У 1676 році сер Ісаак Ньютон за допомогою тригранної призми розклав біле сонячне світло на колірний спектр. Подібний спектр містив всі кольори за винятком пурпурного. Ньютон ставив свій досвід наступним чином:

сонячне світло пропускався через вузьку щілину і падав на призму. У призмі промінь білого кольору розшаровується на окремі спектральні кольору. Розкладений таким чином він прямував потім на екран, де виникало зображення спектра. Безперервна кольорова стрічка починалася з червоного кольору і через помаранчевий, жовтий, зелений, синій закінчувалася фіолетовим. Якщо це зображення потім пропускалося через збиральну лінзу, то з'єднання всіх кольорів знову давало білий колір. Ці кольори виходять із сонячного променя за допомогою заломлення. Існують і інші фізичні шляху утворення кольору, наприклад, пов'язані з процесами інтерференції, дифракції, поляризації і флуоресценції.

Якщо ми розділимо спектр на дві частини, наприклад - на червоно-оранжево-жовту і зелено-синьо-фіолетову, і зберемо кожну з цих груп спеціальної лінзою, то в результаті отримаємо два змішаних кольору, суміш яких в свою чергу також дасть нам білий колір . Два кольори, об'єднання яких дає білий колір, називаються додатковими кольорами. Якщо ми вилучимо з спектра один колір, наприклад, зелений, і за допомогою лінзи зберемо залишилися кольору - червоний, оранжевий, жовтий, синій і фіолетовий, - то отриманий нами змішаний колір виявиться червоним, тобто кольором додатковим по відношенню до віддаленого нами зеленому. Якщо ми видалимо жовтий колір, - то що залишилися кольору - червоний, помаранчевий, зелений, синій і фіолетовий - дадуть нам фіолетовий колір, тобто колір, додатковий до жовтого.

Кожен колір є додатковим по відношенню до суміші всіх інших кольорів спектру. В змішаному кольорі   ми не можемо побачити окремі його складові. В цьому відношенні очей відрізняється від музичного вуха, яке може виділити будь-який з звуків акорду. Різні кольори створюються світловими хвилями, які представляють собою певний рід електромагнітної енергії.

Людське око може сприймати світ лише при довжині хвиль від 400 до 700 миллимикрон:

1 мікрон або 1 т \u003d 1/1000 мм \u003d 1/1 000000 м. 1 миллимикрон або 1 мт \u003d 1/1 000 000 мм.

Довжина хвиль, відповідна окремим квітам спектра, і відповідні частоти (число коливань в секунду) для кожного призматичного кольору мають наступні характеристики:

Ставлення частот червоного і фіолетового кольору   приблизно дорівнює 1: 2, тобто таке ж як в музичній октаві.

Кожен колір спектра характеризується своєю довжиною хвилі, тобто він може бути абсолютно точно заданий довжиною хвилі або частотою коливань. Світлові хвилі самі по собі не мають кольору. Колір виникає лише при сприйнятті цих хвиль людським оком і мозком. Яким чином він розпізнає ці хвилі дотепер ще повністю не відомо. Ми тільки знаємо, що різні кольори   виникають в результаті кількісних відмінностей світлочутливості.

Залишається досліджувати важливе питання про корпусному кольорі предметів. Якщо ми, наприклад, поставимо фільтр, що пропускає червоний колір, і фільтр, що пропускає зелений, перед дугового лампою, то обидва фільтра разом дадуть чорний колір або темряву. Червоний колір поглинає всі промені спектру, крім променів в тому інтервалі, який відповідає червоному кольору, а зелений фільтр затримує всі кольори, крім зеленого. таким чином, не пропускається жоден промінь, і ми отримуємо темряву. Поглинаються в фізичному експерименті кольору називаються також віднімається.

Колір предметів виникає, головним чином, в процесі поглинання хвиль. Червоний посудину виглядає червоним тому, що він поглинає всі інші кольори світлового променя і відображає тільки червоний. Коли ми говоримо: "ця чашка червона", то ми насправді маємо на увазі, що молекулярний склад поверхні чашки такий, що він поглинає всі світлові промені, крім червоних. Чашка сама по собі не має ніякого кольору, колір створюється при її висвітленні. Якщо червона папір (поверхня, що поглинає всі промені крім червоного) висвітлюється зеленим світлом, то папір здасться нам чорної, тому що зелений колір не містить променів, що відповідають червоному кольору, які могли бути відображені нашої папером.

