelmoijien on vaikea kuvailla kaikkia näitä tietokonenäköalgoritmien vivahteita. Näistä vaikeuksista huolimatta olemme jo saavuttaneet paljon tällä alalla.

Unit Converter -artikkelit on toimittanut ja kuvittanut Anatoli Zolotkov

Onko mittayksiköiden kääntäminen kielestä toiseen vaikeaa? Kollegat ovat valmiita auttamaan sinua. Lähetä kysymys TCTermsissä ja saat vastauksen muutamassa minuutissa.

Pituus- ja etäisyysmuunnin Massamuunnin Bulkkituotteiden ja elintarvikkeiden tilavuusmittausten muunnin Pinta-alamuunnin Kulinaaristen reseptien tilavuuden ja mittayksiköiden muuntaja Lämpötilamuunnin Paineen, mekaanisen rasituksen, Youngin moduulin muunnin Energian ja työn muuntaja Tehon muunnin Voiman muunnin Ajanmuunnin Lineaarinen nopeusmuunnin Tasakulmamuunnin lämpöhyötysuhteen ja polttoainetehokkuuden muuntaja Eri numerojärjestelmien lukujen muuntaja Tiedon määrän mittayksiköiden muunnin Valuuttakurssit Naisten vaatteet ja kenkäkoot Miesten vaatteet ja kenkäkoot Kulmanopeus- ja pyörimistaajuusmuuttaja Kiihtyvyysmuunnin Kulmakiihtyvyysmuunnin Tiheysmuunnin Ominaistilavuuden muunnin Hitausmomenttimuunnin Voiman momenttimuunnin Momentinmuunnin Ominaislämpö muunnin (massan mukaan) Muuntimen energiatiheys ja ominaislämpö (tilavuuden mukaan) Lämpölaajenemismuuntimen kerroin Lämpövastusmuunnin Lämmönjohtavuusmuunnin Ominaislämpökapasiteetin muunnin Energiaaltistuksen ja lämpösäteilyn tehomuunnin Lämpövuon tiheysmuunnin Lämmönsiirtokertoimen muunnin Tilavuusvirtamuunnin Massavirtauksen muunnin Molaarivirtausmuunnin Massavirtauksen tiheyden muunnin Molaarikonsentraatiomuunnin Liuoksen massakonsentraatio Dynaaminen (absoluuttinen) viskositeettimuunnin Kinemaattinen viskositeettimuunnin Pintajännitysmuunnin Höyrynläpäisevyyden muuntaja Vesihöyryvirtauksen tiheyden muuntaja Äänitasomuunnin Mikrofonin herkkyysmuunnin Muunnin Äänenpainetaso (SPL) Äänenpainetason muunnin valittavalla referenssipaineella Luminanssin muuntaja Valonvoimakkuuden muuntaja Tietokoneen valovoimakkuuden muuntaja Valonvoimakkuus ja Grafiikka Aallonpituusmuunnin Diopteriteho ja polttopituus Diopteriteho ja linssin suurennus (×) Muunnin sähkövaraus Lineaarinen varaustiheyden muunnin Pintavaraustiheyden muunnin Tilavuusvaraustiheyden muunnin Sähkövirran muunnin Lineaarisen virrantiheyden muuntaja Pintavirrantiheyden muuntaja Sähkökentänvoimakkuuden muunnin Sähköstaattisen potentiaalin ja jännitteen muunnin Sähkövastusmuunnin Sähkövastusmuunnin Sähkönjohtavuuden muunnin Sähkönjohtavuuden muunnin Sähkökapasitanssin induktanssimuunnin American Wire Gauge -muunnin Tasot dBm (dBm tai dBm), dBV (dBV), watteina jne. yksiköt Magnetomotorinen voimamuunnin Magneettikentän voimakkuusmuunnin Magneettivuon muunnin Magneettiinduktiomuunnin Säteily. Ionisoivan säteilyn absorboitunut annosnopeusmuunnin Radioaktiivisuus. Radioaktiivinen hajoamismuunnin Säteily. Altistuksen annoksen muuntaja Säteily. Absorboitunut annosmuunnin Desimaalietuliitemuunnin Tiedonsiirto Typografia- ja kuvankäsittelyyksikkömuunnin Puun tilavuusyksikkömuunnin Moolimassan laskeminen D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä

