Το 1676, ο Sir Isaac Newton, χρησιμοποιώντας ένα τριγωνικό πρίσμα, διαμόρφωσε λευκό φως του ήλιου στο φάσμα χρωμάτων. Ένα παρόμοιο φάσμα περιείχε όλα τα χρώματα εκτός από ματζέντα. Ο Newton έβαλε την εμπειρία του ως εξής:

το ηλιακό φως πέρασε από μια στενή σχισμή και έπεσε σε ένα πρίσμα. Στο πρίσμα, μια λευκή δέσμη στρωματοποιήθηκε σε μεμονωμένα φασματικά χρώματα. Με αυτό τον τρόπο ξεδιπλωνόταν, κατευθυνόταν στην οθόνη, όπου εμφανίστηκε η εικόνα φάσματος. Μια συνεχής κορδέλα χρώματος ξεκίνησε με κόκκινο και μέσω πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε τελειωμένη σε μοβ. Εάν αυτή η εικόνα έπειτα περάσει από ένα φακό συλλογής, τότε ο συνδυασμός όλων των χρωμάτων έδωσε πάλι λευκό χρώμα. Αυτά τα χρώματα λαμβάνονται από την ακτίνα του ήλιου μέσω της διάθλασης. Υπάρχουν και άλλοι φυσικοί τρόποι σχηματισμού χρώματος, για παράδειγμα, που σχετίζονται με τις διαδικασίες παρεμβολής, περίθλασης, πόλωσης και φθορισμού.

Εάν χωρίσουμε το φάσμα σε δύο μέρη, για παράδειγμα, κόκκινο-πορτοκαλί-κίτρινο και πράσινο-μπλε-ιώδες, και συλλέγουμε κάθε μία από αυτές τις ομάδες με ένα ειδικό φακό, τότε έχουμε δύο μικτά χρώματα, ένα μείγμα των οποίων με τη σειρά του θα μας δώσει επίσης λευκό χρώμα . Δύο χρώματα, ο συνδυασμός των οποίων δίνει λευκό χρώμα, ονομάζονται συμπληρωματικά χρώματα. Εάν απομακρύνουμε ένα χρώμα από το φάσμα, για παράδειγμα, πράσινο, και χρησιμοποιούμε το φακό για να συλλέξουμε τα υπόλοιπα χρώματα - κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, μπλε και μοβ, τότε το ανάμεικτο χρώμα που λάβαμε θα αποδειχθεί κόκκινο, δηλαδή το χρώμα συμπληρωματικό προς το πράσινο που αφαιρέσαμε. Εάν αφαιρέσουμε το κίτρινο χρώμα, τότε τα υπόλοιπα χρώματα - κόκκινο, πορτοκαλί, πράσινο, μπλε και μοβ - θα μας δώσουν ένα πορφυρό χρώμα, δηλαδή ένα χρώμα συμπληρωματικό προς το κίτρινο.

Κάθε χρώμα είναι συμπληρωματικό με το μείγμα όλων των άλλων χρωμάτων στο φάσμα. Στο μεικτό χρώμα   δεν μπορούμε να δούμε τα επιμέρους συστατικά του. Από αυτή την άποψη, το μάτι είναι διαφορετικό από το μουσικό αυτί, το οποίο μπορεί να επισημάνει οποιονδήποτε από τους ήχους της χορδής. Τα διαφορετικά χρώματα δημιουργούνται από τα φωτεινά κύματα, τα οποία αποτελούν ένα ορισμένο είδος ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας.

Το ανθρώπινο μάτι μπορεί να αντιληφθεί το φως μόνο σε μήκος κύματος από 400 έως 700 νανόμετρα:

1 micron ή 1 t \u003d 1/1000 mm \u003d 1/1 000 000 m. 1 millimicron ή 1 mt \u003d 1/1 000 000 mm.