Всі мальовничі фарби є пігментними або речовими. Це вбираючі (поглинаючі) фарби, і при їх змішуванні слід керуватися правилами вирахування. Коли додаткові фарби або комбінації, що містять три основні кольори - жовтий, червоний і синій - змішуються в певній пропорції, то результатом буде чорний, в той час як аналогічна суміш нематеріальних квітів, отриманих в ньютоновском експерименті з призмою дає в результаті білий колір. оскільки тут об'єднання квітів базується на принципі додавання, а не вирахування.

• далі буде...

Видиме випромінювання - електромагнітні хвилі, що сприймаються людським оком, які займають ділянку спектра з довжинами хвиль приблизно від 380 (фіолетовий) до 780 нм (червоний). Такі хвилі займають частотний діапазон від 400 до 790 терагерц. Електромагнітне випромінювання з такими довжинами хвиль також називається видимим світлом, або просто світлом (у вузькому сенсі цього слова). Найбільшу чутливість до світла людське око має в області 555 нм (540 ТГц), в зеленій частині спектра.

Видиме випромінювання також потрапляє в «оптичне вікно», область спектра електромагнітного випромінювання, практично не поглинається земною атмосферою. Чисте повітря розсіює блакитне світло кілька сильніше, ніж світло з великими довжинами хвиль (в червону сторону спектра), тому полуденне небо виглядає блакитним.

Багато видів тварин здатні бачити випромінювання, що не видиме людському оку, тобто не входить в видимий діапазон. Наприклад, бджоли і багато інших комах бачать світло в ультрафіолетовому діапазоні, що допомагає їм знаходити нектар на квітах. Рослини, запилюється комахами, виявляються в більш вигідному становищі з точки зору продовження роду, якщо вони яскраві саме в ультрафіолетовому спектрі. Птахи також здатні бачити ультрафіолетове випромінювання (300-400 нм), а деякі види мають навіть мітки на оперенні для залучення партнера, видимі тільки в ультрафіолеті.

Перші пояснення спектру видимого випромінювання дали Ісаак Ньютон в книзі «Оптика» і Йоганн Гете в роботі «Теорія Квітів», проте ще до них Роджер Бекон спостерігав оптичний спектр в склянці з водою. Лише через чотири століття після цього Ньютон відкрив дисперсію світла в призмах.

Ньютон перший використовував слово спектр (лат. Spectrum - бачення, поява) у пресі в 1671 році, описуючи свої оптичні досліди. Він зробив спостереження, що коли промінь світла падає на поверхню скляної призми під кутом до поверхні, частина світла відбивається, а частина проходить через скло, утворюючи різнокольорові смуги. Вчений припустив, що світло складається з потоку частинок (корпускул) різних кольорів, і що частки різного кольору рухаються з різною швидкістю в прозорому середовищі. За його припущенням, червоне світло рухався швидше ніж фіолетовий, тому і червоний промінь відхилявся на призмі не так сильно, як фіолетовий. Через це і виникав видимий спектр кольорів.

Ньютон розділив світло на сім кольорів: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, індиго і фіолетовий. Число сім він вибрав з переконання (що походить від давньогрецьких софістів), що існує зв'язок між квітами, музичними нотами, об'єктами Сонячної системи і днями тижня. Людське око відносно слабко сприйнятливий до частот кольору індиго, тому деякі люди не можуть відрізнити його від блакитного або Фіолет кольору. Тому після Ньютона часто пропонувалося вважати індиго не самостійним кольором, а лише відтінком фіолетового або блакитного (проте він досі включений в спектр в західній традиції). У російській традиції індиго відповідає синього кольору.

Гете, на відміну від Ньютона, вважав, що спектр виникає при накладенні різних складових частин світу. Спостерігаючи за широкими променями світла, він виявив, що при проході через призму, на краях променя проявляються червоно-жовті і блакитні краю, між якими світло залишається білим, а спектр з'являється, якщо наблизити ці краї досить близько один до одного.

У XIX столітті, після відкриття ультрафіолетового і інфрачервоного випромінювань, розуміння видимого спектру стало більш точним.

На початку XIX століття Томас Юнг і Герман фон Гельмгольц також досліджували взаємозв'язок між спектром видимого випромінювання і кольоровим зором. Їх теорія кольорового зору вірно припускала, що для визначення кольору очей використовує три різних види рецепторів.

