Fie că suntem conștienți de acest lucru sau nu, suntem în interacțiune constantă cu lumea exterioară și acceptăm impactul diferiților factori din această lume. Vedem spațiul din jurul nostru, audem în permanență sunete din diferite surse, simțim căldură și frig, nu observăm că suntem sub influența radiațiilor naturale de fond și că suntem permanent în zona de radiații, care provine dintr-un număr imens de surse de telemetrie, radio și telecomunicații. Aproape totul din jurul nostru emit radiații electromagnetice. Radiațiile electromagnetice sunt unde electromagnetice create de diverse obiecte radiante - particule încărcate, atomi, molecule. Valurile se caracterizează prin rata de repetiție, intensitate lungă, și o serie de alte caracteristici. Aici sunteți doar un exemplu introductiv. Căldura care provine dintr-un incendiu este un val electromagnetic, mai precis, radiație infraroșie, și nu o vedem la o intensitate foarte mare, dar o simțim. Doctorii au făcut o fotografie cu raze X - au fost iradiate cu unde electromagnetice, care au o putere mare de penetrare, dar nu am simțit aceste valuri și nu le-am văzut. Faptul că curentul electric și toate dispozitivele care funcționează sub acțiunea lui sunt surse de radiație electromagnetică, bineînțeles, știi bine. Dar în acest articol nu vă voi spune teoria radiațiilor electromagnetice și a naturii lor fizice, voi încerca să explic în limbă mai puțin simplă ce este lumina vizibilă și cum apare culoarea obiectelor pe care le vedem. Am început să vorbesc despre unde electromagnetice pentru a vă spune cel mai important lucru: Lumina este un val electromagnetic emis de o substanță încălzită sau excitată. În rolul unei astfel de substanțe poate face soarele, lampa incandescentă, lanterna LED, o flacără de foc, diferite reacții chimice. Exemplele pot fi destul de multe, tu le poți aduce într-un număr mult mai mare decât am scris. Este necesar să clarificăm că prin conceptul de lumină vom înțelege lumina vizibilă. Toate cele de mai sus pot fi reprezentate ca o astfel de imagine (Figura 1).

Figura 1 - Locul radiației vizibile printre alte tipuri de radiații electromagnetice.

În figura 1   radiații vizibile prezentată sub forma unei scale, care constă dintr-un "amestec" de culori diferite. Ai ghicit-o gama de. Prin întregul spectru (de la stânga la dreapta) trece o linie ondulată (curba sinusoidală) - acesta este un val electromagnetic, care afișează esența luminii ca radiație electromagnetică. Aproximativ, orice radiație este un val. X-ray, radiații ionizante, radio (receptoare radio, comunicații de televiziune) nu este importantă, toate sunt unde electromagnetice, numai fiecare tip de radiație are o lungime diferită a acestor valuri. O curbă sinusoidală este doar o reprezentare grafică a energiei radiale care se schimbă în timp. Aceasta este o descriere matematică a energiei radiate. În Figura 1, puteți vedea, de asemenea, că valul reprezentat este un pic comprimat în colțul din stânga și extins în dreapta. Acest lucru sugerează faptul că are diferite lungimi la diferite site-uri. Lungimea de undă este distanța dintre cele două vârfuri adiacente. Radiațiile vizibile (lumină vizibilă) au o lungime de undă care variază de la 380 la 780nm (nanometri). Lumina vizibilă este doar o legătură a unui val electromagnetic foarte lung.

De la lumină la culoare și în spate

Știți din școală că dacă puneți o prismă de sticlă în calea unei raze de soare, atunci cea mai mare parte a luminii va trece prin geam și veți putea vedea dungi colorate pe cealaltă parte a prismei. Adică, soarele original a fost un fascicul alb, iar după trecerea printr-o prismă a fost împărțit în 7 culori noi. Acest lucru sugerează că lumina albă este formată din aceste șapte culori. Amintiți-vă, tocmai am spus că lumina vizibilă (radiația vizibilă) este un val electromagnetic și, prin urmare, acele dungi multicolore care au ieșit după trecerea unei raze de soare printr-o prismă sunt unde electromagnetice separate. Adică, se obțin 7 valuri electromagnetice noi. Ne uităm la Figura 2.

Figura 2 - Trecerea unei raze de soare printr-o prismă.

