Bạn là bóng đèn 100W chạy bằng hơi thở, nhưng mắt người không thấy ánh sáng hồng ngoại ⚡

Cơ thể con người liên tục chuyển hóa năng lượng từ thức ăn thành nhiệt để duy trì thân nhiệt khoảng 37°C. Nhiệt đó thoát ra chủ yếu dưới dạng bức xạ hồng ngoại — một loại sóng điện từ nằm ngoài dải ánh sáng mà mắt ta nhìn thấy. ^[1][2]

Vì mắt người chỉ cảm nhận được bước sóng khoảng 380–750 nanomet, nên ta không thấy phần lớn bức xạ nhiệt của chính mình. Nhưng các thiết bị như camera nhiệt lại "nhìn" được vùng hồng ngoại và biến nó thành hình ảnh. ^[2][3]

Vì sao cơ thể giống một bóng đèn?

Mọi vật có nhiệt độ trên độ không tuyệt đối đều phát xạ điện từ. Với cơ thể người, đỉnh phát xạ rơi vào vùng hồng ngoại xa, khoảng 9–10 micromet. Đó là lý do camera nhiệt có thể phát hiện người trong bóng tối hoàn toàn. ^[1][2]

• Năng lượng lấy từ thức ăn được chuyển hóa một phần thành công cơ học, phần lớn còn lại thành nhiệt. ^[1]
• Nhiệt truyền ra môi trường qua dẫn nhiệt, đối lưu, bay hơi mồ hôi và bức xạ hồng ngoại. ^[1][2]
• Bước sóng hồng ngoại dài hơn ánh sáng đỏ, nên mắt người không có tế bào cảm quang nào bắt được nó. ^[2][3]

Tia sét: nguồn sáng chớp nhoáng

Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển, có thể đạt dòng điện hàng chục nghìn ampe và nhiệt độ kênh sét lên tới khoảng 30.000°C — nóng hơn bề mặt Mặt Trời. Sự nóng lên đột ngột làm không khí giãn nở và phát sáng mạnh trong thời gian cực ngắn. ^[4][5]

1. Trước khi lóe sáng

   Điện tích tích tụ trong mây dông, tạo chênh lệch điện thế lớn.

2. Phóng điện

   Kênh plasma dẫn điện hình thành, dòng điện cực mạnh chạy qua.

3. Lóe sáng

   Không khí bị nung nóng và phát sáng; mắt người chỉ thấy một tia chớp rất ngắn.

4. Sau đó

   Sóng âm do giãn nở không khí lan ra, ta nghe thấy tiếng sấm.

Một tia sét có thể giải phóng năng lượng đủ để thắp sáng một bóng đèn 100W trong nhiều ngày, nhưng nó chỉ kéo dài trong khoảng vài chục đến vài trăm microgiây. Vì vậy ta thấy một tia chớp chói lòa thay vì một nguồn sáng ổn định. ^[4][5]

Điểm chung: năng lượng và giác quan

Cả cơ thể người và tia sét đều là những nguồn năng lượng mạnh, nhưng mắt ta chỉ bắt được một phần rất nhỏ của bức xạ điện từ. Hồng ngoại từ cơ thể bị mắt bỏ qua, còn ánh sáng khả kiến từ sét thì lóe lên quá nhanh để ta cảm nhận rõ độ mạnh thực sự của nó. ^[1][2][4]

“Ánh sáng khả kiến chỉ là một cửa sổ hẹp trong toàn bộ phổ điện từ.”

— Kiến thức phổ thông về quang phổ điện từ