في عام 1676 ، وضع السير إسحاق نيوتن ، مستخدمًا موشوراً ثلاثي الجوانب ، ضوء الشمس الأبيض على الطيف اللوني. طيف مماثل يحتوي على جميع الألوان ما عدا الأرجواني. وضع نيوتن تجربته على النحو التالي:

مرت ضوء الشمس من خلال شق ضيق وسقطت على المنشور. في المنشور ، تم تقشير الحزمة البيضاء إلى ألوان طيفية منفصلة. متحللة بهذه الطريقة ، ثم تم إرسالها إلى الشاشة حيث ظهرت صورة الطيف. بدأ الشريط لون مستمر مع الأحمر وعبر البرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق انتهت باللون الأرجواني. إذا تم تمرير هذه الصورة من خلال عدسة تجميع ، فإن تركيبة جميع الألوان أعطت مرة أخرى اللون الابيض. يتم الحصول على هذه الألوان من شعاع الشمس باستخدام الانكسار. هناك مسارات مادية أخرى لتشكيل اللون ، على سبيل المثال ، مرتبطة بعمليات التداخل والانعراج والاستقطاب والتألق.

إذا قسمنا الطيف إلى قسمين ، على سبيل المثال - إلى الأحمر البرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق البنفسجي ، وقمنا بجمع كل من هذه المجموعات بعدسة خاصة ، عندها نحصل على لونين مختلطين ، وهذا المزيج بدوره يمنحنا أيضًا اللون الأبيض . ويطلق على لونين ، مزيج منهما يعطيان اللون الأبيض ، ألوانًا تكميلية. إذا قمنا بإزالة لون واحد من الطيف ، على سبيل المثال ، أخضر ، واستخدم العدسة لتجميع الألوان المتبقية - الأحمر والبرتقالي والأصفر والأزرق والأرجواني - فإن اللون المختلط الذي تلقيناه سيكون أحمر ، أي لون إضافي بالنسبة إلى اللون الأخضر الذي تمت إزالته. إذا أزلنا اللون الأصفر ، فإن الألوان المتبقية - الأحمر والبرتقالي والأخضر والأزرق والأرجواني - ستعطينا لونًا أرجوانيًا ، أي لونًا إضافيًا إلى الأصفر.

كل لون اختياري فيما يتعلق بمزيج من جميع الألوان الأخرى في الطيف. ال لون مختلط   لا يمكننا رؤية مكوناته الفردية. في هذا الصدد ، تختلف العين عن الأذن الموسيقية ، والتي يمكن أن تميز أي من أصوات الوتر. يتم إنشاء ألوان مختلفة بواسطة موجات الضوء ، والتي تمثل نوعًا معينًا من الطاقة الكهرومغناطيسية.

يمكن للعين البشرية إدراك الضوء فقط في الأطوال الموجية من 400 إلى 700 ملليميترون:

1 ميكرون أو 1 طن = 1/1000 مم = 1/1 000000 م. 1 مليميكرون أو 1 طن متري = 1/1 000 000 مم.

إن الأطوال الموجية المقابلة للألوان الفردية للطيف والترددات المقابلة (عدد الاهتزازات في الثانية) لكل لون منشوري لها الخصائص التالية:

نسبة التردد من الأحمر و بنفسجي   يساوي تقريبا 1: 2 ، وهذا هو نفسه كما في اوكتاف الموسيقية.

يتميز كل لون من الطيف من خلال طوله الموجي ، أي أنه يمكن تحديده بدقة بالطول الموجي أو تردد التذبذب. الموجات الضوئية نفسها ليس لها لون. اللون لا يحدث إلا عندما ينظر إلى هذه الموجات من العين البشرية والدماغ. كيف يعرف هذه الأمواج لا يزال غير معروف بشكل كامل. نحن نعرف ذلك فقط ألوان مختلفة   تنشأ نتيجة الاختلافات الكمية في حساسية للضوء.

يبقى للتحقيق في السؤال المهم حول لون الجسم من الكائنات. إذا وضعنا ، على سبيل المثال ، فلترًا يمرر اللون الأحمر ومرشحًا يمر باللون الأخضر ، أمام المصباح القوسي ، فسيعطي كل من المرشح لونًا أسودًا أو ظلامًا. يمتص اللون الأحمر جميع أشعة الطيف ، باستثناء الأشعة في الفترة الزمنية التي تتطابق مع اللون الأحمر ، ويحتفظ المرشح الأخضر بجميع الألوان باستثناء اللون الأخضر. لذلك لا يتم السماح بأي شعاع ، ونحصل على الظلام. تسمى الألوان الممتصة في تجربة فيزيائية أيضًا بطرح.

وينشأ لون الأجسام بشكل رئيسي في عملية امتصاص الأمواج. تبدو الوعاء الأحمر باللون الأحمر لأنه يمتص كل الألوان الأخرى لشعاع الضوء ويعكس فقط اللون الأحمر. عندما نقول "هذا الكأس أحمر" ، فإننا نعني في الواقع أن التركيب الجزيئي لسطح الكأس هو أنه يمتص كل الأشعة الضوئية باستثناء الأشعة الحمراء. الكأس نفسه لا يوجد لديه لون ، يتم إنشاء اللون عندما تكون مضاءة. إذا كان الضوء الأحمر (السطح الذي يمتص كل الأشعة ما عدا الأحمر) مضاءً بالضوء الأخضر ، فسوف يظهر اللون الأسود لنا ، لأن اللون الأخضر لا يحتوي على الأشعة المطابقة للأحمر ، والتي يمكن أن تنعكس في الورق.