1 gigahertsi [GHz] = 1000000000 hertsiä [Hz]

Alkuarvo

Muunnettu arvo

hertsi eksahertsi petahertsi terahertsi gigahertsi megahertsi kilohertsi hektohertsi dekahertsi dekahertsi senttihertsi millihertsi mikrohertsi nanohertsi pikohertsi femtohertsi attohertsi jaksot per sekunti aallonpituus ekahertseinä aallonpituuksina aallon metrit pituus kilometreinä aallonpituus hehtometreinä aallot dekametreinä aallonpituus metreinä aallonpituus desimetreinä aallonpituus senttimetreinä aallonpituus millimetreinä aallonpituus mikrometreinä Compton elektronin aallonpituus Compton protonin aallonpituus Compton neutronin aallonpituus kierrosta sekunnissa kierrosta minuutissa kierrosta tunnissa kierrosta päivässä

Lisää taajuudesta ja aallonpituudesta

Yleistä tietoa

Taajuus

Taajuus on suure, joka mittaa, kuinka usein tietty jaksollinen prosessi toistetaan. Fysiikassa taajuutta käytetään kuvaamaan aaltoprosessien ominaisuuksia. Aaltotaajuus on aaltoprosessin täydellisten jaksojen lukumäärä aikayksikköä kohti. Taajuuden SI-yksikkö on hertsi (Hz). Yksi hertsi on yhtä värähtelyä sekunnissa.

Aallonpituus

Luonnossa on monia erilaisia ​​aaltoja tuulen aiheuttamista meren aalloista sähkömagneettisiin aaltoihin. Sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet riippuvat aallonpituudesta. Tällaiset aallot on jaettu useisiin tyyppeihin:

• Gammasäteet joiden aallonpituudet ovat jopa 0,01 nanometriä (nm).
• röntgenkuvat aallonpituudella - 0,01 nm - 10 nm.
• Aallot ultraviolettialue, joiden pituus on 10-380 nm. Ne ovat ihmissilmälle näkymättömiä.
• Valo sisään spektrin näkyvä osa aallonpituudella 380-700 nm.
• Näkymätön ihmisille infrapunasäteily aallonpituuksilla 700 nm - 1 millimetri.
• Infrapuna-aaltoja seuraa mikroaaltouuni, aallonpituuksilla 1 millimetristä 1 metriin.
• Pisin - radioaallot. Niiden pituus alkaa 1 metristä.

Tämä artikkeli käsittelee sähkömagneettista säteilyä ja erityisesti valoa. Siinä keskustellaan siitä, kuinka aallonpituus ja taajuus vaikuttavat valoon, mukaan lukien näkyvä spektri, ultravioletti- ja infrapunasäteily.

Elektromagneettinen säteily

Sähkömagneettinen säteily on energiaa, jonka ominaisuudet ovat samanlaisia ​​kuin aalloilla ja hiukkasilla. Tätä ominaisuutta kutsutaan aalto-partikkeli-kaksoisiksi. Sähkömagneettiset aallot koostuvat magneettisesta aallosta ja sitä vastaan ​​kohtisuorasta sähköaalosta.

Sähkömagneettisen säteilyn energia on seurausta fotoneiksi kutsuttujen hiukkasten liikkeestä. Mitä korkeampi säteilytaajuus, sitä aktiivisempia ne ovat ja sitä enemmän ne voivat aiheuttaa haittaa elävien organismien soluille ja kudoksille. Tämä johtuu siitä, että mitä korkeampi säteilyn taajuus, sitä enemmän energiaa ne kuljettavat. Suurempi energia antaa heille mahdollisuuden muuttaa niiden aineiden molekyylirakennetta, joihin he vaikuttavat. Tästä syystä ultravioletti-, röntgen- ja gammasäteily ovat niin haitallisia eläimille ja kasveille. Valtava osa tästä säteilystä on avaruudessa. Sitä esiintyy myös maapallolla huolimatta siitä, että Maata ympäröivän ilmakehän otsonikerros peittää suurimman osan siitä.