Το μήκος κύματος που αντιστοιχεί στα μεμονωμένα χρώματα του φάσματος και στις αντίστοιχες συχνότητες (αριθμός δονήσεων ανά δευτερόλεπτο) για κάθε πρισματικό χρώμα έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

Η αναλογία των συχνοτήτων του κόκκινου και του μοβ χρώμα   περίπου ίσο με το 1: 2, δηλαδή το ίδιο όπως και στη μουσική οκτάβα.

Κάθε χρώμα του φάσματος χαρακτηρίζεται από το μήκος κύματος του, δηλαδή, μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια από το μήκος κύματος ή τη συχνότητα των ταλαντώσεων. Τα ίδια τα φωτεινά κύματα δεν έχουν χρώμα. Το χρώμα εμφανίζεται μόνο όταν αυτά τα κύματα γίνονται αντιληπτά από το ανθρώπινο μάτι και τον εγκέφαλο. Το πώς αναγνωρίζει αυτά τα κύματα δεν είναι ακόμη πλήρως γνωστό. Το ξέρουμε μόνο αυτό διάφορα χρώματα   προκύπτουν ως αποτέλεσμα ποσοτικών διαφορών στη φωτοευαισθησία.

Απομένει να εξερευνήσετε το σημαντικό θέμα του χρώματος των αντικειμένων. Εάν, για παράδειγμα, βάλαμε ένα φίλτρο που μεταδίδει κόκκινο και ένα φίλτρο που μεταδίδει πράσινο μπροστά από τη λάμπα τόξου, τότε και τα δύο φίλτρα θα παράγουν μαύρο ή σκοτεινό. Το κόκκινο χρώμα απορροφά όλες τις ακτίνες του φάσματος, εκτός από τις ακτίνες στο διάστημα που αντιστοιχεί στο κόκκινο και το πράσινο φίλτρο καθυστερεί όλα τα χρώματα εκτός από το πράσινο. Έτσι, δεν μεταδίδεται ούτε μία ακτίνα, και έχουμε σκοτάδι. Τα χρώματα που απορροφούνται σε ένα φυσικό πείραμα καλούνται επίσης αφαιρεμένα.

Το χρώμα των αντικειμένων συμβαίνει κυρίως στη διαδικασία απορρόφησης των κυμάτων. Ένα κόκκινο σκάφος φαίνεται κόκκινο επειδή απορροφά όλα τα άλλα χρώματα της δέσμης φωτός και αντανακλά μόνο το κόκκινο χρώμα. Όταν λέμε: "αυτό το κύπελλο είναι κόκκινο", στην πραγματικότητα σημαίνει ότι η μοριακή σύνθεση της επιφάνειας του κυπέλλου είναι τέτοια που απορροφά όλες τις ακτίνες φωτός εκτός από το κόκκινο. Το ίδιο το κύπελλο δεν έχει χρώμα, το χρώμα δημιουργείται όταν ανάβει. Εάν το κόκκινο χαρτί (μια επιφάνεια που απορροφά όλες τις ακτίνες εκτός από το κόκκινο) φωτίζεται με πράσινο φως, τότε το χαρτί θα εμφανιστεί μαύρο σε εμάς, επειδή το πράσινο χρώμα δεν περιέχει ακτίνες που αντιστοιχούν στο κόκκινο χρώμα που θα μπορούσε να αντανακλάται στο χαρτί μας.

Όλα τα χρώματα είναι χρωματισμένα ή υλικά. Αυτά είναι απορροφητικά (απορροφητικά) χρώματα, και όταν τα μίγματα θα πρέπει να καθοδηγούνται από τους κανόνες της αφαίρεσης. Όταν άλλα χρώματα ή συνδυασμοί που περιέχουν τρία βασικά χρώματα - κίτρινο, κόκκινο και μπλε - αναμειγνύονται σε μια ορισμένη αναλογία, το αποτέλεσμα θα είναι μαύρο, ενώ ένα παρόμοιο μίγμα μη υλικών χρωμάτων που αποκτάται στο πείραμα Νεύτωνος με ένα πρίσμα έχει ως αποτέλεσμα το λευκό. δεδομένου ότι εδώ ο συνδυασμός των χρωμάτων βασίζεται στην αρχή της προσθήκης, όχι της αφαίρεσης.