جميع الدهانات هي الصباغ أو المواد. هذه دهانات ماصة (ممتصة) ، وعندما يختلطها يجب أن تسترشد بقواعد الطرح. عندما يتم خلط ألوان أو تركيبات إضافية تحتوي على الألوان الأساسية الثلاثة - الأصفر والأحمر والأزرق - في نسبة معينة ، ستكون النتيجة سوداء ، بينما ينتج عن خليط مماثل من الألوان غير الحقيقية التي تم الحصول عليها في التجربة النيوتونية مع منشور اللون الأبيض. منذ هنا يستند اتحاد الألوان على مبدأ الجمع ، وليس الطرح.

• أن يستمر ...

الإشعاع المرئي - الموجات الكهرومغناطيسية التي تلاحظها العين البشرية ، والتي تشغل جزءًا من الطيف بأطوال موجية من حوالي 380 (بنفسجي) إلى 780 نانومتر (أحمر). تشغل هذه الموجات نطاق تردد من 400 إلى 790 تيراهيرتز. يسمى أيضًا الإشعاع الكهرومغناطيسي بأطوال موجية مثل الضوء المرئي ، أو ببساطة الضوء (بالمعنى الضيق للكلمة). العين البشرية هي الأكثر حساسية للضوء في منطقة 555 نانومتر (540 THz) ، في الجزء الأخضر من الطيف.

كما يقع الإشعاع المرئي في "النافذة البصرية" ، وهي منطقة طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي ، الذي لا يمتص عمليا من الغلاف الجوي للأرض. ينشر الهواء الصافي الضوء الأزرق إلى حد ما أقوى من الضوء بأطوال موجية طويلة (الجانب الأحمر من الطيف) ، لذا تبدو السماء بعد الظهر زرقاء.

العديد من أنواع الحيوانات قادرة على رؤية إشعاع غير مرئي للعين البشرية ، وهذا ليس ضمن النطاق المرئي. على سبيل المثال ، يرى النحل والعديد من الحشرات الأخرى الضوء في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ، مما يساعدهم على العثور على الرحيق على الزهور. النباتات التي تلقيحها الحشرات ، هي في وضع أكثر ملاءمة من حيث الإنجاب ، إذا كانت مشرقة في الطيف فوق البنفسجي. كما أن الطيور قادرة على رؤية الأشعة فوق البنفسجية (300-400 نانومتر) ، وبعض الأنواع لديها حتى ريش علامات لجذب شريك ، مرئية فقط في الأشعة فوق البنفسجية.

التفسيرات الأولى لطيف الإشعاع المرئي قدمها إسحاق نيوتن في كتاب "البصريات" و يوهان غوته في كتابه "نظرية الألوان" ، ولكن قبلها ، لاحظ روجر بيكون الطيف الضوئي في كوب من الماء. بعد أربعة قرون فقط ، اكتشف نيوتن تشتت الضوء في الموشورات.

استخدم نيوتن أولاً كلمة الطيف (lat. Spectrum - vision، appearance) في الطباعة عام 1671 ، واصفاً تجاربه البصرية. جعل الملاحظة أنه عندما يسقط شعاع ضوء على سطح موشور زجاجي بزاوية على السطح ، ينعكس جزء من الضوء ويمر جزء من خلال الزجاج ، مشكلاً خطوط متعددة الألوان. اقترح العالم أن الضوء يتكون من تيار من الجسيمات (جسيمات) من ألوان مختلفة ، وأن الجسيمات ذات الألوان المختلفة تتحرك بسرعات مختلفة في وسط شفاف. ووفقاً لفرضيته ، فإن الضوء الأحمر يتحرك أسرع من البنفسج ، وبالتالي فإن الشعاع الأحمر لم ينحرف على المنشور بنفس قوة البنفسج. وبسبب هذا ، كان هناك طيف مرئي من الألوان.

قسمت نيوتن الضوء إلى سبعة ألوان: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. اختار الرقم سبعة من القناعة (نشأ من السفسطائيين اليونانيين القدماء) أن هناك علاقة بين الألوان والملاحظات الموسيقية وأشياء من النظام الشمسي وأيام الأسبوع. العين البشرية ضعيفة نسبيا نسبيا إلى ترددات النيلة ، لذلك بعض الناس لا يستطيعون تمييزه عن الأزرق أو البنفسجي. لذلك ، بعد نيوتن ، كان يُقترح غالبًا ألا يعتبر اللون النيلي لونًا مستقلاً ، بل ظلًا باللون الأرجواني أو الأزرق فقط (ومع ذلك ، فإنه لا يزال مدرجًا في الطيف في التقليد الغربي). في التقاليد الروسية ، النيلي يتوافق مع اللون الأزرق.

غوتة ، على النقيض من نيوتن ، يعتقد أن الطيف يحدث عندما تتداخل أجزاء مختلفة من العالم. من خلال ملاحظةه لأشعة الضوء العريضة ، وجد أنه عند المرور عبر حواف موشورية ، تظهر الحواف الصفراء والحمراء والأزرق عند حواف الحزمة ، والتي يظل الضوء الأبيض بينها ، ويظهر الطيف إذا تم إحضار هذه الحواف قريبة بما يكفي لبعضها البعض.

في القرن التاسع عشر ، بعد اكتشاف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، أصبح فهم الطيف المرئي أكثر دقة.

في بداية القرن التاسع عشر ، قام توماس جونغ وهيرمان فون هيلمهولتز بالتحقيق في العلاقة بين الطيف المرئي ورؤية الألوان. اقترحت نظرية الرؤية اللونية الخاصة بهم بشكل صحيح أنها تستخدم ثلاثة أنواع مختلفة من المستقبلات لتحديد لون العين.