Характеристики кордонів видимого випромінювання

При розкладанні променя білого кольору в призмі утворюється спектр, в якому випромінювання різних довжин хвиль заломлюються під різним кутом. Кольори, що входять в спектр, тобто такі кольори, які можуть бути отримані світловими хвилями однієї довжини (або дуже вузьким діапазоном), називаються спектральними кольорами. Основні спектральні кольору (що мають власну назву), а також характеристики випромінювання цих квітів, представлені в таблиці:

Усвідомлюємо ми цього чи ні, але ми знаходимося в постійному взаємодії з навколишнім світом і приймаємо на себе вплив різних чинників цього світу. Ми бачимо, що оточує нас простір, постійно чуємо звуки від різних джерел, відчуваємо тепло і холод, не помічаємо, що перебуваємо під впливом природного радіаційного фону, а також постійно перебуваємо в зоні випромінювання, яке виходить від величезної кількості джерел сигналів телеметрії, радіо і електрозв'язку. Майже все навколо нас випускає електромагнітне випромінювання. Електромагнітне випромінювання - це електромагнітні хвилі, створені різними випромінюють об'єктами - зарядженими частинками, атомами, молекулами. Хвилі характеризуються частотою проходження, довгою, інтенсивністю, а також рядом інших характеристик. Ось вам просто ознайомчий приклад. Тепло, що виходить від палаючого багаття - це електромагнітна хвиля, а точніше інфрачервоне випромінювання, причому дуже високої інтенсивності, ми його не бачимо, але можемо відчути. Лікарі зробили рентгенівський знімок - опромінили електромагнітними хвилями, що володіють високу проникаючу здатність, але ми цих хвиль не відчули і не побачили. Те, що електричний струм і всі прилади, які працюють під його дією, є джерелами електромагнітного випромінювання, ви все, звичайно ж, знаєте. Але в цій статті я не стану розповісти вам теорію електромагнітного випромінювання і його фізичну природу, я постараюся більш мене простою мовою пояснити, що ж таке видиме світло і як утворюється колір об'єктів, які ми з вами бачимо. Я почав говорити про електромагнітні хвилі, щоб сказати вам найголовніше: Світло - це електромагнітна хвиля, яка випускається нагрітим або знаходяться в збудженому стані речовиною. У ролі такого речовини може виступити сонце, лампа розжарювання, світлодіодний ліхтарик, полум'я багаття, різного роду хімічні реакції. Прикладів може бути досить багато, ви і самі можете привести їх в набагато більшій кількості, ніж я написав. Необхідно уточнити, що під поняттям світло ми будемо мати на увазі видиме світло. Все вище сказане можна представити у вигляді ось такої картинки (Малюнок 1).

Малюнок 1 - Місце видимого випромінювання серед інших видів електромагнітного випромінювання.

На рисунку 1   видиме випромінювання   представлено у вигляді шкали, яка складається з «суміші» різних кольорів. Як ви вже здогадалися - це спектр. Через весь спектр (зліва направо) проходить хвилеподібна лінія (синусоїдальна крива) - це електромагнітна хвиля, яка відображає сутність світла як електромагнітного випромінювання. Грубо кажучи, будь-яке випромінювання - є хвиля. Рентгенівське, іонізуюче, радіовипромінювання (радіоприймачі, телевізійна зв'язок) - не важливо, всі вони є електромагнітними хвилями, тільки кожен вид випромінювання має різну довжину цих хвиль. Синусоїдальна крива є всього лише графічним представленням випромінюваної енергії, яка змінюється в часі. Це математичний опис випромінюваної енергії. На малюнку 1 ви також можете помітити, що зображена хвиля як би трохи стиснута в лівому кутку і розширена в правому. Це говорить про те, що вона має різну довжину на різних ділянках. Довжина хвилі - це відстань між двома її сусідніми вершинами. Видиме випромінювання (видиме світло) має довжину хвилі, яка змінюється в межах від 380 до 780nm (нанометрів). Видиме світло - всього лише ланка одного дуже довгою електромагнітної хвилі.

Від світла до кольору і назад

Ще зі школи ви знаєте, що якщо на шляху променя сонячного світла поставити скляну призму, то велика частина світла пройде через скло, і ви зможете побачити різнокольорові смуги на іншій стороні призми. Тобто спочатку був сонячне світло - промінь білого кольору, а після проходження через призму розділився на 7 нових кольорів. Це говорить про те, що біле світло складається з цих семи кольорів. Пам'ятайте, я тільки що говорив, що видиме світло (видиме випромінювання) - це електромагнітна хвиля, так ось, ті різнокольорові смуги, які вийшли після проходження сонячного променя через призму - є окремі електромагнітні хвилі. Тобто виходять 7 нових електромагнітних хвиль. Дивимося на малюнок 2.