Sähkömagneettinen säteily ja ilmakehä

Maan ilmakehä päästää vain sähkömagneettista säteilyä läpi tietyllä taajuudella. Maan ilmakehä estää useimmat gammasäteet, röntgensäteet, ultraviolettivalo, osa infrapunasäteilystä ja pitkät radioaallot. Ilmakehä imee ne itseensä eikä päästä niitä eteenpäin. Jotkut sähkömagneettiset aallot, erityisesti lyhytaaltosäteily, heijastuvat ionosfääristä. Kaikki muu säteily osuu maan pintaan. Ilmakehän ylemmissä kerroksissa eli kauempana maan pinnasta on enemmän säteilyä kuin alemmissa kerroksissa. Siksi mitä korkeammalle menet, sitä vaarallisempaa on eläville organismeille olla siellä ilman suojapukuja.

Ilmakehä päästää pienen määrän ultraviolettivaloa maahan, ja se on haitallista iholle. Ultraviolettisäteiden takia ihmiset palavat auringossa ja voivat jopa saada ihosyövän. Toisaalta jotkut ilmakehän välittämät säteet ovat hyödyllisiä. Esimerkiksi infrapunasäteitä, jotka osuvat maan pintaan, käytetään tähtitieteessä - infrapunateleskoopit tarkkailevat tähtitieteellisten esineiden lähettämiä infrapunasäteitä. Mitä korkeammalla olet maan pinnasta, sitä enemmän infrapunasäteilyä on, minkä vuoksi kaukoputket asennetaan usein vuorten huipulle ja muille korkeille paikoille. Joskus ne lähetetään avaruuteen parantamaan infrapunasäteiden näkyvyyttä.

Taajuuden ja aallonpituuden välinen suhde

Taajuus ja aallonpituus ovat kääntäen verrannollisia toisiinsa. Tämä tarkoittaa, että aallonpituuden kasvaessa taajuus pienenee ja päinvastoin. Se on helppo kuvitella: jos aaltoprosessin värähtelytaajuus on korkea, värähtelyjen välinen aika on paljon lyhyempi kuin aalloilla, joiden värähtelytaajuus on pienempi. Jos kuvittelet aallon kaaviossa, sen huippujen välinen etäisyys on pienempi, mitä enemmän se värähtelee tietyssä ajassa.

Aallon etenemisnopeuden määrittämiseksi väliaineessa on tarpeen kertoa aallon taajuus sen pituudella. Sähkömagneettiset aallot tyhjiössä kulkevat aina samalla nopeudella. Tämä nopeus tunnetaan valonnopeudena. Se vastaa 299 792 458 metriä sekunnissa.

Kevyt

Näkyvä valo on sähkömagneettisia aaltoja, joiden taajuus ja aallonpituus määräävät sen värin.

Aallonpituus ja väri

Näkyvän valon lyhin aallonpituus on 380 nanometriä. Se on violetti, jota seuraa sininen ja syaani, sitten vihreä, keltainen, oranssi ja lopuksi punainen. Valkoinen valo koostuu kaikista väreistä kerralla, eli valkoiset esineet heijastavat kaikkia värejä. Tämä voidaan nähdä käyttämällä prismaa. Sen sisään tuleva valo taittuu ja asettuu väriraidaksi samassa järjestyksessä kuin sateenkaaressa. Tämä sarja on väreistä, joilla on lyhin aallonpituus pisimpään. Aineen valon etenemisnopeuden riippuvuutta aallonpituudesta kutsutaan dispersioksi.

Sateenkaaret muodostetaan samalla tavalla. Sateen jälkeen ilmakehään hajallaan olevat vesipisarat käyttäytyvät samalla tavalla kuin prisma ja taittavat jokaisen aallon. Sateenkaaren värit ovat niin tärkeitä, että monilla kielillä on muistotekniikka, eli tekniikka sateenkaaren värien muistamiseen, joka on niin yksinkertainen, että jopa lapset muistavat ne. Monet venäjää puhuvat lapset tietävät, että "Jokainen metsästäjä haluaa tietää, missä fasaani istuu." Jotkut ihmiset keksivät omat muistionsa, ja tämä on erityisen hyödyllinen harjoitus lapsille, koska keksimällä oman menetelmänsä sateenkaaren värien muistamiseen, he muistavat ne nopeammin.