خصائص حدود الإشعاع المرئي

عندما يتحلل شعاع أبيض ، يتشكل طيف في المنشور ينكسر فيه الإشعاع ذات الأطوال الموجية المختلفة بزاوية مختلفة. والألوان المتضمنة في الطيف ، أي تلك الألوان التي يمكن الحصول عليها بواسطة موجات الضوء من نفس الطول (أو في نطاق ضيق جدًا) ، تسمى الألوان الطيفية. يتم عرض الألوان الطيفية الرئيسية (التي لها اسم خاص بها) ، بالإضافة إلى خصائص انبعاث هذه الألوان في الجدول:

وسواء كنا ندرك هذا أم لا ، فنحن في تفاعل مستمر مع العالم الخارجي ونقبل تأثير العوامل المختلفة في هذا العالم. نرى الفضاء من حولنا ، ونسمع الأصوات من مصادر مختلفة باستمرار ، ونشعر بالدفء والباردة ، ولا نلاحظ أننا تحت تأثير إشعاع الخلفية الطبيعية ، ونستمر باستمرار في منطقة الإشعاع ، التي تأتي من عدد كبير من مصادر القياس عن بعد ، والإذاعة والاتصالات. كل شيء من حولنا يصدر إشعاعات كهرمغنطيسية. الإشعاع الكهرومغناطيسي هو الموجات الكهرومغناطيسية التي أنشأتها مختلف الأجسام المشعة - الجسيمات المشحونة ، الذرات ، الجزيئات. تتميز الأمواج بمعدل التكرار ، الطول ، الشدة ، وعدد من الخصائص الأخرى. هنا أنت مجرد مثال تمهيدي. الحرارة المنبعثة من نار مشتعلة هي موجة كهرمغنطيسية ، بدقة أكثر ، إشعاع تحت أحمر ، ونحن لا نراها بكثافة عالية جداً ، لكننا يمكن أن نشعر بها. أخذ الأطباء صورة الأشعة السينية - تم تشعيعهم بالموجات الكهرومغناطيسية ، التي تمتلك قوة اختراق عالية ، لكننا لم نشعر بهذه الأمواج ولم نراها. حقيقة أن التيار الكهربائي وجميع الأجهزة التي تعمل تحت تأثيره هي مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي ، أنت ، بالطبع ، تعرف. لكن في هذه المقالة لن أخبركم نظرية الإشعاع الكهرومغناطيسي وطبيعته الفيزيائية ؛ سأحاول أن أشرح بلغة أقل بساطة ما هو الضوء المرئي وكيف يظهر لون الأشياء التي نراها. بدأت أتحدث عن الموجات الكهرومغناطيسية لنقول لك أهم شيء: الضوء هو موجة كهرومغناطيسية تنبعث من مادة ساخنة أو متحمس. في دور مثل هذه المادة يمكن أن تجعل الشمس ، مصباح وهاج ، مصباح يدوي ، شعلة نار ، تفاعلات كيميائية مختلفة. يمكن أن تكون الأمثلة كثيرة جدًا ، يمكنك تقديمها بنفسك في عدد أكبر مما كتبت. من الضروري توضيح أن مفهوم الضوء سيعني الضوء المرئي. يمكن تمثيل كل ما سبق على هذا النحو صورة (الشكل 1).

الشكل 1 - مكان الإشعاع المرئي بين الأنواع الأخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي.

في الشكل 1   إشعاع مرئي   قدمت في شكل مقياس ، والذي يتكون من "خليط" ألوان مختلفة. كنت تفكر في ذلك - انها مجموعة من. عبر الطيف بأكمله (من اليسار إلى اليمين) يمر خط متموج (منحنى جيباني) - هذه موجة كهرمغنطيسية ، والتي تعرض جوهر الضوء كإشعاع كهرومغناطيسي. تحدث بشكل تقريبي ، أي إشعاع هو موجة. الأشعة السينية ، المؤينة ، البث الراديوي (أجهزة الاستقبال الراديوية ، الاتصالات التلفزيونية) ليست مهمة ، كلها موجات كهرومغناطيسية ، فقط كل نوع من الإشعاع له طول مختلف من هذه الموجات. المنحنى الجيبي هو مجرد تمثيل رسومي للطاقة المشعة التي تتغير بمرور الوقت. هذا وصف رياضي للطاقة المشعة. في الشكل 1 ، يمكنك أيضًا ملاحظة أن الموجة المصورة هي مضغوطة قليلاً في الزاوية اليسرى وممتدة في اليمين. هذا يشير إلى أن لها أطوال مختلفة في مواقع مختلفة. الطول الموجي هو المسافة بين القمتين المتجاورتين. وللإشعاع المرئي (الضوء المرئي) طول موجة يتراوح من 380 إلى 780 نانومتر (نانومتر). الضوء المرئي هو مجرد رابط لموجة كهرومغناطيسية طويلة جدًا.

من الضوء إلى اللون والظهر

أنت تعلم من المدرسة أنه إذا وضعت منشورًا زجاجيًا في مسار شعاع الشمس ، فمعظم الضوء سيمر عبر الزجاج وستتمكن من رؤية خطوط ملونة على الجانب الآخر من المنشور. أي أن أشعة الشمس الأصلية كانت شعاعًا أبيضًا ، وبعد المرور عبر منشور ، انقسمت إلى 7 ألوان جديدة. هذا يشير إلى أن الضوء الأبيض يتكون من هذه الألوان السبعة. تذكر ، قلت للتو أن الضوء المرئي (الإشعاع المرئي) هو موجة كهرمغنطيسية ، وهكذا ، فإن تلك الخطوط متعددة الألوان التي خرجت بعد تمرير شعاع الشمس من خلال منشور هي موجات كهرومغناطيسية منفصلة. هذا هو ، يتم الحصول على 7 موجات كهرومغناطيسية جديدة. نحن ننظر إلى الشكل 2.