Fiecare val are o lungime proprie. Vedeți, vârfurile valurilor vecine nu coincid între ele: deoarece culoarea roșie (valul roșu) are o lungime de aproximativ 625-740nm, culoarea portocalie (valul portocaliu) este de aproximativ 590-625nm, culoarea albastră (val albastru) este de 435-500nm. Nu voi da cifre pentru celelalte patru valuri, esența, cred, înțelegeți. Fiecare val este energia luminoasă radiată, adică un val roșu emite lumină roșie, portocaliu - portocaliu, verde - verde etc. Când toate cele șapte valuri sunt emise simultan, vedem un spectru de culori. Dacă așezăm matematic graficele acestor valuri, vom obține graficul original al undei electromagnetice a luminii vizibile - obținem lumină albă. Astfel, se poate spune asta gama de  undele electromagnetice ale luminii vizibile sunt suma  valuri de diferite lungimi, care, atunci când sunt suprapuse pe ele, dau undă electromagnetică originală. Spectrul "arată ce constă din val." Ei bine, dacă spui, spectrul luminii vizibile este un amestec de culori care alcătuiesc lumina albă (culoarea). Trebuie spus că alte tipuri de radiații electromagnetice (ionizatoare, raze X, infraroșii, ultraviolete etc.) au și propriile lor spectre.

Orice radiație poate fi reprezentată ca un spectru, deși în compoziția sa nu vor exista linii atât de colorate, deoarece o persoană nu este capabilă să vadă alte tipuri de radiații. Radiațiile vizibile sunt singurele tipuri de radiații pe care o persoană le poate vedea, de aceea această radiație se numește vizibilă. Cu toate acestea, energia unei anumite lungimi de undă însăși nu are nici o culoare. Percepția umană a radiațiilor electromagnetice în domeniul vizibil al spectrului se datorează faptului că receptorii capabili să răspundă la această radiație sunt localizați în retina umană.

Dar este doar prin adăugarea celor șapte culori primare pe care le putem obține alb? În nici un caz. Ca urmare a cercetării științifice și a experimentelor practice, sa constatat că toate culorile pe care ochiul uman le poate percepe se pot obține prin amestecarea a numai trei culori primare. Trei culori primare: roșu, verde, albastru. Dacă prin amestecarea acestor trei culori puteți obține aproape orice culoare, atunci puteți obține și culoarea albă! Uită-te la spectrul care a fost prezentat în figura 2, spectrul arată în mod clar cele trei culori: roșu, verde și albastru. Aceste culori se bazează pe modelul de culoare RGB (roșu verde albastru).

Să verificăm cum funcționează în practică. Luați 3 surse de lumină (spoturi) - roșu, verde și albastru. Fiecare dintre aceste proiectori emite un singur val electromagnetic de o anumită lungime. Roșu corespunde emisiei unui val electromagnetic cu lungimea de aproximativ 625-740nm (spectrul fasciculului constă doar din roșu), albastrul emite o lungime de undă de 435-500nm (spectrul fasciculului constă doar din albastru), verde - 500-565nm (în spectrul fasciculului numai verde ). Trei valuri diferite și nimic altceva, nu există spectru multi-color și culori suplimentare. Acum vom direcționa farurile astfel încât razele lor să se suprapună parțial între ele, după cum se arată în figura 3.

Figura 3 - Rezultatul impunerii de roșu, verde și albastru.

Uite, la intersecția dintre razele de lumină unele cu altele, s-au format noi raze de lumină - culori noi. Verde și roșu format galben, verde și albastru - cian, albastru și roșu - violet. Astfel, prin schimbarea strălucirii razelor de lumină și combinarea culorilor, puteți obține o mare varietate de tonuri de culoare și nuanțe de culoare. Acordați atenție centrului intersecției culorilor verde, roșu și albastru: în centru veți vedea albul. Cel despre care am vorbit recent. Culoare albă  - este suma tuturor culorilor. Este "cea mai puternică culoare" a tuturor culorilor pe care le vedem. Opusul albului este negru. Culoare neagră  - Aceasta este absența completă a luminii. Adică acolo unde nu există lumină - este întuneric, totul devine negru. Un exemplu în acest sens este Figura 4.

Figura 4 - Lipsa radiației luminoase

Mișc într-un mod liniștit de la conceptul de lumină la conceptul de culoare și nu vă spun nimic. Este timpul să clarificăm. Am aflat asta lumină  - Aceasta este radiația emisă de un corp încălzit sau de o substanță într-o stare excitată. Parametrii principali ai sursei de lumină sunt lungimea de undă și intensitatea luminoasă. culoare  - Aceasta este o caracteristică calitativă a acestei radiații, care este determinată pe baza senzației vizuale rezultate. Desigur, percepția culorii depinde de persoană, starea fizică și psihologică. Dar vom presupune că vă simțiți destul de bine, citiți acest articol și puteți distinge 7 culori ale curcubeului unul de celălalt. Observ că la moment vorbim despre culoarea radiației luminoase și nu despre culoarea obiectelor. Figura 5 prezintă parametrii de culoare și lumină care depind una de alta.