Valo, jolle ihmissilmä on herkin, on vihreä, ja sen aallonpituus on 555 nm kirkkaassa ympäristössä ja 505 nm hämärässä ja pimeässä. Kaikki eläimet eivät osaa erottaa värejä. Esimerkiksi kissoilla ei ole kehittynyt värinäkö. Toisaalta jotkut eläimet näkevät värit paljon paremmin kuin ihmiset. Esimerkiksi jotkut lajit näkevät ultravioletti- ja infrapunavaloa.

Valon heijastus

Esineen väri määräytyy sen pinnalta heijastuneen valon aallonpituuden mukaan. Valkoiset esineet heijastavat kaikki näkyvän spektrin aallot, kun taas mustat objektit päinvastoin absorboivat kaikki aallot eivätkä heijasta mitään.

Yksi luonnonmateriaaleista, joilla on korkea dispersiokerroin, on timantti. Oikein käsitellyt timantit heijastavat valoa sekä ulko- että sisäpinnalta ja taittavat sen, aivan kuten prisma. On tärkeää, että suurin osa tästä valosta heijastuu ylöspäin, kohti silmää, eikä esimerkiksi alaspäin, kehyksen sisään, missä se ei ole näkyvissä. Suuren dispersionsa ansiosta timantit loistavat erittäin kauniisti auringossa ja keinovalossa. Timantin tapaan leikattu lasi loistaa myös, mutta ei niin paljon. Tämä johtuu siitä, että kemiallisen koostumuksensa vuoksi timantit heijastavat valoa paljon paremmin kuin lasi. Timantteja leikattaessa käytetyt kulmat ovat äärimmäisen tärkeitä, koska liian terävät tai tylpät kulmat joko estävät valon heijastumisen sisäseinistä tai heijastavat valoa tilaan, kuten kuvassa näkyy.

Spektroskopia

Spektrianalyysiä tai spektroskopiaa käytetään joskus aineen kemiallisen koostumuksen määrittämiseen. Tämä menetelmä on erityisen hyvä, jos aineen kemiallista analyysiä ei voida suorittaa suoraan sen kanssa työskentelemällä, esimerkiksi määritettäessä tähtien kemiallista koostumusta. Kun tiedetään, mitä sähkömagneettista säteilyä keho absorboi, voidaan määrittää, mistä se koostuu. Absorptiospektroskopia, joka on yksi spektroskopian haaroista, määrittää, mitä säteilyä keho absorboi. Tällainen analyysi voidaan tehdä etäältä, joten sitä käytetään usein tähtitieteessä sekä työskentelyssä myrkyllisten ja vaarallisten aineiden kanssa.

Sähkömagneettisen säteilyn esiintymisen määrittäminen

Näkyvä valo, kuten kaikki sähkömagneettinen säteily, on energiaa. Mitä enemmän energiaa säteilee, sitä helpompi tämä säteily on mitata. Säteilevän energian määrä vähenee aallonpituuden kasvaessa. Näkö on mahdollista juuri siksi, että ihmiset ja eläimet tunnistavat tämän energian ja tuntevat eron eri aallonpituuksilla olevan säteilyn välillä. Silmä havaitsee eripituisen sähkömagneettisen säteilyn erivärisinä. Tämän periaatteen mukaisesti eivät toimi vain eläinten ja ihmisten silmät, vaan myös ihmisten luomat tekniikat sähkömagneettisen säteilyn käsittelemiseksi.

Näkyvä valo

Ihmiset ja eläimet näkevät monenlaista sähkömagneettista säteilyä. Useimmat ihmiset ja esimerkiksi eläimet reagoivat näkyvä valo, ja jotkut eläimet reagoivat myös ultravioletti- ja infrapunasäteisiin. Kaikilla eläimillä ei ole kykyä erottaa värejä - jotkut näkevät vain eron vaaleiden ja tummien pintojen välillä. Aivomme määrittävät värin tällä tavalla: sähkömagneettisen säteilyn fotonit pääsevät silmään verkkokalvolle ja kulkiessaan sen läpi virittävät kartioita, silmän fotoreseptoreita. Tämän seurauksena signaali välittyy hermoston kautta aivoihin. Silmissä on kartioiden lisäksi myös muita valoreseptoreita, sauvoja, mutta ne eivät pysty erottamaan värejä. Niiden tarkoitus on määrittää valon kirkkaus ja voimakkuus.