Малюнок 2 - Проходження променя сонячного світла через призму.

Кожна з хвиль має свою довжину. Бачите, вершини сусідніх хвиль не збігаються один з одним: тому що червоний колір (червона хвиля) має довжину приблизно 625-740nm, помаранчевий колір (Помаранчева хвиля) - приблизно 590-625nm, синій колір (синя хвиля) - 435-500nm., Не буду наводити цифри для інших 4-х хвиль, суть, я думаю, ви зрозуміли. Кожна хвиля - це яку випромінює світлова енергія, тобто червона хвиля випромінює червоне світло, помаранчева - помаранчевий, зелений - зелений і т.д. Коли всі сім хвиль випромінюються одночасно, ми бачимо спектр кольорів. Якщо математично скласти графіки цих хвиль разом, то ми отримаємо вихідний графік електромагнітної хвилі видимого світла - отримаємо білий світ. Таким чином, можна сказати, що спектр   електромагнітної хвилі видимого світла - це сума   хвиль різної довжини, які при накладенні один на одного дають вихідну електромагнітну хвилю. Спектр «показує з чого складається хвиля». Ну, якщо зовсім просто сказати, то спектр видимого світла - це суміш квітів, з яких складається біле світло (колір). Треба сказати, що і у інших видів електромагнітного випромінювання (іонізуючого, рентгенівського, інфрачервоного, ультрафіолетового і т.д.) теж є свої спектри.

Будь-яке випромінювання можна представити у вигляді спектра, правда таких кольорових ліній в його складі не буде, тому, як людина не здатна бачити інші типи випромінювань. Видиме випромінювання - це єдиний вид випромінювань, який людина може побачити, тому-то це випромінювання і назвали - видиме. Однак сама по собі енергія певної довжини хвилі не має ніякого кольору. Сприйняття людиною електромагнітного випромінювання видимого діапазону спектра відбувається завдяки тому, що в сітківці ока людини розташовуються рецептори, здатні реагувати на це випромінювання.

Але чи тільки шляхом складання семи основних кольорів ми можемо отримати білий колір? Ні в якому разі. В результаті наукових досліджень і практичних експериментів було встановлено, що всі кольори, які здатний сприймати людське око, можна отримати змішуванням всього лише трьох основних кольорів. Три основні кольори: червоний, зелений, синій. Якщо за допомогою змішування цих трьох кольорів можна отримати практично будь-який колір, значить можна отримати і білий колір! Подивіться на спектр, який був приведений на малюнку 2, на спектрі чітко проглядаються три кольори: червоний, зелений і синій. Саме ці кольори лежать в основі колірної моделі RGB (Red Green Blue).

Перевіримо як це працює на практиці. Візьмемо 3 джерела світла (прожектора) - червоний, зелений і синій. Кожен з цих прожекторів випромінює тільки одну електромагнітну хвилю певної довжини. Червоний - відповідає випромінюванню електромагнітної хвилі довжиною приблизно 625-740nm (спектр променя складається тільки з червоного кольору), синій випромінює хвилю довжиною 435-500nm (спектр променя складається тільки з синього кольору), Зелений - 500-565nm (в спектрі променя тільки зелений колір). Три різних хвилі і більше нічого, немає ніякого різнобарвного спектра і додаткових квітів. Тепер спрямуємо прожектора так, щоб їх промені частково перекривали один одного, як показано на малюнку 3.

Малюнок 3 - Результат накладення червоного, зеленого і синього кольорів.

Подивіться, в місцях перетину світлових променів один з одним утворилися нові світлові промені - нові кольори. Зелений і червоний утворили жовтий, зелений і синій - блакитний, синій і червоний - пурпурний. Таким чином, змінюючи яскравість світлових променів і комбінуючи кольори можна отримати велике різноманіття колірних тонів і відтінків кольору. Зверніть увагу на центр перетину зеленого, червоного і синього кольорів: в центрі ви побачите білий колір. Той самий, про який ми нещодавно говорили. Білий колір   - це сума всіх кольорів. Він є «найсильнішим кольором» з усіх видимих \u200b\u200bнами квітів. Протилежний білому - чорний колір. Чорний колір   - це повна відсутність світла взагалі. Тобто там, де немає світла - там морок, там все стає чорним. Приклад тому - ілюстрація 4.