Figurile 5 și 6 - Dependența parametrilor de culoare de sursa de radiație

Există caracteristici de bază de culoare: nuanță, luminozitate (Luminozitate), luminozitate (Luminozitate), saturație (Saturație).

Ton culoare (nuanță)

  - Aceasta este principala caracteristică a culorii, care determină poziția sa în spectru. Amintiți-vă cele 7 culori ale curcubeului - cu alte cuvinte, 7 tonuri de culoare. Ton roșu de culoare, ton de culoare portocalie, ton culoare verde, albastru etc. Pot fi destul de multe tonuri de culoare, am citat doar 7 culori ale curcubeului ca exemplu. Trebuie notat că culorile precum gri, alb, negru, precum și nuanțele acestor culori nu se referă la conceptul de ton de culoare, deoarece sunt rezultatul amestecării diferitelor tonuri de culoare.

Luminozitate (Luminozitate)

  - O caracteristică care arată cât de puternică  Energia luminoasă a unuia sau a altui ton de culoare (roșu, galben, violet etc.) este radiată. Și dacă nu radiază deloc? Dacă nu radiază, atunci nu este acolo și nu există energie - nu există lumină și în cazul în care nu există lumină, există o culoare neagră. Orice culoare cu o scădere maximă a luminozității devine neagră. De exemplu, lanțul de diminuare este roșu: roșu - cărămiziu - visiniu - maro - negru. Creșterea maximă a luminozității, de exemplu, aceeași culoare roșie va da "culoarea roșie maximă".

Grace (Lightness)

  - gradul de proximitate a culorii (tonul de culoare) la alb. Orice culoare cu o creștere maximă a luminozității devine albă. De exemplu: roșu - crimson - roz - roz deschis - alb.

Saturation (Saturație)

  - gradul de proximitate între culoare și gri; Gri este culoarea intermediară între alb și negru. Culoarea gri se formează prin amestecarea în egal  cantități de roșu, verde, albastru, cu o scădere a luminozității surselor de radiații cu 50%. Saturația variază în mod disproporționat, adică reducerea saturației la un nivel minim nu înseamnă că luminozitatea sursei va fi redusă la 50%. Dacă culoarea este deja mai închisă decât gri, cu o scădere a saturației, va deveni și mai întunecată și, cu o scădere ulterioară, va deveni complet negru.

Caracteristicile de culoare, cum ar fi nuanța, strălucirea (luminozitatea) și saturația (saturația), stau la baza modelului de culoare HSB (denumit și HCV).

Pentru a înțelege aceste caracteristici ale culorii, luați în considerare în figura 7 paleta de culori a editorului grafic Adobe Photoshop.

Figura 7 - Alegerea culorilor Adobe Photoshop

Dacă vă uitați atent la imagine, veți găsi un cerc mic, care este situat în colțul din dreapta sus al paletei. Acest cerc indică culoarea selectată pe paleta de culori, în cazul nostru este roșie. Să începem să înțelegem. Mai întâi, uita-te la numerele și literele care se află în jumătatea dreaptă a imaginii. Acestea sunt parametrii modelului de culoare HSB. Litera cea mai de sus este H (nuanță, ton de culoare). Aceasta determină poziția culorii în spectru. O valoare de 0 grade înseamnă că acesta este cel mai înalt (sau cel mai mic) punct al roții de culoare - adică este roșu. Cercul este împărțit în 360 de grade, adică se dovedește că are 360 ​​de tonuri de culoare. Următoarea literă este S (saturație, saturație). Am indicat o valoare de 100% - aceasta înseamnă că culoarea va fi "presată" la marginea dreaptă a paletei de culori și are cea mai mare saturație posibilă. Apoi apare litera B (luminozitate, luminozitate) - arată cât de mare este punctul pe paleta de culori și caracterizează intensitatea culorii. O valoare de 100% înseamnă că intensitatea culorii este maximă și punctul este "presat" la marginea superioară a paletei. Literele R (roșu), G (verde), B (albastru) sunt cele trei canale de culoare (roșu, verde, albastru) ale modelului RGB. Fiecare dintre ele conține un număr care indică cantitatea de culoare din canal. Reamintim exemplul spoturilor din Figura 3, apoi am aflat că orice culoare poate fi obținută prin amestecarea celor trei raze de lumină. Prin înregistrarea datelor numerice în fiecare dintre canale, determinăm în mod unic culoarea. În cazul nostru, canalul și numerele pe 8 biți sunt în intervalul de la 0 la 255. Numerele din canalele R, G, B prezintă intensitatea luminii (luminozitatea culorii). Canalul nostru R are o valoare de 255, ceea ce înseamnă că este pur roșu și are o luminozitate maximă. Canalele G și B sunt zero, ceea ce înseamnă absența completă a culorilor verzi și albastre. În coloana de jos puteți vedea combinația de coduri # ff0000 - acesta este codul de culoare. Orice culoare din paletă are propriul cod hexazecimal care definește culoarea. Există un articol minunat Teoria culorii în cifre, în care autorul spune cum să determine culoarea folosind codul hexazecimal.
  În imagine puteți vedea, de asemenea, câmpuri numerice striate cu literele "lab" și "CMYK". Acestea sunt două spații color, care pot fi de asemenea caracterizate de culori, în general există o conversație separată despre ele și în acest stadiu nu este nevoie să intrați în ele decât după ce ați înțeles RGB.
Puteți deschide paleta de culori Adobe Photoshop și puteți experimenta semnificația culorilor în câmpurile RGB și HSB. Veți observa că o modificare a valorilor numerice în canalele R, G și B determină o modificare a valorilor numerice în canalele H, S, B.