Silmässä on yleensä useita eri tyyppisiä kartioita. Ihmisiä on kolme tyyppiä, joista jokainen absorboi valon fotoneja tietyillä aallonpituuksilla. Kun ne imeytyvät, tapahtuu kemiallinen reaktio, jonka seurauksena aivoihin lähetetään hermoimpulsseja, joissa on tietoa aallonpituudesta. Aivojen visuaalinen aivokuori käsittelee näitä signaaleja. Tämä on aivojen alue, joka vastaa äänen havaitsemisesta. Jokainen kartiotyyppi on vastuussa vain tietynpituisista aallonpituuksista, joten täydellisen kuvan saamiseksi väristä lasketaan yhteen kaikista kartioista saadut tiedot.

Joillakin eläimillä on jopa enemmän kartioita kuin ihmisillä. Esimerkiksi joillakin kala- ja lintulajilla on neljästä viiteen tyyppiä. Mielenkiintoista on, että joidenkin eläinten naarailla on enemmän käpyjä kuin miehillä. Joidenkin lintujen, kuten lokkien, jotka pyytävät saalista vedessä tai veden pinnalla, käpyissä on keltaisia ​​tai punaisia ​​öljypisaroita, jotka toimivat suodattimena. Tämä auttaa heitä näkemään enemmän värejä. Matelijoiden silmät on suunniteltu samalla tavalla.

Infrapunavalo

Käärmeillä, toisin kuin ihmisillä, ei ole vain visuaalisia reseptoreita, vaan myös aistielimiä, jotka reagoivat infrapunasäteily. Ne imevät infrapunasäteiden energiaa eli reagoivat lämpöön. Jotkut laitteet, kuten yönäkölaitteet, reagoivat myös infrapunasäteilijän tuottamaan lämpöön. Tällaisia ​​laitteita käytetään armeijassa sekä tilojen ja alueen turvallisuuden varmistamiseksi. Eläimet, jotka näkevät infrapunavaloa, ja laitteet, jotka voivat tunnistaa sen, eivät näe vain kohteita, jotka ovat tällä hetkellä näkökentässään, vaan myös jälkiä esineistä, eläimistä tai ihmisistä, jotka ovat olleet siellä aiemmin, jos aikaa ei ole kulunut liikaa . paljon aikaa. Esimerkiksi käärmeet voivat nähdä, ovatko jyrsijät kaivaneet kuoppaa maahan, ja yönäkölaitteita käyttävät poliisit voivat nähdä, onko rikoksen todisteita, kuten rahaa, huumeita tai jotain muuta, piilotettu hiljattain maahan. . Infrapunasäteilyn tallentamiseen tarkoitettuja laitteita käytetään teleskoopeissa sekä säiliöiden ja kameroiden vuotojen varalta. Niiden avulla lämpövuodon sijainti voidaan nähdä selvästi. Lääketieteessä infrapunavalokuvia käytetään diagnostisiin tarkoituksiin. Taiteen historiassa - määrittää, mitä ylimmän maalikerroksen alla on kuvattu. Pimeänäkölaitteita käytetään tilojen suojaamiseen.

UV-valo

Jotkut kalat näkevät UV-valo. Niiden silmät sisältävät pigmenttiä, joka on herkkä ultraviolettisäteille. Kalan iho sisältää ultraviolettivaloa heijastavia alueita, jotka ovat näkymättömiä ihmisille ja muille eläimille - joita käytetään usein eläinkunnassa eläinten sukupuolen merkitsemiseen sekä sosiaalisiin tarkoituksiin. Jotkut linnut näkevät myös ultraviolettivaloa. Tämä taito on erityisen tärkeä parittelukaudella, jolloin linnut etsivät potentiaalisia partisia. Joidenkin kasvien pinnat heijastavat myös ultraviolettivaloa hyvin, ja sen näkeminen auttaa ruoan löytämisessä. Kalojen ja lintujen lisäksi jotkut matelijat näkevät ultraviolettivaloa, kuten kilpikonnat, liskot ja vihreät leguaanit (näkyy kuvassa).