الشكل 2 - مرور شعاع من أشعة الشمس من خلال المنشور.

كل موجة لها طولها. ترى ، قمم الموجات المجاورة لا تتطابق مع بعضها البعض: لأن اللون الأحمر (الموجة الحمراء) يبلغ طوله حوالي 625-740 نانومتر ، اللون البرتقالي (موجة البرتقال) - ما يقرب من 590-625 نانومتر ، اللون الأزرق (موجة زرقاء) - 435-500nm ، أنا لن تعطي أرقام عن 4 موجات المتبقية ، والجوهر ، كما أعتقد ، فهمت. كل موجة هي طاقة ضوء مشعة ، أي موجة حمراء تنبعث منها ضوء أحمر ، برتقالي - برتقالي ، أخضر - أخضر ، إلخ. عندما تنبعث جميع الموجات السبعة في وقت واحد ، نرى مجموعة متنوعة من الألوان. إذا وضعت الرسوم البيانية لهذه الموجات رياضيا معا ، فإننا نحصل على الرسم البياني الأصلي للموجة الكهرومغناطيسية للضوء المرئي - نحصل على الضوء الأبيض. وبالتالي ، يمكن أن يقال ذلك مجموعة من   الموجة الكهرومغناطيسية للضوء المرئي هو المبلغ   موجات ذات أطوال مختلفة ، والتي ، عند فرضها على بعضها البعض ، تعطي الموجات الكهرومغناطيسية الأصلية. الطيف "يوضح ما تتكون الموجة." حسنا ، إذا قلت ، فإن طيف الضوء المرئي هو خليط من الألوان التي تشكل الضوء الأبيض (اللون). يجب أن يقال أن الأنواع الأخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي (المؤين ، والأشعة السينية ، والأشعة تحت الحمراء ، والأشعة فوق البنفسجية ، وما إلى ذلك) لها أيضًا أطياف خاصة بها.

يمكن تمثيل أي إشعاع كطيف ، على الرغم من عدم وجود خطوط ملونة في تركيبه ، لأن الشخص غير قادر على رؤية أنواع أخرى من الإشعاع. الإشعاع المرئي هو النوع الوحيد من الإشعاع الذي يمكن للشخص رؤيته ، ولهذا السبب يسمى هذا الإشعاع مرئيًا. ومع ذلك ، فإن طاقة طول موجة معين ليس لها أي لون. ويرجع إدراك الإنسان للإشعاع الكهرومغناطيسي في النطاق المرئي للطيف إلى حقيقة أن المستقبلات القادرة على الاستجابة لهذا الإشعاع موجودة في شبكية العين البشرية.

ولكن هل يتم فقط بإضافة الألوان الأساسية السبعة التي يمكننا الحصول عليها باللون الأبيض؟ بأي حال من الأحوال نتيجة للبحث العلمي والتجارب العملية ، تم العثور على أن جميع الألوان التي يمكن للعين البشرية إدراكها يمكن الحصول عليها عن طريق خلط ثلاثة ألوان أساسية فقط. ثلاثة ألوان أساسية: أحمر ، أخضر ، أزرق. إذا كان مزج هذه الألوان الثلاثة يمكنك الحصول على أي لون تقريبا ، ثم يمكنك الحصول على اللون الأبيض أيضا! نظرة على الطيف الذي أظهر في الشكل 2 ، يظهر الطيف بوضوح الألوان الثلاثة: الأحمر والأخضر والأزرق. هذه هي الألوان التي تكمن وراء نموذج الألوان RGB (أحمر أخضر أزرق).

دعونا نتحقق من كيفية عملها عمليًا. خذ 3 مصادر للضوء (الأضواء) - الأحمر والأخضر والأزرق. كل من هذه أجهزة العرض تنبعث منها موجة كهرومغناطيسية واحدة فقط بطول معين. يتوافق الأحمر مع انبعاث موجة كهرومغناطيسية بطول حوالي 625-740 نانومتر (يتكون الطيف من الحزمة فقط من اللون الأحمر) ، الأزرق يصدر طول موجة يبلغ 435-500 نانومتر (يتكون الطيف من الحزمة فقط أزرق) ، أخضر - 500-565 نانومتر (في طيف الحزمة فقط اللون الأخضر). ثلاث موجات مختلفة ولا شيء آخر ، لا يوجد طيف متعدد الألوان وألوان إضافية. الآن سنقوم بتوجيه الكشافات بحيث تتداخل أشعةها جزئيًا مع بعضها البعض ، كما هو موضح في الشكل 3.

الشكل 3 - نتيجة لفرض الأحمر والأخضر و زهور زرقاء.

انظر ، عند تقاطع أشعة الضوء مع بعضها البعض ، شكلت أشعة ضوئية جديدة - ألوان جديدة. الأخضر والأحمر شكلت الأصفر والأخضر والأزرق - سماوي وأزرق وأحمر - أرجواني. وهكذا ، من خلال تغيير سطوع أشعة الضوء ودمج الألوان ، يمكنك الحصول على مجموعة كبيرة ومتنوعة من درجات الألوان ودرجات الألوان. انتبه إلى مركز تقاطع الألوان الخضراء والأحمر والأزرق: في الوسط سترى الأبيض. تلك التي تحدثنا عنها مؤخرًا. اللون الابيض   - هو مجموع كل الألوان. إنه "أقوى لون" كل الألوان التي نراها. عكس اللون الأبيض أسود. اللون الأسود   - هذا هو الغياب الكامل للضوء على الإطلاق. هذا هو ، حيث لا يوجد ضوء - هناك ظلام ، هناك يصبح كل شيء أسود. مثال على ذلك هو الشكل 4.