Culoare obiect

Este timpul să vorbim despre cum se dovedește că obiectele din jurul nostru își iau culoarea și de ce se schimbă cu iluminarea diferită a acestor obiecte.

Obiectul poate fi văzut numai dacă reflectă sau transmite lumină. Dacă obiectul este aproape complet absoarbe  lumină incidentă atunci obiectul ia negru. Și când obiectul reflectă  aproape toată lumina incidentă, este nevoie   culoarea albă. Astfel, puteți concluziona imediat că culoarea obiectului va fi determinată de număr absorbită și reflectatăcare acest obiect este iluminat. Abilitatea de a reflecta și de a absorbi lumina este determinată de structura moleculară a substanței, cu alte cuvinte, de proprietățile fizice ale obiectului. Culoarea elementului "nu a fost pusă din ea prin natură"! Din natura ei a pus proprietăți fizice: reflectă și absoarbe.

Culoarea obiectului și culoarea sursei de radiație sunt legate în mod inextricabil, iar această relație este descrisă de trei condiții.

- Prima condiție:Culoarea obiectului poate avea loc numai în prezența unei surse de lumină. Dacă nu există lumină, nu va exista nici o culoare! Vopseaua roșie din cutie va arăta neagră. În camera întunecată nu vedem și nu distingem culorile, pentru că nu sunt. Va exista culoarea neagră a întregului spațiu înconjurător și a obiectelor situate în el.

- A doua condiție:  Culoarea obiectului depinde de culoarea sursei de lumină. Dacă sursa de lumină este roșie, atunci toate obiectele iluminate cu această lumină vor avea doar culori roșu, negru și gri.

- În sfârșit, a treia condiție:  Culoarea unui obiect depinde de structura moleculară a substanței care alcătuiește obiectul.

Iarba verde ne arată verde pentru că, atunci când este iluminată cu lumină albă, absoarbe undele roșii și albastre ale spectrului și reflectă undele verzi (figura 8).

Figura 8 - Reflecția spectrului de unde verde

Bananele din figura 9 arată galben, deoarece reflectă undele situate în regiunea galbenă a spectrului (unde galben a spectrului) și absorb toate celelalte valuri ale spectrului.

Figura 9 - Reflecția valului galben al spectrului

Câinele, așa cum se arată în figura 10, este alb. Culoarea albă - rezultatul reflectării tuturor undelor spectrului.

Figura 10 - Reflecția tuturor undelor spectrului

Culoarea obiectului este culoarea valului reflectat al spectrului. Acesta este modul în care obiectele dobândesc culoarea pe care o vedem.

Următorul articol va discuta o nouă caracteristică de culoare -

În 1676, Sir Isaac Newton, folosind o prismă cu trei laturi, a expus lumina albă a soarelui pe spectrul culorilor. Un spectru similar conținea toate culorile, cu excepția purpurii. Newton și-a pus experiența după cum urmează:

lumina soarelui a trecut printr-o fantă îngustă și a căzut pe o prismă. În prisma, un fascicul alb a fost exfoliat în culori spectrale separate. Descompus în acest fel, a fost trimis apoi pe ecranul unde a apărut imaginea spectrului. Panglica de culoare continuă a început cu roșu și prin portocaliu, galben, verde, albastru, încheiată cu violet. Dacă această imagine a fost apoi trecută printr-o lentilă de colectare, combinația tuturor culorilor a dat din nou o culoare albă. Aceste culori sunt obținute din raza de soare prin refracție. Există alte căi fizice pentru formarea de culoare, de exemplu asociate cu procesele de interferență, difracție, polarizare și fluorescență.