Ihmissilmä, kuten eläimen silmät, imee ultraviolettivaloa, mutta ei pysty käsittelemään sitä. Ihmisillä se tuhoaa silmän soluja, erityisesti sarveiskalvossa ja linssissä. Tämä puolestaan ​​aiheuttaa erilaisia ​​sairauksia ja jopa sokeutta. Vaikka ultraviolettivalo on haitallista näkökyvylle, ihmiset ja eläimet tarvitsevat pieniä määriä D-vitamiinin tuottamiseen. Ultraviolettisäteilyä, kuten infrapunaa, käytetään monilla teollisuudenaloilla, esimerkiksi lääketieteessä desinfiointiin, tähtitiedessä tähtien ja muiden esineiden havainnointiin sekä kemia nestemäisten aineiden kiinteyttämiseen sekä visualisointiin eli kaavioiden luomiseen aineiden jakautumisesta tietyssä tilassa. Ultraviolettivalon avulla väärennetyt setelit ja passit havaitaan, jos niihin on painettu erikoismusteella merkkejä, jotka voidaan tunnistaa ultraviolettivalolla. Asiakirjaväärennösten tapauksessa UV-lamppu ei aina auta, koska rikolliset käyttävät joskus oikeaa asiakirjaa ja korvaavat siinä olevan valokuvan tai muun tiedon niin, että UV-lampun merkintä jää. Ultraviolettivalolle on myös monia muita käyttötapoja.

Värisokeus

Näköhäiriöiden vuoksi jotkut ihmiset eivät pysty erottamaan värejä. Tätä ongelmaa kutsutaan värisokeudeksi tai värisokeudeksi, ja se on nimetty sen henkilön mukaan, joka kuvaili ensimmäisen kerran tämän näköominaisuuden. Joskus ihmiset eivät näe värejä vain tietyllä aallonpituudella, ja joskus he eivät näe värejä ollenkaan. Usein syynä ovat alikehittyneet tai vaurioituneet fotoreseptorit, mutta joissain tapauksissa ongelmana on hermopolkujen, kuten näkökuoren, jossa väritietoa käsitellään, vaurioituminen. Monissa tapauksissa tämä tila aiheuttaa haittoja ja ongelmia ihmisille ja eläimille, mutta joskus kyvyttömyys erottaa värejä päinvastoin on etu. Tämän vahvistaa se tosiasia, että monien vuosien evoluutiosta huolimatta monilla eläimillä ei ole kehittynyt värinäköä. Värisokeat ihmiset ja eläimet voivat esimerkiksi nähdä selvästi muiden eläinten naamioinnin.

Värisokeuden eduista huolimatta sitä pidetään ongelmana yhteiskunnassa, ja jotkut ammatit ovat suljettuja värisokeudelta. He eivät yleensä voi saada täydellisiä oikeuksia lentää lentokoneella ilman rajoituksia. Monissa maissa näiden henkilöiden ajokortteja on myös rajoitettu, ja joissain tapauksissa he eivät voi saada ajokorttia ollenkaan. Siksi he eivät aina löydä työpaikkaa, jossa heidän tarvitsee ajaa autoa, lentokonetta tai muita ajoneuvoja. Heillä on myös vaikeuksia löytää töitä, joissa kyky tunnistaa ja käyttää värejä on tärkeää. Heidän on esimerkiksi vaikea ryhtyä suunnittelijoiksi tai työskennellä ympäristössä, jossa väriä käytetään signaalina (esimerkiksi vaarasta).

Parhaillaan tehdään työtä suotuisampien olosuhteiden luomiseksi värisokeudesta kärsiville. Esimerkiksi on taulukoita, joissa värit vastaavat kylttejä, ja joissain maissa näitä kylttejä käytetään laitoksissa ja julkisilla paikoilla värien ohella. Jotkut suunnittelijat eivät käytä tai rajoita värien käyttöä välittääkseen tärkeitä tietoja työssään. Värien sijasta tai sen rinnalla he käyttävät kirkkautta, tekstiä ja muita keinoja tiedon korostamiseen, jotta myös värisokeat voivat saada täysin suunnittelijan välittämän tiedon. Useimmissa tapauksissa värisokeat eivät pysty erottamaan punaista ja vihreää, joten suunnittelijat joskus korvaavat yhdistelmän "punainen = vaara, vihreä = okei" punaisella ja sinisellä. Useimmat käyttöjärjestelmät mahdollistavat myös värien säätämisen niin, että värisokeat voivat nähdä kaiken.