Малюнок 4 - Відсутність світлового випромінювання

Я якось непомітно переходжу від поняття світло до поняття колір і вам нічого не кажу. Пора внести ясність. Ми з вами з'ясували, що світло   - це випромінювання, яке випускається нагрітим тілом або знаходяться в збудженому стані речовиною. Основними параметрами джерела світла є довжина хвилі і сила світла. колір   - це якісна характеристика цього випромінювання, яка визначається на підставі виникає зорового відчуття. Звичайно ж, сприйняття кольору залежить від людини, його фізичного і психологічного стану. Але будемо вважати, що ви досить добре себе почуваєте, читаєте цю статтю і можете відрізнити 7 кольорів веселки один від одного. Зазначу, що на даний момент, мова йде саме про колір світлового випромінювання, а не про колір предметів. На малюнку 5 показані залежні один від одного параметри кольору та світла.

Малюнки 5 і 6 Залежність параметрів кольору від джерела випромінювання

Існують основні характеристики кольору: колірний тон (hue), яскравість (Brightness), світлість (Lightness), насиченість (Saturation).

Тон (hue)

  - Це основна характеристика кольору, яка визначає його положення в спектрі. Згадайте наші 7 кольорів веселки - це, інакше кажучи, 7 колірних тонів. Червоний колірної тон, помаранчевий колірної тон, зелений колірний тон, синій і т.д. Колірних тонів може бути досить багато, 7 кольорів веселки я привів просто як приклад. Слід зазначити, що такі кольори як сірий, білий, чорний, а також відтінки цих квітів не відносяться до поняття колірної тон, так як є результатом змішування різних колірних тонів.

Яскравість (Brightness)

  - Характеристика, яка показує, наскільки сильно   випромінюється світлова енергія того чи іншого колірного тону (червоного, жовтого, фіолетового і т.п.). А якщо вона взагалі не випромінюється? Якщо не випромінюється - значить, її немає, а немає енергії - немає світла, а там де немає світла, там чорний колір. Будь-який колір при максимальному зниженні яскравості стає чорним кольором. Наприклад, ланцюжок зниження яскравості червоного кольору: червоний - червоний - бордовий - бурий - чорний. Максимальне збільшення яскравості, наприклад, того ж червоного кольору дасть «максимально червоний колір».

Світлість (Lightness)

  - Ступінь близькості кольору (колірного тону) до білого. Будь-який колір при максимальному збільшенні світлості стає білим. Наприклад: червоний - малиновий - рожевий - блідо-рожевий - білий.

Насиченість (Saturation)

  - Ступінь близькості кольору до сірого кольору. Сірий колір   є проміжним кольором між білим і чорним. Сірий колір утворюється шляхом змішування в рівних   кількостях червоного, зеленого, синього кольору з пониженням яскравості джерел випромінювання на 50%. Насиченість змінюється непропорційно, тобто зниження насиченості до мінімуму не означає, що яскравість джерела буде знижена до 50%. Якщо колір вже темніше сірого, при зниженні насиченості він стане ще більш темним, а при подальшому зниженні і зовсім стане чорним кольором.

Такі характеристики кольору як колірний тон (hue), яскравість (Brightness), і насиченість (Saturation) лежать в основі колірної моделі HSB (інакше звана HCV).

Для того щоб розібратися в цих характеристиках кольору, розглянемо на малюнку 7 палітру кольорів графічного редактора Adobe Photoshop.

