Вы здесь

Физика цвета

  В первой статье цикла статей о цвете, затронуты некоторые базовые понятия о физической природе света, которые облегчат понимание остальной части материала.
 
  В 1676 году сэр Исаак Ньютон с помощью трёхгранной призмы разложил белый солнечный свет на цветовой спектр, который содержал все цвета за исключением пурпурного. Ньютон ставил свой опыт следующим образом: солнечный свет пропускался через узкую щель и падал на призму. В призме луч белого цвета расслаивался на отдельные спектральные цвета. Разложенный таким образом свет направлялся затем на экран, где возникало изображение спектра. Непрерывная цветная лента, в соответсвии со всем известной считалочкой "Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан", начиналась  с красного цвета и через оранжевый, жёлтый, зелёный, синий кончалась фиолетовым. Если это изображение затем пропускалось через собирающую линзу, то соединение всех цветов вновь давало белый цвет. 
  Если полученный спектр разделить на две части, например, выделить (I часть) красный, оранжевый, жёлтый  и (II часть) зелёный, синий, фиолетовый цвета, и собрать каждую из этих групп специальной линзой, то в результате получим два смешанных цвета, смесь которых в свою очередь даёт белый цвет. Два цвета, объединение которых даёт белый цвет, называются дополнительными цветами
  Если из спектра, полученного в результате эксперимета Ньютона, удалить один цвет, например, зелёный, и посредством линзы собрать оставшиеся цвета - красный, оранжевый, жёлтый, синий и фиолетовый, - то мы получим смешанный цвет, который будет дополнительным к зеленому. Этот  цвет окажется красным.
  Если из спектра удалить желтый цвет, то оставшиеся цвета дадут нам цвет дополнительный к жёлтому. Этот цвет будет фиолетовым.
  Можно сказать, что каждый цвет является дополнительным по отношению к смешанному цвету, которые получится после удаления этого (исследуемого) цвета из белого. В смешанном цвете мы не можем увидеть отдельные его составляющие. В этом отношении глаз отличается от музыкального уха, которое может выделить любой из звуков аккорда. 
 
  По своей природе, свет - это вид электромагнитной энергии, характеризующиеся определеннымим значениями параметров. Человеческий глаз может воспринимать свет только при длине волн от 400 до 700 нанометров. 
Длина волны: 1 нанометр = 1/1000 000 000 м или  1 нм = 1/1 000 000 мм.
Частота колебаний: 1 Герц (Гц)= 1 колебание в секунду, 1 Гигагерц(ГГц) = 1000 000 000 Гц
Длина волн, соответствующая отдельным цветам спектра, и соответствующие частоты (число колебаний в секунду) для каждого призматического цвета имеют следующие характеристики:
Цвет Длина волны, нм Частота колебаний, ГГц
Красный 800 ~ 650 400 ~ 470
Оранжевый 640 ~ 590 470 ~ 520
Жёлтый 580 ~ 550 520 ~ 590
Зелёный 530 ~ 490  590 ~ 650
Голубой 480 ~ 460 650 ~ 700
Синий 450 ~ 440 700 ~ 760
Фиолетовый 430 ~ 390 760 ~ 800
 
  Сами по себе электромагнитные волны цвета не имеют и как происходит восприятие цвета еще до конца не выяснено. Известно, что сетчатка глаза человека содержит три вида нервных клеток, каждый из которых реагирует на свой диапазон цвета. Одни из них наиболее чувствительны к длинноволновому излучению - красному и оранжевому цветам, вторые - к средневолновому (желтому и зеленому), а третьи реагируют на голубой, синий и фиолетовый цвета. Глаз, как орган чувств, воспринимает световые волны, и передает полученную информацию в мозг. Если все три вида нервных клеток получают одинаковое раздражение, то мы видим белый цвет. Если в глаз попадает в основном зеленый свет, клетки, отвечающие за зеленую часть спектра, возбуждаются больше, чем другие, и мы видим зеленый.
  Интересно заметить, что животные воспринимают цвета не так как человек. Например, долгое время считалось, что собаки вообще не воспринимают цвет и видят мир черно-белым, но последние исследования показали, что собаки обладают цветным зрением - правда, несколько иным, нежели человек.. 
 
  Если электромагнитная волна встречает на своем пути препятствие, то она либо поглощается этим препятствием либо отражается от него. Благодаря тому, что волны различной длины ведут себя по разному, мы видим окружающий нас мир цветным. Белые предметы отражают все падающие на них лучи света, а черные - все поглощают. Когда мы говорим, что какой то предмет имеет красный цвет то это означает, что от его поверхности отражаются световые лучи, соответствующие красному цвету и поглощаются все остальные. Цвет предмета создаётся при его освещении. Если красная бумага (поверхность, поглощающая все лучи кроме красного) освещается зелёным светом, то бумага покажется нам чёрной, потому что зелёный цвет не содержит лучей, которые могли быть отражены красной бумагой. Поглощаемые цвета называются также вычитаемыми.
  Все краски, наносящиеся на какую-либо поверхность, являются пигментными или вещественными. Это впитывающие (поглощающие) краски, и при их смешивании следует руководствоваться правилами вычитания
  Когда поглощающие краски, имеющие дополнительные цвета, смешиваются в определённой пропорции, то результатом будет серо-чёрный цвет, в то время как аналогичная смесь невещественных цветов, полученных в ньютоновском эксперименте с призмой дает в результате белый цвет, поскольку здесь объединение цветов базируется на принципе сложения, а не вычитания.
 
 

Theme by Danetsoft and Danang Probo Sayekti inspired by Maksimer