Dacă împărțim spectrul în două părți, de exemplu - în roșu-galben-portocaliu și verde-albastru-violet, și colectăm fiecare dintre aceste grupuri cu o lentilă specială, atunci obținem două culori mixte, amestecul de care, la rândul său, ne dă și albi . Două culori, a căror combinație dă culoare albă, se numesc culori complementare. Dacă îndepărtăm o culoare din spectru, de exemplu verde, și folosim obiectivul pentru a colecta culorile rămase - roșu, portocaliu, galben, albastru și purpuriu - atunci culoarea mixtă pe care am primit-o va fi roșie, adică o culoare suplimentară față de verde îndepărtat. Dacă eliminăm culoarea galbenă, atunci culorile rămase - roșu, portocaliu, verde, albastru și purpuriu - ne vor da o culoare purpurie, adică o culoare suplimentară galbenului.

Fiecare culoare este opțională cu privire la un amestec de toate celelalte culori din spectru. În culoarea mixtă, nu putem vedea componentele sale individuale. În acest sens, ochiul este diferit de urechea muzicală, care poate distinge oricare dintre sunetele unei coarde. Diferitele culori sunt create de undele luminoase, care reprezintă un anumit tip de energie electromagnetică.

Ochiul uman poate percepe lumina numai la lungimi de unda de la 400 la 700 milimicroni:

1 micron sau 1 t = 1/1000 mm = 1/1 000000 m. 1 milimicron sau 1 mt = 1/1 000 000 mm.

Lungimile de undă corespunzătoare culorilor individuale ale spectrului și frecvențelor corespunzătoare (numărul de vibrații pe secundă) pentru fiecare culoare prismatică au următoarele caracteristici:

Raportul de frecvență dintre roșu și violet este de aproximativ 1: 2, adică este același ca și în o octavă muzicală.

Fiecare culoare a spectrului este caracterizată prin lungimea de undă, adică poate fi definită cu precizie de lungimea de undă sau frecvența de oscilație. Undele de lumină nu au nici o culoare. Culoarea apare numai atunci când aceste valuri sunt percepute de ochiul și creierul uman. Cum recunoaște aceste valuri nu este încă pe deplin cunoscută. Știm doar că diferite culori rezultă din diferențele cantitative în fotosensibilitate.

Rămâne să investigăm întrebarea importantă despre culoarea corpului obiectelor. Dacă, de exemplu, vom pune un filtru care trece roșu și un filtru care trece verde în fața lămpii cu arc, atunci ambele filtre vor da o culoare neagră sau întuneric. Culoarea roșie absoarbe toate razele spectrului, cu excepția razelor din intervalul care corespunde culorii roșii, iar filtrul verde păstrează toate culorile, cu excepția verde. așa că nici o rază nu este lăsată să treacă și ajungem la întuneric. Culorile absorbite într-un experiment fizic se numesc de asemenea scăzute.

Culoarea obiectelor apare în principal în procesul de absorbție a undelor. Un vas roșu arată roșu deoarece absoarbe toate celelalte culori ale fasciculului luminos și reflectă doar roșu. Când spunem că "această ceașcă este roșie", înseamnă că compoziția moleculară a suprafeței cupei este de așa natură încât absoarbe toate razele de lumină, cu excepția celor roșii. Cupa însăși nu are culori, culoarea este creată atunci când este aprinsă. Dacă hârtia roșie (suprafața care absoarbe toate razele, cu excepția roșu) este iluminată cu lumină verde, atunci hârtia va apărea neagră pentru noi, deoarece culoarea verde nu conține razele corespunzătoare roșu, ceea ce ar putea fi reflectat de hârtia noastră.

Toate vopselele sunt pigment sau materiale. Acestea sunt vopsele absorbante (absorbante), iar atunci cand amestecarea lor trebuie sa fie ghidata de regulile de scadere. Atunci când alte culori sau combinații care conțin cele trei culori primare - galben, roșu și albastru - sunt amestecate într-o anumită proporție, rezultatul va fi negru, în timp ce un amestec similar de culori nereale obținute în experimentul Newtonian cu prisma va avea o culoare albă. deoarece aici uniunea de culori se bazează pe principiul adunării, nu al scăderii.

• a continua ...

Radiații vizibile - undele electromagnetice percepute de ochiul uman, care ocupă o parte a spectrului cu lungimi de undă de la aproximativ 380 (violet) la 780 nm (roșu). Astfel de valuri ocupă o gamă de frecvențe de la 400 la 790 terahertzi. Radiația electromagnetică cu astfel de lungimi de undă se numește și lumină vizibilă sau pur și simplu lumină (în sensul restrâns al cuvântului). Ochiul uman este cel mai sensibil la lumină în regiunea de 555 nm (540 THz), în partea verde a spectrului.