الشكل 4 - عدم وجود إشعاع الضوء

أنا بطريقة ما انتقل بهدوء من مفهوم الضوء لمفهوم اللون ولا أقول أي شيء لك. لقد حان الوقت لتوضيح ذلك. اكتشفنا ذلك ضوء   - هذا هو الإشعاع المنبعث من الجسم الساخن أو المادة في حالة متحمس. المعلمات الرئيسية لمصدر الضوء هي الطول الموجي والشدة المضيئة. اللون   - هذه خاصية نوعية لهذا الإشعاع ، والتي يتم تحديدها على أساس الإحساس المرئي الناتج. بالطبع ، يعتمد مفهوم اللون على الشخص وحالته الجسدية والنفسية. لكننا نفترض أنك تشعر بما يكفي من الراحة ، اقرأ هذه المقالة ويمكن أن تميز 7 ألوان من قوس قزح عن بعضها البعض. ألاحظ أنه في هذه اللحظة ، نحن نتحدث عن لون الإشعاع الضوئي ، وليس عن لون الأشياء. ويبين الشكل 5 المعلمات اللون والضوء التي تعتمد على بعضها البعض.

الشكلان 5 و 6 - اعتماد معلمات اللون على مصدر الإشعاع

هناك خصائص اللون الأساسية: هوى ، السطوع (السطوع) ، الخفة (الخفة) ، التشبع (التشبع).

درجة اللون (هوى)

  - هذه هي الخاصية الرئيسية للون ، والتي تحدد موقفها في الطيف. تذكر ألواننا السبعة لقوس قزح - وبعبارة أخرى ، 7 درجات ألوان. نغمة اللون الأحمر ، نغمة اللون البرتقالي ، نغمة اللون الأخضر ، الأزرق ، إلخ. قد يكون هناك الكثير من نغمات اللون ، لقد ذكرت فقط 7 ألوان من قوس قزح كمثال. تجدر الإشارة إلى أن الألوان مثل الرمادي والأبيض والأسود ، وكذلك ظلال من هذه الألوان لا تشير إلى مفهوم لون لهجة ، لأنها نتيجة لخلط الألوان المختلفة.

السطوع (السطوع)

  - ميزة تظهر كيف قوي   تشع الطاقة الضوئية بلون واحد أو لون آخر (أحمر ، أصفر ، بنفسجي ، إلخ). وإذا كان لا يشع على الإطلاق؟ إذا لم تشع ، فليس هناك ، ولا توجد طاقة - ليس هناك ضوء ، وحيث لا يوجد ضوء ، هناك لون أسود. أي لون مع انخفاض أقصى في السطوع يصبح أسود. على سبيل المثال ، سلسلة يعتم أحمر: أحمر - القرمزي - بورجوندي - البني - أسود. الحد الأقصى للزيادة في السطوع ، على سبيل المثال ، سيعطي اللون الأحمر نفسه "اللون الأحمر الأقصى".

نعمة (الخفة)

  - درجة القرب من اللون (درجة اللون) إلى اللون الأبيض. أي لون مع زيادة الحد الأقصى للسطوع يصبح أبيض. على سبيل المثال: أحمر - قرمزي - وردي - وردي باهت - أبيض.

التشبع (التشبع)

  - درجة القرب من اللون إلى اللون الرمادي. اللون الرمادي   هو لون وسيط بين الأبيض والأسود. اللون الرمادي يتشكل عن طريق الاختلاط مساو   كميات من الأحمر والأخضر والأزرق مع انخفاض في سطوع مصادر الإشعاع بنسبة 50 ٪. يختلف التشبع بشكل غير متناسب ، أي أن تقليل التشبع إلى الحد الأدنى لا يعني أنه سيتم تخفيض سطوع المصدر إلى 50٪. إذا كان اللون أغمق من اللون الرمادي ، مع انخفاض في التشبع ، سيصبح أكثر قتامة ، وبزيادة أخرى ، ستصبح سوداء بالكامل.

تكمن خصائص الألوان مثل درجة اللون والسطوع (السطوع) والتشبع (التشبع) في نموذج لون HSB (يسمى أيضًا HCV).

من أجل فهم هذه الخصائص للون ، والنظر في الشكل 7 لوحة الألوان من محرر الرسومات أدوبي فوتوشوب.

