1. Pod lampou vzorové riešenie

Najprv si musíme vyjasniť, prečo vidíme farby. Farba svetla je funkciou vlnových dĺžok, z ktorých sa skladá. Ľudské oko nie je schopné vnímať všetky možné vlnové dĺžky, ale iba veľmi malý interval. Preto napríklad nevidíme infračervené, ultrafialové a iné svetlo.

Samotné slnečné svetlo je biele.¹ Ak vyhodnotíme, že farba nejakého objektu je biela, znamená to zhruba toľko, že sa od neho odrazí všetko slnečné svetlo, ktoré naň dopadne. Ak nejaký objekt vyhodnotíme ako napríklad červený, znamená to, že je vyrobený z materiálu, ktorý pohltí zelenú a modrú a odrazí červenú časť spektra.² A čo čierna farba? Tu môže vzniknúť istá nejasnosť. Vo fyzike sa často vyskytuje pojem dokonale čierne teleso. To je hypotetický objekt, ktorý dokonale pohltí všetky vlnové dĺžky naň dopadajúce. Pozor, nie len tie viditeľné, ale vskutku všetky! Avšak na to, aby sme niečo vnímali ako čierne sfarbené, nemusí daný objekt byť dokonale čiernym telesom. Stačí ak pohltí všetky vlnové dĺžky, ktoré my vidíme. Čiže ak pohltí všetko viditeľné svetlo, ktoré naň dopadne.

Pri rozjímaní nad naším svetelným problémom porovnávame dva prípady. V prvom máme vypnutý mobil – teda s čiernou obrazovkou – položený pod rozsvietenou lampou, v druhom je mobil zapnutý, obrazovka je pre zjednodušenie čisto biela a taktiež je položený pod rozsvietenou lampou. Žiarovka lampy emituje viditeľné svetlo, teda celé spektrum od \(\SI{380}{\nano\metre}\) do \(\SI{750}{\nano\metre}\).

Pokiaľ je však taký objekt čierny a lesklý ako napríklad displej telefónu, predstavme si ho ako dve vrstvy. Môžeme povedať, že povrch obrazovky (prvá vrstva) nejaké svetlo odrazí, podobne ako keď sa pozeráme cez okno z rozsvietenej miestnosti do tmy. Obrazovka za ním pohltí viditeľnú časť svetla, ktoré prešlo cez prvú vrstvu. Znie to veľmi výhodne pre telefón, ktorý sa rád vyhrieva, lenže berúc v úvahu to, že taká bežná žiarovka na viditeľné svetlo premení len asi \(\SI{4}{\percent}\) svojho výkonu, absorbovaná energia vo viditeľnom spektre bude vskutku mizivá v porovnaní s ostatnými vlnovými dĺžkami.

Teraz telefón zapneme a položíme opäť na teplé (alebo nie až také teplé) miestečko. Keďže lesklosť prvej vrstvy displeja je rovnaká ako v prvom prípade, jeho schopnosť odraziť svetlo sa takisto nezmenila. Zapnutý mobil emituje vlastné biele svetlo a zmenou konfigurácie kvapalných kryštálov v displeji³ sa pravdepodobne mierne zmenší schopnosť pohlcovať svetlo tej časti, ktorá bola vo vypnutom stave čierna.

Inými slovami, zapnutý displej nepohltí všetko viditeľné svetlo, ale teoreticky by ho mal všetko odraziť.⁴ Lenže spomeňme si, že iba \(\SI{4}{\percent}\) sú vyžiarené vo viditeľnom spektre. Aj keby rozsvietený telefón odrazil všetko toto svetlo, stále je tu tých zvyšných \(\SI{96}{\percent}\), ktoré môže veselo pohlcovať. Navyše sa mobil v zapnutom stave trochu zahrieva sám, čo ale nečiní významný rozdiel v teplote, pokiaľ teda nemá mobil nejakú poruchu⁵.

Môžeme teda tvrdiť, že pri zahrnutí všetkých možných faktorov hodných uváženia bude mať mobil v oboch prípadoch približne rovnakú teplotu.