Radiațiile vizibile intră, de asemenea, în "fereastra optică", regiunea spectrului radiațiilor electromagnetice, care practic nu este absorbit de atmosfera pământului. Aerul limpede difuzează lumina albastră oarecum mai puternică decât lumina cu lungimi de undă lungi (partea roșie a spectrului), astfel că cerul de după-amiază arată albastru.

Multe specii de animale sunt capabile să vadă radiații care nu sunt vizibile ochiului uman, adică nu sunt în limitele vizibile. De exemplu, albinele și multe alte insecte văd lumină în raza ultravioletă, ceea ce îi ajută să găsească nectar pe flori. Plantele polenizate de insecte se află într-o poziție mai favorabilă în ceea ce privește procrearea, dacă sunt luminoase în spectrul ultra-violet. Păsările sunt, de asemenea, capabile să vadă radiațiile ultraviolete (300-400 nm), iar unele specii au chiar urme de penaj pentru a atrage un partener, vizibil numai în ultraviolete.

Primele explicații ale spectrului de radiații vizibile au fost date de Isaac Newton în cartea "Optică" și Johann Goethe în teoria sa de culori, dar înaintea lor, Roger Bacon a observat spectrul optic într-un pahar de apă. Doar patru secole mai târziu, Newton a descoperit dispersia luminii în prisme.

Newton a folosit mai întâi cuvântul spectru (spectru lat - viziune, aspect) imprimat în 1671, descriind experimentele sale optice. El a făcut observația că atunci când un fascicul de lumină cade pe suprafața unei prisme de sticlă la un unghi față de suprafață, o parte a luminii este reflectată și o parte trece prin sticlă, formând dungi multicolore. Cercetătorul a sugerat că lumina constă într-un flux de particule (corpusculi) de diferite culori și că particule de diferite culori se mișcă la viteze diferite într-un mediu transparent. Conform presupunerii sale, lumina roșie se mișca mai repede decât violet și, prin urmare, fascicolul roșu nu se învârtea pe prisma la fel de puternic ca violeta. Din acest motiv, a existat un spectru vizibil de culori.

Newton a împărțit lumina în șapte culori: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. El a ales numarul sapte din condamnare (provenind de la sofistii greci antic) ca exista o legatura intre culori, note muzicale, obiecte ale sistemului solar si zile ale saptamanii. Ochiul uman este relativ slab susceptibil de frecventele indigo, deci unii oameni nu-l pot distinge de albastru sau violet. Prin urmare, după Newton, sa sugerat adesea că indigo nu ar trebui considerată o culoare independentă, ci doar o nuanță de violet sau albastru (totuși, ea este încă inclusă în spectrul tradiției occidentale). În tradiția rusă indigo corespunde cu albastru.

Goethe, spre deosebire de Newton, credea că spectrul apare atunci când diferite părți ale lumii se suprapun. Observând razele largi de lumină, el a descoperit că atunci când trec printr-o prismă, marginile roșu-galben și albastru apar la marginile fasciculului, între care lumina rămâne albă, iar spectrul apare dacă aceste margini sunt apropiate suficient de unul de celălalt.

În secolul al XIX-lea, după descoperirea radiațiilor ultraviolete și infraroșii, înțelegerea spectrului vizibil a devenit mai exactă.

La începutul secolului al XIX-lea, Thomas Jung și Hermann von Helmholtz au investigat, de asemenea, relația dintre spectrul vizibil și viziunea de culoare. Teoria lor de viziune a culorii a sugerat corect că utilizează trei tipuri diferite de receptori pentru a determina culoarea ochilor.

Caracteristicile limitelor radiațiilor vizibile

Când un fascicul alb este descompus, se formează un spectru în prisma în care radiația cu diferite lungimi de undă este refractată la un unghi diferit. Culorile incluse în spectru, adică acele culori care pot fi obținute de undele luminoase de aceeași lungime (sau o gamă foarte îngustă), se numesc culori spectrale. Principalele culori spectrale (având propriul nume), precum și caracteristicile de emisie ale acestor culori sunt prezentate în tabel:

  \u003e Lumină vizibilă

Lumină vizibilă  - o parte a spectrului electromagnetic accesibil ochiului uman (390-750 nm).

Sarcina de învățare

• Învață să distingi 6 intervale ale spectrului vizibil.