الشكل 7 - برنامج Adobe Photoshop Color Picker

إذا نظرت عن كثب إلى الصورة ، ستجد دائرة صغيرة ، والتي تقع في الزاوية اليمنى العليا من اللوحة. تعرض هذه الدائرة اللون الذي تم تحديده في لوحة الألوان ، وفي حالتنا يكون اللون الأحمر. دعونا نبدأ في فهم. أولاً ، انظر إلى الأرقام والحروف الموجودة في النصف الأيمن من الصورة. هذه هي معلمات نموذج ألوان HSB. الحرف الأعلى هو H (تدرج ، درجة اللون). يحدد موقف اللون في الطيف. تعني القيمة 0 درجة أن هذه هي أعلى نقطة (أو أدنى). عجلة الألوان   - هذا هو أحمر. تنقسم الدائرة إلى 360 درجة ، أي اتضح أن لديها نغمات 360 درجة. الحرف التالي هو S (تشبع ، تشبع). لقد أشرنا إلى قيمة 100٪ - وهذا يعني أن اللون سيتم "الضغط عليه" إلى الحافة اليمنى من لوحة الألوان ولديه أعلى تشبع محتمل. ثم يأتي الحرف B (السطوع ، السطوع) - فهو يبين مدى ارتفاع النقطة على لوحة الألوان ويميز كثافة اللون. تعني القيمة 100٪ أن كثافة اللون هي الحد الأقصى والنقطة "مضغوطة" إلى الحافة العلوية للوح. الحروف R (أحمر) ، G (أخضر) ، B (أزرق) هي قنوات الألوان الثلاثة (أحمر ، أخضر ، أزرق) من طراز RGB. يحتوي كل منهم على رقم يشير إلى مقدار اللون في القناة. أذكر مثال الأضواء في الشكل 3 ، ثم وجدنا أنه يمكن الحصول على أي لون عن طريق خلط أشعة الضوء الثلاثة. من خلال تسجيل البيانات الرقمية في كل قناة ، فإننا نحدد اللون بشكل فريد. في حالتنا ، فإن القناة 8 بت والأرقام تقع في النطاق من 0 إلى 255. تظهر الأرقام في قنوات R و G و B شدة الضوء (سطوع اللون). تحتوي قناتنا R على قيمة 255 ، مما يعني أنها نقية حمراء ولها أقصى سطوع. القنوات G و B هي أصفار ، مما يعني غياب تام للألوان الخضراء والزرقاء. في العمود الأدنى يمكنك رؤية مجموعة التعليمات البرمجية # ff0000 - هذا هو رمز اللون. أي لون في لوح الألوان له كود سداسي عشري خاص به يحدد اللون. هناك مقالة رائعة نظرية اللون في الأرقام ، حيث يحكي المؤلف كيفية تحديد اللون باستخدام الشفرة السداسية العشرية.
  في الصورة ، يمكنك أيضًا مشاهدة حقول عددية متساوية مع الأحرف "lab" و "CMYK". هذه مساحات لونيتين ، يمكن تمييزهما بالألوان ، هناك محادثة منفصلة بشكل عام عنهم ، وفي هذه المرحلة لا داعي للدخول فيها حتى تفهم RGB.
  يمكن فتح لوحة الألوان أدوبي فوتوشوب وقم بتجربة معنى الألوان في حقلي RGB و HSB. ستلاحظ أن التغيير في القيم العددية في قنوات R و G و B يسبب تغيرًا في القيم العددية في قنوات H و S و B.

لون الكائن

لقد حان الوقت للحديث عن الكيفية التي تبين بها أن الأشياء المحيطة بنا تأخذ لونها ، ولماذا تتغير مع الإضاءة المختلفة لهذه الأشياء.

يمكن رؤية الكائن فقط إذا كان يعكس أو ينقل الضوء. إذا كان الكائن يكاد يكون كاملا يمتص   ضوء الحادث ثم يأخذ الكائن اللون الأسود. وعندما يكون الكائن يعكس   تقريبا كل ضوء الحادث ، فإنه يأخذ   اللون الابيض. وهكذا ، يمكنك أن تستنتج على الفور أن لون الكائن سيتم تحديده من خلال الرقم يمتص وينعكس الضوءالذي يضيء هذا الكائن. يتم تحديد القدرة على عكس واستيعاب الضوء من خلال البنية الجزيئية للمادة ، وبعبارة أخرى ، الخصائص الفيزيائية للكائن. لون البند "لم يزرع فيه بطبيعته"! بطبيعتها ، وضعت الخصائص الفيزيائية: تعكس واستيعاب.

ترتبط ارتباطا وثيقا لون الكائن ولون مصدر الإشعاع ، ويتم وصف هذه العلاقة من خلال ثلاثة شروط.

- الشرط الأول:يمكن أن يأخذ لون الكائن فقط في وجود مصدر للضوء. إذا لم يكن هناك ضوء ، فلن يكون هناك لون! سوف يبدو اللون الأحمر باللون الأحمر. في الغرفة المظلمة لا نرى ولا نميز الألوان ، لأنها ليست كذلك. سيكون هناك لون أسود من المساحة المحيطة بأكملها والأشياء الموجودة فيه

- الشرط الثاني:   يعتمد لون الكائن على لون مصدر الضوء. إذا كان مصدر الضوء أحمر ، فستكون جميع الكائنات المضيئة بهذا الضوء فقط باللون الأحمر والأسود والرمادي.

- وأخيرًا ، الشرط الثالث:   يعتمد لون كائن ما على التركيب الجزيئي للمادة التي تشكل الجسم.

العشب الأخضر يبدو أخضر لنا لأنه عندما يضيء بالضوء الأبيض ، فإنه يمتص الموجات الحمراء والزرقاء من الطيف ويعكس الموجات الخضراء (الشكل 8).

الشكل 8 - انعكاس طيف الموجة الخضراء

يبدو الموز في الشكل 9 أصفر لأنه يعكس موجات تقع في المنطقة الصفراء من الطيف (الموجة الصفراء من الطيف) وتستوعب جميع الموجات الأخرى من الطيف.

الشكل 9 - انعكاس الموجة الصفراء من الطيف

الكلب ، كما هو موضح في الشكل 10 ، هو أبيض. اللون الأبيض - نتيجة انعكاس جميع موجات الطيف.

الشكل 10 - انعكاس جميع موجات الطيف

لون الكائن هو لون الموجة المنعكسة من الطيف. هكذا تكتسب الأشياء اللون الذي نراه.

المقالة التالية ستناقش ميزة لونية جديدة -

  \u003e الضوء المرئي

ضوء مرئي   - جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمكن للعين البشرية الوصول إليه (390-750 نانومتر).

مهمة التعلم

• تعلم لتمييز 6 نطاقات من الطيف المرئي.