Väri konenäössä

Värillinen tietokonenäkö on nopeasti kasvava tekoälyn ala. Viime aikoihin asti suurin osa työstä tällä alalla tehtiin yksivärisillä kuvilla, mutta nyt yhä useammat tieteelliset laboratoriot työskentelevät värien kanssa. Joitakin yksiväristen kuvien käsittelyyn tarkoitettuja algoritmeja käytetään myös värikuvien käsittelyyn.

Sovellus

Tietokonenäköä käytetään useilla teollisuudenaloilla, kuten robottien, itseohjautuvien autojen ja miehittämättömien ilma-alusten ohjaamisessa. Se on hyödyllinen tietoturva-alalla esimerkiksi ihmisten ja esineiden tunnistamiseen valokuvista, tietokannoista etsimiseen, esineiden liikkeen seuraamiseen värin mukaan jne. Liikkuvien kohteiden sijainnin määrittäminen antaa tietokoneen määrittää suunnan, johon henkilö katsoo, tai seurata autojen, ihmisten, käsien ja muiden esineiden liikettä.

Tuntemattomien esineiden tunnistamiseksi oikein on tärkeää tietää niiden muoto ja muut ominaisuudet, mutta tiedot väristä eivät ole niin tärkeitä. Kun työskentelet tuttujen esineiden kanssa, väri päinvastoin auttaa tunnistamaan ne nopeammin. Värien kanssa työskentely on myös kätevää, koska väritietoa voidaan saada jopa matalaresoluutioisista kuvista. Esineen muodon tunnistaminen sen värin sijaan vaatii korkeaa resoluutiota. Värien käyttäminen objektin muodon sijaan vähentää kuvankäsittelyaikaa ja käyttää vähemmän tietokoneen resursseja. Väri auttaa tunnistamaan samanmuotoiset esineet, ja sitä voidaan käyttää myös merkkinä tai merkkinä (esim. punainen on vaaramerkki). Tässä tapauksessa sinun ei tarvitse tunnistaa tämän merkin muotoa tai siihen kirjoitettua tekstiä. YouTube-sivustolla on monia mielenkiintoisia esimerkkejä värikonenäön käytöstä.

Käsitellään väritietoja

Tietokoneen käsittelemät valokuvat ovat joko käyttäjien lataamia tai ne on otettu sisäänrakennetulla kameralla. Digitaalisen valokuvauksen ja videokuvauksen prosessi hallitaan hyvin, mutta näiden kuvien käsittelyyn, erityisesti värillisiin, liittyy monia vaikeuksia, joista monia ei ole vielä ratkaistu. Tämä johtuu siitä, että värinäkö ihmisillä ja eläimillä on hyvin monimutkaista, eikä ihmisen näön kaltaisen tietokonenäön luominen ole helppoa. Näkö, kuten kuulo, perustuu sopeutumiseen ympäristöön. Äänen havaitseminen ei riipu pelkästään äänen taajuudesta, äänenpaineesta ja kestosta, vaan myös muiden äänien läsnäolosta tai poissaolosta ympäristössä. Sama koskee näköä - värin havaitseminen ei riipu vain taajuudesta ja aallonpituudesta, vaan myös ympäristön ominaisuuksista. Esimerkiksi ympäröivien esineiden värit vaikuttavat värikäsitykseen.

Evoluution näkökulmasta tällainen sopeutuminen on välttämätöntä, jotta voimme tottua ympäristöön ja lakata kiinnittämästä huomiota merkityksettömiin elementteihin ja ohjata täyden huomiomme ympäristön muuttumiseen. Tämä on välttämätöntä petoeläinten havaitsemiseksi ja ravinnon löytämiseksi. Joskus tästä sopeutumisesta johtuu optisia illuusioita. Esimerkiksi ympäröivien esineiden väristä riippuen havaitsemme kahden kohteen värin eri tavalla, vaikka ne heijastavat valoa samalla aallonpituudella. Kuvassa on esimerkki tällaisesta optisesta harhasta. Ruskea neliö kuvan yläosassa (toinen rivi, toinen sarake) näyttää vaaleammalta kuin ruskea neliö kuvan alaosassa (viides rivi, toinen sarake). Itse asiassa niiden värit ovat samat. Vaikka tiedämme tämän, havaitsemme ne silti eri väreinä. Koska käsityksemme väristä on niin monimutkainen, ohjelmoijien on vaikea kuvailla kaikkia näitä tietokonenäköalgoritmien vivahteita. Näistä vaikeuksista huolimatta olemme jo saavuttaneet paljon tällä alalla.