Principalele puncte

• Luminile vizibile se formează datorită vibrațiilor și rotațiilor atomilor și moleculelor, precum și transportului de electroni în interiorul lor.
• Culorile sunt responsabile pentru lungimi de undă specifice curate. Roșu - frecvențele cele mai scăzute, cele mai lungi valuri și violet - cele mai înalte frecvențe și cele mai scurte lungimi.
• Culorile create în lumina vizibilă a unei benzi înguste de lungimi de undă se numesc culori spectrale pure: violet (380-450 nm), albastru (450-495 nm), verde (495-570 nm), galben (570-590 nm), portocaliu 590-620 nm) și roșu (620-750 nm).
• Lumina vizibilă se rupe prin sticla optică, astfel încât stratul atmosferic nu oferă o rezistență semnificativă.
• Partea spectrului electromagnetic utilizat în organismele fotosintetice este numită regiunea fotosintetic activă (400-700 nm).

termeni

• Fereastra optică - o zonă vizibilă în spectrul electromagnetic care trece prin stratul atmosferic.
• Culoarea spectrală - creată de o lungime de undă a luminii în spectrul vizibil sau de o bandă relativ îngustă de lungimi de undă.
• Lumina vizibilă face parte din spectrul electromagnetic (între IR și UV), accesibil ochiului uman.

Lumină vizibilă

Lumina vizibilă face parte din spectrul electromagnetic accesibil ochiului uman. Radiațiile electromagnetice din această gamă se referă pur și simplu la lumină. Ochii răspund la lungimi de undă de 390-750 nm. În ceea ce privește frecvența, aceasta corespunde unei benzi de 400-790 THz. Ochiul adaptat atinge în mod obișnuit o sensibilitate maximă de 555 nm (540 THz) cu regiunea verde a spectrului optic. Dar spectrul propriu-zis nu conține toate culorile prinse de ochi și de creier. De exemplu, culorile colorate precum roz și magenta sunt create prin combinarea mai multor lungimi de undă.

Aici sunt principalele categorii de unde electromagnetice. Liniile de separare sunt diferite în anumite locuri, iar alte categorii se pot suprapune. Microundele ocupă partea de înaltă frecvență a spectrului radio al spectrului electromagnetic

Luminile vizibile formează vibrații și rotații ale atomilor și moleculelor, precum și transportul electronic în interiorul lor. Aceste transporturi sunt utilizate de receptoare și detectoare.

O mică parte a spectrului electromagnetic împreună cu lumina vizibilă. Separarea dintre infraroșu, vizibil și ultraviolet nu acționează 100% distinctiv

Figura superioară prezintă o parte din spectru cu culori care sunt responsabile pentru lungimi de undă specifice pure. Roșu - frecvențele cele mai scăzute, cele mai lungi valuri și violet - cele mai înalte frecvențe și cele mai scurte lungimi de undă. Radiația corpului negru solar atinge un maxim în partea vizibilă a spectrului, dar este mai intensă în roșu decât în ​​violet, deci steaua pare galbenă pentru noi.

Culorile obținute de lumina unei benzi înguste de lungimi de undă sunt denumite pur spectrale. Nu uitați că toată lumea are multe nuanțe, deoarece spectrul este continuu. Toate imaginile care furnizează date privind lungimea de undă sunt diferite de cele din partea vizibilă a spectrului.

Lumină vizibilă și atmosferă pământească

Lumina vizibilă trece prin fereastra optică. Acesta este un "loc" în spectrul electromagnetic care transmite unde fără rezistență. De exemplu, putem reaminti că stratul de aer difuză mai degrabă albastru decât roșu, astfel încât cerul ni se pare albastru.

O fereastră optică este de asemenea menționată ca fiind vizibilă deoarece se suprapune spectrului accesibil omului. Nu este un accident. Strămoșii noștri au dezvoltat o viziune capabilă să utilizeze o mare varietate de lungimi de undă.

Datorită ferestrei optice, ne putem bucura de condiții de temperatură relativ ușoare. Funcția de luminozitate solară atinge un maxim în domeniul vizibil, care se deplasează indiferent de fereastra optică. De aceea suprafața este încălzită.

fotosinteză

Evoluția a afectat nu numai oamenii și animalele, ci și plantele care au învățat să reacționeze corect la anumite părți ale spectrului electromagnetic. Deci, vegetația transformă energia luminii în energie chimică. Fotosinteza utilizează gaz și apă, creând oxigen. Acesta este un proces important pentru toată viața aerobă de pe planetă.

Această parte a spectrului este denumită regiune activă fotosintetic (400-700 nm), care se suprapune cu viziunea umană.

Culoare fizică

În 1676, Sir Isaac Newton, folosind o prismă cu trei laturi, a expus lumina albă a soarelui pe spectrul culorilor. Un spectru similar conținea toate culorile, cu excepția purpurii.