Малюнок 7 - Палітра кольорів Adobe Photoshop

Якщо ви уважно подивитеся на малюнок, то виявите маленький кружечок, який розташований в самому верхньому правому куті палітри. Цей кружечок показує, який колір вибраний на колірній палітрі, в нашому випадку це червоний. Почнемо розбиратися. Спочатку подивимося на числа і букви, які розташовані в правій половині малюнка. Це параметри колірної моделі HSB. Сама верхня буква - H (hue, колірний тон). Він визначає положення кольору в спектрі. Значення 0 градусів означає, що це сама верхня (або нижня) точка колірного кола   - тобто це червоний колір. Коло розділений на 360 градусів, тобто виходить, у ньому 360 колірних тонів. Наступна буква - S (saturation, насиченість). У нас зазначено значення 100% - це означає, що колір буде «притиснутий» до правого краю кольорової палітри і має максимально можливу насиченість. Потім йде буква B (brightness, яскравість) - вона показує, наскільки високо розташована точка на палітрі кольорів і характеризує інтенсивність кольору. Значення 100% говорить про те, що інтенсивність кольору максимальна і точка «притиснута» до верхнього краю палітри. Букви R (red), G (green), B (blue) - це три колірних каналу (червоний, зелений, синій) моделі RGB. У кожному в кожному з них вказується число, яке позначає кількість кольору в каналі. Згадайте приклад з прожекторами на малюнку 3, тоді ми з'ясували, що будь-який колір може бути отриманий шляхом змішування трьох світлових променів. Записуючи числові дані в кожен з каналів, ми однозначно визначаємо колір. У нашому випадку 8-бітний канал і числа лежать в діапазоні від 0 до 255. Числа в каналах R, G, B показують інтенсивність світла (яскравість кольору). У нас в каналі R вказано значення 255, а це значить, що це чистий червоний колір і у нього максимальна яскравість. У каналах G і B стоять нулі, що означає повну відсутність зеленого і синього кольорів. У самій нижній графі ви можете побачити кодову комбінацію # ff0000 - це код кольору. У будь-якого кольору в палітрі є свій шістнадцятковий код, який визначає колір. Є чудова стаття Теорія кольору в цифрах, в якій автор розповідає як визначати колір по шістнадцятиричним коду.
  На малюнку ви також можете помітити перекреслені поля числових значень з буквами «lab» і «CMYK». Це 2 колірних простору, за якими теж можна характеризувати кольору, про них взагалі окрема розмова і на даному етапі нема чого виникають в них поки не розберетеся з RGB.
  можете відкрити колірну палітру Adobe Photoshop і поексперовать зі значенням квітів в полях RGB і HSB. Ви помітите, що зміна числових значень в каналах R, G, і B призводить до зміни числових значень в каналах H, S, B.

колір об'єктів

Пора поговорити про те, як так виходить, що оточуючі нас предмети приймають свій колір, і чому він змінюється при різному освітленні цих предметів.

Об'єкт можна побачити, тільки якщо він відображає або пропускає світло. Якщо ж об'єкт майже повністю поглинає   падаюче світло, то об'єкт приймає чорний колір. А коли об'єкт відображає   майже весь падаючий світло, він приймає   білий колір. Таким чином, можна відразу зробити висновок про те, що колір об'єкта буде визначатися кількістю поглиненого і відбитого світла, Яким цей об'єкт висвітлюється. Здатність відображати і поглинати світло визначаться молекулярною структурою речовини, інакше кажучи - фізичними властивостями об'єкта. Колір предмета «не закладена в ньому від природи»! Від природи в ньому закладені фізичні властивості: Відображати і поглинати.

Колір об'єкта і колір джерела випромінювання нерозривно пов'язані між собою, і цей взаємозв'язок описується трьома умовами.

- Перша умова:Колір об'єкт може приймати тільки при наявності джерела освітлення. Якщо немає світла, не буде і кольору! Червона фарба в банку буде виглядає чорною. У темній кімнаті ми не бачимо і не розрізняємо квітів, тому що їх немає. Буде чорний колір всього навколишнього простору і знаходяться в ньому предметів.

- Друга умова:   Колір об'єкта залежить від кольору джерела освітлення. Якщо джерело освітлення червоний світлодіод, то все освітлювані цим світлом об'єкти будуть мати тільки червоні, чорні і сірі кольори.

- І нарешті, Третя умова:   Колір об'єкта залежить від молекулярної структури речовини, з якого складається об'єкт.

Зелена трава виглядає для нас зеленої, тому що при висвітленні білим світлом вона поглинає червону і синю хвилю спектра і відображає зелену хвилю (Малюнок 8).

Малюнок 8 - Відображення зеленої хвилі спектру

Банани на малюнку 9 виглядають жовтими, тому що вони відображають хвилі, що лежать в жовтій області спектра (жовту хвилю спектра) і поглинає всі інші хвилі спектру.

Малюнок 9 - Відображення жовтої хвилі спектру

Собачка, та що зображена на малюнку 10 - біла. Білий колір - результат відображення всіх хвиль спектра.

Малюнок 10 - Відображення всіх хвиль спектра

Колір предмета - це колір відбитої хвилі спектру. Ось так предмети набувають видимий нами колір.

У наступній статті мова піде про нову характеристиці кольору -

  \u003e Видиме світло

видиме світло   - частина електромагнітного спектра, доступна для сприйняття людського ока (390-750 нм).

завдання навчання

• Навчитися відрізняти 6 діапазонів видимого спектру.