Unit Converter -artikkelit on toimittanut ja kuvittanut Anatoli Zolotkov

Onko mittayksiköiden kääntäminen kielestä toiseen vaikeaa? Kollegat ovat valmiita auttamaan sinua. Lähetä kysymys TCTermsissä ja saat vastauksen muutamassa minuutissa.

Silloin kellotaajuus on tunnetuin parametri. Siksi tämä käsite on ymmärrettävä erityisesti. Keskustelemme myös tämän artikkelin puitteissa moniytimisprosessorien kellonopeuden ymmärtäminen, koska on mielenkiintoisia vivahteita, joita kaikki eivät tiedä ja ota huomioon.

Kehittäjät luottivat melko pitkään kellotaajuuden lisäämiseen, mutta ajan myötä "muoti" on muuttunut ja suurin osa kehityksestä suuntautuu kehittyneemmän arkkitehtuurin luomiseen, välimuistin lisäämiseen ja moniytimien kehittämiseen, mutta kukaan ei unohda. taajuudesta.

Mikä on prosessorin kellonopeus?

Ensin sinun on ymmärrettävä "kellotaajuuden" määritelmä. Kellonopeus kertoo, kuinka monta laskutoimitusta prosessori voi suorittaa aikayksikköä kohden. Vastaavasti mitä korkeampi taajuus, sitä enemmän prosessori voi suorittaa toimintoja aikayksikköä kohti. Kellotaajuus nykyaikaiset prosessorit, vaihtelee yleensä välillä 1,0-4 GHz. Se määritetään kertomalla ulkoinen tai perustaajuus tietyllä kertoimella. Esimerkiksi prosessori Intel Core i7 920 käyttää väylänopeutta 133 MHz ja kerrointa 20, jolloin kellotaajuus on 2660 MHz.

Prosessorin taajuutta voi kasvattaa kotona ylikellottamalla prosessoria. On olemassa erityisiä prosessorimalleja AMD ja Intel, jotka on tarkoitettu valmistajan itsensä ylikellotukseen, esimerkiksi AMD:n Black Edition ja Intelin K-sarja.

Haluan huomioida, että prosessoria ostettaessa taajuuden ei pitäisi olla ratkaiseva tekijä valinnassa, koska vain osa prosessorin suorituskyvystä riippuu siitä.

Kellonopeuden ymmärtäminen (Moniydinprosessorit)

Nyt lähes kaikilla markkinasegmenteillä ei ole enää yhden ytimen prosessoreita. No, se on loogista, koska IT-ala ei seiso paikallaan, vaan menee jatkuvasti eteenpäin harppauksin. Siksi sinun on ymmärrettävä selvästi, kuinka taajuus lasketaan prosessoreille, joissa on kaksi tai useampi ydin.

Vieraillessani monilla tietokonefoorumeilla huomasin, että moniytimisprosessorien taajuuksien ymmärtämisestä (laskemisesta) on yleinen väärinkäsitys. Annan heti esimerkin tästä virheellisestä päättelystä: "On 4 ydinprosessori kellotaajuudella 3 GHz, joten sen kokonaiskellotaajuus on: 4 x 3 GHz = 12 GHz, eikö niin?"

Yritän selittää, miksi prosessorin kokonaistaajuutta ei voida ymmärtää seuraavasti: "ytimien lukumäärä X määrätty taajuus."

Annan teille esimerkin: "Jalankulkija kävelee tietä pitkin, hänen nopeus on 4 km/h. Tämä on samanlainen kuin yhden ytimen prosessori N GHz. Mutta jos 4 jalankulkijaa kävelee tietä pitkin nopeudella 4 km/h, tämä on samanlainen kuin 4-ytiminen prosessori N GHz. Jalankulkijoiden tapauksessa emme oleta heidän nopeudensa olevan 4x4 = 16 km/h, vaan sanomme: "4 jalankulkijaa kävelee nopeudella 4 km/h". Samasta syystä emme suorita matemaattisia operaatioita prosessoriytimien taajuuksilla, vaan muistamme vain, että 4-ytiminen prosessori on N GHz:ssä on neljä ydintä, joista jokainen toimii tietyllä taajuudella N GHz".