Newton și-a pus experiența după cum urmează (figura 1): Lumina soarelui a trecut printr-o fâșie îngustă și a căzut pe o prismă. În prisma, un fascicul alb a fost exfoliat în culori spectrale separate. Descompus în acest fel, a fost trimis apoi pe ecranul unde a apărut imaginea spectrului. Panglica de culoare continuă a început cu roșu și prin portocaliu, galben, verde, albastru, încheiată cu violet. Dacă această imagine a fost apoi trecută printr-o lentilă de colectare, combinația tuturor culorilor a dat din nou o culoare albă.

Aceste culori sunt obținute din raza de soare prin refracție. Există alte căi fizice pentru formarea de culoare, de exemplu asociate cu procesele de interferență, difracție, polarizare și fluorescență.

Dacă împărțim spectrul în două părți, spre exemplu, în roșu-galben-portocaliu și verde-albastru-violet, și colectăm fiecare dintre aceste grupuri cu un obiectiv special, vom termina cu două culori mixte, ceea ce, la rândul nostru, ne va da și o culoare albă. .

Două culori, a căror combinație dă culoare albă, se numesc culori complementare.

Dacă îndepărtăm o culoare din spectru, de exemplu verde, și colectăm culorile rămase - roșu, portocaliu, galben, albastru și violet - prin lentilă, atunci culoarea mixtă rezultată va fi roșie, adică culoarea va fi complementară cu verde îndepărtat. Dacă îndepărtăm culoarea galbenă, culorile rămase - roșu, portocaliu, verde, albastru și purpuriu - ne vor da o culoare purpurie, adică o culoare complementară galbenului.

Fiecare culoare este opțională cu privire la un amestec de toate celelalte culori din spectru.

În culoarea mixtă, nu putem vedea componentele sale individuale. În acest sens, ochiul este diferit de urechea muzicală, care poate distinge oricare dintre sunetele unei coarde.

Diferitele culori sunt create de undele luminoase, care reprezintă un anumit tip de energie electromagnetică.

Ochiul uman poate percepe lumina numai la lungimi de unda de la 400 la 700 milimicroni:

• 1 micron sau 1 μ = 1/1000 mm = 1/1000000 m.
• 1 milimicron sau 1mm = 1/1000000 mm.

Lungimea de undă corespunzătoare culorilor individuale ale spectrului și frecvențelor corespunzătoare (numărul de vibrații pe secundă) pentru fiecare culoare spectrală au următoarele caracteristici:

Raportul de frecvență dintre roșu și violet este de aproximativ 1: 2, adică este același ca și în o octavă muzicală.

Fiecare culoare a spectrului este caracterizată prin lungimea de undă, adică poate fi definită cu precizie de lungimea de undă sau frecvența de oscilație. Undele de lumină nu au nici o culoare. Culoarea apare numai atunci când aceste valuri sunt percepute de ochiul și creierul uman. Cum recunoaște aceste valuri este încă complet necunoscută. Știm doar că diferite culori rezultă din diferențele cantitative în fotosensibilitate.

Rămâne să investigăm întrebarea importantă despre culoarea corpului obiectelor. Dacă, de exemplu, vom pune un filtru care trece roșu și un filtru care trece verde în fața lămpii cu arc, atunci ambele filtre vor da o culoare neagră sau întuneric. Culoarea roșie absoarbe toate razele spectrului, cu excepția razelor din intervalul care corespunde culorii roșii, iar filtrul verde păstrează toate culorile, cu excepția verde. Astfel, nu este permisă o singură rază și ajungem la întuneric. Culorile absorbite într-un experiment fizic se numesc de asemenea scăzute.

Culoarea obiectelor apare în principal în procesul de absorbție a undelor. Un vas roșu arată roșu deoarece absoarbe toate celelalte culori ale fasciculului luminos și reflectă doar roșu.

Când spunem: "acest pahar este roșu", atunci înseamnă că compoziția moleculară a suprafeței paharului este astfel încât să absoarbă toate razele de lumină, cu excepția celor roșii. Cupa însăși nu are culori, culoarea este creată atunci când este aprinsă.

Dacă hârtia roșie (suprafața care absoarbe toate razele, cu excepția roșu) este aprinsă cu lumină verde, atunci hârtia va apărea neagră pentru noi, deoarece verde nu conține raze care corespund roșilor, ceea ce ar putea fi reflectat de hârtia noastră.

Toate vopselele sunt pigment sau materiale. Acestea sunt vopsele absorbante (absorbante), iar atunci cand amestecarea lor trebuie sa fie ghidata de regulile de scadere. Atunci când alte culori sau combinații care conțin cele trei culori primare - galben, roșu și albastru - sunt amestecate într-o anumită proporție, rezultatul va fi negru, în timp ce un amestec similar de culori nereale, obținut într-un experiment Newtonian cu prisma, deoarece aici uniunea de culori se bazează pe principiul adunării, nu al scăderii.