Основні пункти

• Видиме світло формується через вібрації і обертань атомів і молекул, а також електронних транспортувань всередині них.
• Кольори відповідають за конкретні чисті довжини хвиль. Червоний - найбільш низькі частоти і найдовші хвилі, а фіолетовий - найвищі частоти і найкоротші довжини.
• Кольори, створені у видимому світлі вузької смуги довжин хвиль, називають чистими спектральними кольорами: фіолетовий (380-450 нм), синій (450-495 нм), зелений (495-570 нм), жовтий (570-590 нм), помаранчевий ( 590-620 нм) і червоний (620-750 нм).
• Видиме світло проривається крізь оптичне скло, тому атмосферне шар не надає значного опору.
• Частина електромагнітного спектра, яка використовується в фотосинтезуючих організмах, іменується фотосинтетичний активній областю (400-700 нм).

терміни

• Оптичне вікно - видимий ділянку в електромагнітному спектрі, що проходить крізь атмосферний шар.
• Спектральний колір - створюється однією довжиною хвилі світла у видимому спектрі або щодо вузькою смугою довжин хвиль.
• Видиме світло - частина електромагнітного спектра (між ІК та УФ), доступна людському оку.

видиме світло

Видиме світло - частина електромагнітного спектра, доступна людському оку. Електромагнітне випромінювання цього діапазону просто називають світлом. Очі реагують на довжини хвиль 390-750 нм. За частотою це відповідає смузі в 400-790 ТГц. Адаптований очей зазвичай досягає максимальної чутливості в 555 нм (540 ТГц) при зеленій області оптичного спектру. Але сам спектр не вміщає всі кольори, що вловлюються очима і мозком. Наприклад, такі барвисті, як рожевий і пурпурний, створюються при поєднанні декількох довжин хвиль.

Перед вами головні категорії електромагнітних хвиль. Розділові лінії в деяких місцях відрізняється, а інші категорії можуть перекриватися. Мікрохвилі займають високочастотний ділянку радіосекціі електромагнітного спектра

Видиме світло формує вібрації і обертання атомів і молекул, а також електронні транспортування всередині них. Цими перевезеннями користуються приймачі і детектори.

Невелика частина електромагнітного спектра разом з видимим світлом. Поділ між інфрачервоним, видимим і ультрафіолетовим не виступає на 100% відмітним

На верхньому малюнку відображена частина спектра з квітами, які відповідають за конкретні чисті довжини хвиль. Червоний - найбільш низькі частоти і найдовші хвилі, а фіолетовий - найбільші частоти і найкоротші довжини хвиль. Випромінювання сонячного чорного тіла досягає максимуму у видимій частині спектру, але найбільш інтенсивно в червоному, ніж в фіолетовому, тому зірка здається нам жовтої.

Кольори, здобуті світлом вузької смуги довжин хвиль, називають чистими спектральними. Не забувайте, що у кожного багато відтінків, тому що спектр безперервний. Будь-які знімки, які надають дані з довжин хвиль, відрізняються від тих, що присутні у видимій частині спектру.

Видиме світло і земна атмосфера

Видиме світло пробивається крізь оптичне вікно. Це «місце» в електромагнітному спектрі, пропускає хвилі без опору. Як приклад можна згадати, що повітряний шар розсіює блакитний краще червоного, тому небеса здаються нам синіми.

Оптичне вікно також називають видимим, бо воно перекриває спектр, доступний людині. Це не випадково. Наші предки розвинули бачення, здатне використовувати величезне різноманіття довжин хвиль.

Завдяки наявності оптичного вікна ми можемо насолоджуватися відносно м'якими температурними умовами. Функція сонячної яскравості досягає максимуму в видимому діапазоні, який переміщається, що не залежачи від оптичного вікна. Саме тому поверхня нагрівається.

фотосинтез

Еволюція позначилася не тільки на людях і тваринах, але і на рослинах, які привчилися правильно реагувати на частини електромагнітного спектра. Так, рослинність трансформує світлову енергію в хімічну. Фотосинтез використовує газ і воду, створюючи кисень. Це важливий процес для всієї аеробного життя на планеті.

Цю частину спектру називають фотосинтетичний активній областю (400-700 нм), перекривається з діапазоном людського зору.

фізика кольору

У 1676 році сер Ісаак Ньютон за допомогою тригранної призми розклав біле сонячне світло на колірний спектр. Подібний спектр містив всі кольори за винятком пурпурного.

Ньютон ставив свій досвід наступним чином (рис. 1) сонячне світло пропускався через вузьку щілину і падав на призму. У призмі промінь білого кольору розшаровується на окремі спектральні кольору. Розкладений таким чином він прямував потім на екран, де виникало зображення спектра. Безперервна кольорова стрічка починалася з червоного кольору і через помаранчевий, жовтий, зелений, синій закінчувалася фіолетовим. Якщо це зображення потім пропускалося через збиральну лінзу, то з'єднання всіх кольорів знову давало білий колір.