النقاط الرئيسية

• يتشكل الضوء المرئي بسبب الاهتزازات ودوران الذرات والجزيئات ، وكذلك نقل الإلكترونات بداخلها.
• الألوان مسؤولة عن أطوال موجية نظيفة محددة. الأحمر - أقل الترددات وأطول الموجات والأرجواني - أعلى الترددات وأقصر أطوالها.
• تسمى الألوان التي تم إنشاؤها في الضوء المرئي لنطاق ضيق من الأطوال الموجية ألوان طيفية نقية: أرجواني (380-450 نانومتر) ، أزرق (450-495 نانومتر) ، أخضر (495-570 نانومتر) ، أصفر (570-590 نانومتر) ، برتقالي ( 590-620 نانومتر) والأحمر (620-750 نانومتر).
• يكسر الضوء المرئي من خلال الزجاج البصري ، وبالتالي فإن طبقة الغلاف الجوي لا توفر مقاومة كبيرة.
• يسمى الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي المستخدم في الكائنات الحية الضوئية منطقة نشطة ضوئيا (400-700 نانومتر).

حيث

• النافذة البصرية - منطقة مرئية في الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمر عبر طبقة الغلاف الجوي.
• لون طيفي - تم إنشاؤه بواسطة طول موجة واحد للضوء في الطيف المرئي أو في نطاق ضيق نسبيًا من الأطوال الموجية.
• الضوء المرئي هو جزء من الطيف الكهرومغناطيسي (بين الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية) ، والذي يمكن الوصول إليه من العين البشرية.

ضوء مرئي

الضوء المرئي هو جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمكن الوصول إليه من العين البشرية. يشار ببساطة إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي من هذا النطاق باسم الضوء. تستجيب العيون للأطوال الموجية من 390-750 نانومتر. من حيث التردد ، هذا يتوافق مع نطاق من 400-790 THz. تصل العين المعدلة عادة إلى حساسية قصوى تبلغ 555 نانومتر (540 هرتز) مع المنطقة الخضراء من الطيف الضوئي. لكن الطيف نفسه لا يحتوي على جميع الألوان المحصورة بالعينين والدماغ. على سبيل المثال ، يتم إنشاء الألوان الملونة كالوردي والأرجواني بواسطة الجمع بين عدة أطوال موجية.

فيما يلي الفئات الرئيسية للموجات الكهرومغناطيسية. تختلف خطوط التقسيم في بعض الأماكن ، وقد تتداخل فئات أخرى. تحتل الموجات الدقيقة جزء التردد العالي من الطيف الراديوي للطيف الكهرومغناطيسي

تشكّل الضوء المرئي اهتزازات وتناوب الذرات والجزيئات ، وكذلك النقل الإلكتروني بداخلها. يتم استخدام هذه الشحنات بواسطة أجهزة الاستقبال وأجهزة الكشف.

جزء صغير من الطيف الكهرومغناطيسي مع ضوء مرئي. لا يعمل الفصل بين الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية بشكل مميز بنسبة 100٪

يُظهر الشكل العلوي جزءًا من الطيف ذي ألوان مسؤولة عن موجات نقية محددة. الأحمر - أقل الترددات وأطول الموجات والبنفسج - أعلى الترددات وأقصر الأطوال الموجية. يصل إشعاع الجسم الأسود الشمسي إلى أقصى حد في الجزء المرئي من الطيف ، ولكنه أكثر كثافة في الأحمر من اللون البنفسجي ، لذلك يبدو النجم صفراء بالنسبة لنا.

تسمى الألوان التي يتم الحصول عليها بواسطة ضوء شريط ضيق من الأطوال الموجية طيف نقي. لا تنس أن كل شخص لديه العديد من الظلال ، لأن الطيف مستمر. تختلف الصور التي توفر بيانات طول الموجة عن تلك الموجودة في الجزء المرئي من الطيف.

الضوء المرئي والجو الأرضي

يختفي الضوء المرئي من خلال النافذة البصرية. هذا هو "مكان" في الطيف الكهرومغناطيسي الذي ينقل موجات دون مقاومة. وكمثال على ذلك ، يمكننا أن نتذكر أن طبقة الهواء تبتسم باللون الأزرق بدلاً من الأحمر ، لذا تظهر لنا السماوات زرقاء.

يُشار أيضًا إلى النافذة البصرية بأنها مرئية لأنها تتداخل مع الطيف المتاح للإنسان. هذا ليس من قبيل الصدفة. طورت أسلافنا رؤية قادرة على استخدام مجموعة كبيرة من الأطوال الموجية.

بفضل النافذة البصرية ، يمكننا التمتع بظروف درجة حرارة معتدلة نسبياً. تصل وظيفة السطوع الشمسي إلى أقصى حد في المدى المرئي ، والذي يتحرك بغض النظر عن النافذة البصرية. هذا هو السبب في تسخين السطح.

التركيب الضوئي

لم يؤثر التطور فقط على الناس والحيوانات ، بل أيضًا النباتات التي تعلمت أن تتفاعل بشكل صحيح مع أجزاء من الطيف الكهرومغناطيسي. لذا ، فإن الغطاء النباتي يحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية. يستخدم التمثيل الضوئي الغاز والماء ، وخلق الأكسجين. هذه عملية مهمة لجميع الحياة الهوائية على هذا الكوكب.

يدعى هذا الجزء من الطيف المنطقة النشطة ضوئيا (400-700 نانومتر) ، متداخلة مع مجموعة من الرؤية البشرية.

فيزياء اللون

في عام 1676 ، وضع السير إسحاق نيوتن ، مستخدمًا موشوراً ثلاثي الجوانب ، ضوء الشمس الأبيض على الطيف اللوني. طيف مماثل يحتوي على جميع الألوان ما عدا الأرجواني.

وضع نيوتن تجربته على النحو التالي (الشكل 1). مرت أشعة الشمس من خلال شق ضيق وسقطت على المنشور. في المنشور ، تم تقشير شعاع أبيض إلى ألوان طيفية منفصلة. متحللة بهذه الطريقة ، ثم تم إرسالها إلى الشاشة حيث ظهرت صورة الطيف. بدأ الشريط لون مستمر مع الأحمر وعبر البرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق انتهت باللون الأرجواني. إذا تم تمرير هذه الصورة من خلال عدسة تجميع ، فإن تركيبة جميع الألوان أعطت لونًا أبيض.

يتم الحصول على هذه الألوان من شعاع الشمس باستخدام الانكسار. هناك مسارات مادية أخرى لتشكيل اللون ، على سبيل المثال ، مرتبطة بعمليات التداخل والانعراج والاستقطاب والتألق.

إذا قسمنا الطيف إلى جزأين ، على سبيل المثال ، إلى الأحمر البرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق البنفسجي ، ونقوم بجمع كل من هذه المجموعات بعدسة خاصة ، فسوف ينتهي بنا الأمر بلونين مختلطين ، وهذا بدوره سيعطينا لونًا أبيض أيضًا. .

ويطلق على لونين ، مزيج منهما يعطيان اللون الأبيض ، ألوانًا تكميلية.

إذا قمنا بإزالة لون واحد من الطيف ، على سبيل المثال ، أخضر ، وجمع الألوان المتبقية - الأحمر والبرتقالي والأصفر والأزرق والبنفسجي - من خلال العدسة ، فإن اللون المختلط الناتج سيكون أحمرًا ، أي أن اللون سيكون مكملاً للأخضر الذي تمت إزالته. إذا أزلنا اللون الاصفروالألوان المتبقية - الأحمر والبرتقالي والأخضر والأزرق والأرجواني - ستعطينا لونًا أرجوانيًا ، وهو لون مكمل للأصفر.

كل لون اختياري فيما يتعلق بمزيج من جميع الألوان الأخرى في الطيف.

في اللون المختلط ، لا يمكننا رؤية مكوناته الفردية. في هذا الصدد ، تختلف العين عن الأذن الموسيقية ، والتي يمكن أن تميز أي من أصوات الوتر.

يتم إنشاء ألوان مختلفة بواسطة موجات الضوء ، والتي تمثل نوعًا معينًا من الطاقة الكهرومغناطيسية.

يمكن للعين البشرية إدراك الضوء فقط في الأطوال الموجية من 400 إلى 700 ملليميترون:

• 1 ميكرون أو 1μ = 1/1000 مم = 1/1000000 م.
• 1 مللي متر أو 1mμ = 1/1000000 ملم.

الطول الموجي المقابل للألوان الفردية للطيف ، والترددات المقابلة (عدد الاهتزازات في الثانية) لكل لون طيفي   لديك الخصائص التالية:

تبلغ نسبة تردد اللونين الأحمر والأرجواني حوالي 1: 2 ، وهذا هو نفسه في أيكتار موسيقي.

يتميز كل لون من الطيف من خلال طوله الموجي ، أي أنه يمكن تحديده بدقة بالطول الموجي أو تردد التذبذب. الموجات الضوئية نفسها ليس لها لون. اللون لا يحدث إلا عندما ينظر إلى هذه الموجات من العين البشرية والدماغ. كيف يعرف هذه الأمواج لا يزال مجهولا تماما. نحن نعلم فقط أن الألوان المختلفة تنتج عن الاختلافات الكمية في الحساسية الضوئية.

يبقى للتحقيق في السؤال المهم حول لون الجسم من الكائنات. إذا وضعنا ، على سبيل المثال ، فلترًا يمرر اللون الأحمر ومرشحًا يمر باللون الأخضر ، أمام المصباح القوسي ، فسيعطي كل من المرشح لونًا أسودًا أو ظلامًا. يمتص اللون الأحمر جميع أشعة الطيف ، باستثناء الأشعة في الفترة الزمنية التي تتطابق مع اللون الأحمر ، ويحتفظ المرشح الأخضر بجميع الألوان باستثناء اللون الأخضر. وبالتالي ، لا يتم السماح بأشعة واحدة ، ونحصل على الظلام. تسمى الألوان الممتصة في تجربة فيزيائية أيضًا بطرح.

وينشأ لون الأجسام بشكل رئيسي في عملية امتصاص الأمواج. تبدو الوعاء الأحمر باللون الأحمر لأنه يمتص كل الألوان الأخرى لشعاع الضوء ويعكس فقط اللون الأحمر.

عندما نقول: "هذه الكأس حمراء" ، فإننا في الواقع نعني أن التركيب الجزيئي لسطح الكأس هو الذي يمتص كل أشعة الضوء ما عدا الأحمر. الكأس نفسه لا يوجد لديه لون ، يتم إنشاء اللون عندما تكون مضاءة.

إذا كان الضوء الأحمر (السطح الذي يمتص كل الأشعة ما عدا الأحمر) مضاءً بالضوء الأخضر ، فسوف يظهر اللون الأسود لنا ، لأن الأخضر لا يحتوي على أشعة تتوافق مع اللون الأحمر ، والتي يمكن أن تنعكس في الورق.

جميع الدهانات هي الصباغ أو المواد. هذه دهانات ماصة (ممتصة) ، وعندما يختلطها يجب أن تسترشد بقواعد الطرح. عندما يتم خلط ألوان أو تركيبات إضافية تحتوي على الألوان الأساسية الثلاثة - الأصفر والأحمر والأزرق - في نسبة معينة ، ستكون النتيجة سوداء ، بينما ينتج خليط مماثل من ألوان غير حقيقية ، تم الحصول عليها في تجربة نيوتونية ذات منشور ، لونًا أبيضًا ، منذ هنا يستند اتحاد الألوان على مبدأ الجمع ، وليس الطرح.