Ці кольори виходять із сонячного променя за допомогою заломлення. Існують і інші фізичні шляху утворення кольору, наприклад, пов'язані з процесами інтерференції, дифракції, поляризації і флуоресценції.

Якщо ми розділимо спектр на дві частини, наприклад - на червоно-оранжево-жовту і зелено-синьо-фіолетову, і зберемо кожну з цих груп спеціальної лінзою, то в результаті отримаємо два змішаних кольору, суміш яких в свою чергу також дасть нам білий колір .

Два кольори, об'єднання яких дає білий колір, називаються додатковими кольорами.

Якщо ми вилучимо з спектра один колір, наприклад, зелений, і за допомогою лінзи зберемо залишилися кольору - червоний, оранжевий, жовтий, синій і фіолетовий, - то отриманий нами змішаний колір виявиться червоним, тобто кольором додатковим по відношенню до віддаленого нами зеленому. Якщо ми видалимо жовтий колір, То залишилися кольору - червоний, оранжевий, зелений, синій і фіолетовий - дадуть нам фіолетовий колір, тобто колір, додатковий до жовтого.

Кожен колір є додатковим по відношенню до суміші всіх інших кольорів спектру.

У змішаному кольорі ми не можемо побачити окремі його складові. В цьому відношенні очей відрізняється від музичного вуха, яке може виділити будь-який з звуків акорду.

Різні кольори створюються світловими хвилями, які представляють собою певний рід електромагнітної енергії.

Людське око може сприймати світ лише при довжині хвиль від 400 до 700 миллимикрон:

• 1 мікрон або 1μ \u003d 1/1000 мм \u003d 1/1000000 м.
• 1 миллимикрон або 1mμ \u003d 1/1000000 мм.

Довжина хвиль, відповідна окремим квітам спектра, і відповідні частоти (число коливань в секунду) для кожного спектрального кольору   мають такі характеристики:

Ставлення частот червоного і фіолетового кольору приблизно дорівнює 1: 2, тобто таке ж як в музичній октаві.

Кожен колір спектра характеризується своєю довжиною хвилі, тобто він може бути абсолютно точно заданий довжиною хвилі або частотою коливань. Світлові хвилі самі по собі не мають кольору. Колір виникає лише при сприйнятті цих хвиль людським оком і мозком. Яким чином він розпізнає ці хвилі дотепер ще повністю не відомо. Ми тільки знаємо, що різні кольори виникають в результаті кількісних відмінностей світлочутливості.

Залишається досліджувати важливе питання про корпусному кольорі предметів. Якщо ми, наприклад, поставимо фільтр, що пропускає червоний колір, і фільтр, що пропускає зелений, перед дугового лампою, то обидва фільтра разом дадуть чорний колір або темряву. Червоний колір поглинає всі промені спектру, крім променів в тому інтервалі, який відповідає червоному кольору, а зелений фільтр затримує всі кольори, крім зеленого. Таким чином, не пропускається жоден промінь, і ми отримуємо темряву. Поглинаються в фізичному експерименті кольору називаються також віднімається.

Колір предметів виникає, головним чином, в процесі поглинання хвиль. Червоний посудину виглядає червоним тому, що він поглинає всі інші кольори світлового променя і відображає тільки червоний.

Коли ми говоримо: «ця чашка червона», то ми насправді маємо на увазі, що молекулярний склад поверхні чашки такий, що він поглинає всі світлові промені, крім червоних. Чашка сама по собі не має ніякого кольору, колір створюється при її висвітленні.

Якщо червона папір (поверхня, що поглинає всі промені крім червоного) висвітлюється зеленим світлом, то папір здасться нам чорної, тому що зелений колір не містить променів, що відповідають червоному кольору, які могли бути відображені нашої папером.

Всі мальовничі фарби є пігментними або речовими. Це вбираючі (поглинаючі) фарби, і при їх змішуванні слід керуватися правилами вирахування. Коли додаткові фарби або комбінації, що містять три основні кольори - жовтий, червоний і синій, - змішуються в певній пропорції, то результатом буде чорний, в той час як аналогічна суміш нематеріальних квітів, отриманих в ньютоновском експерименті з призмою, дає в результаті білий колір, оскільки тут об'єднання квітів базується на принципі додавання, а не вирахування.