• να συνεχιστεί ...

Ορατή ακτινοβολία - ηλεκτρομαγνητικά κύματα που αντιλαμβάνονται το ανθρώπινο μάτι, τα οποία καταλαμβάνουν ένα τμήμα του φάσματος με μήκος κύματος από περίπου 380 (ιώδες) έως 780 nm (κόκκινο). Αυτά τα κύματα καταλαμβάνουν μια περιοχή συχνοτήτων από 400 έως 790 terahertz. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με τέτοια μήκη κύματος ονομάζεται επίσης ορατό φως ή απλά φως (με τη στενή έννοια της λέξης). Το ανθρώπινο μάτι έχει τη μεγαλύτερη ευαισθησία στο φως στην περιοχή των 555 nm (540 THz), στο πράσινο τμήμα του φάσματος.

Η ορατή ακτινοβολία εμπίπτει επίσης στο "οπτικό παράθυρο", περιοχή του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ουσιαστικά δεν απορροφάται από την ατμόσφαιρα της γης. Ο καθαρός αέρας διασκορπίζει το μπλε φως κάπως πιο έντονα από το φως με τα μεγάλα μήκη κύματος (στην κόκκινη πλευρά του φάσματος), οπότε ο μεσημβρινός ουρανός φαίνεται μπλε.

Πολλά είδη ζώων είναι σε θέση να δουν ακτινοβολία που δεν είναι ορατή στο ανθρώπινο μάτι, δηλαδή δεν περιλαμβάνεται στην ορατή περιοχή. Για παράδειγμα, οι μέλισσες και πολλά άλλα έντομα βλέπουν φως στην υπεριώδη περιοχή, που τους βοηθά να βρίσκουν νέκταρ στα λουλούδια. Τα φυτά που γονιμοποιούνται από έντομα βρίσκονται σε καλύτερη θέση όσον αφορά την αναπαραγωγή εάν είναι φωτεινά ακριβώς στο υπεριώδες φάσμα. Τα πτηνά είναι επίσης σε θέση να δουν την υπεριώδη ακτινοβολία (300-400 nm), και ορισμένα είδη έχουν ακόμη και σημάδια στο φτέρωμα τους για να προσελκύσουν έναν σύντροφο, ορατό μόνο στο υπεριώδες φως.

Οι πρώτες εξηγήσεις για το φάσμα της ορατής ακτινοβολίας δόθηκαν από τον Isaac Newton στο βιβλίο «Οπτική» και ο Johann Goethe στο έργο «Θεωρία των Λουλουδιών», αλλά ακόμη και πριν από αυτούς ο Ρότζερ Μπέικον παρατηρούσε το οπτικό φάσμα σε ένα ποτήρι νερό. Μόνο τέσσερις αιώνες μετά από αυτό, ο Νεύτωνας ανακάλυψε μια διασπορά φωτός σε πρίσματα.

Ο Νεύτωνας ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε το φάσμα λέξεων (ευρύ φάσμα - όραμα, εμφάνιση) που τυπώθηκε το 1671, περιγράφοντας τα οπτικά του πειράματα. Παρατήρησε ότι όταν μια ακτίνα φωτός χτυπά την επιφάνεια ενός γυάλινου πρίσματος υπό γωνία προς την επιφάνεια, μέρος του φωτός αντανακλάται και μέρος περνά μέσα από το γυαλί, σχηματίζοντας πολύχρωμες λωρίδες. Ο επιστήμονας πρότεινε ότι το φως αποτελείται από ένα ρεύμα σωματιδίων (σωμάτων) διαφορετικών χρωμάτων και ότι σωματίδια διαφορετικών χρωμάτων κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες σε ένα διαφανές μέσο. Σύμφωνα με την παραδοχή του, το κόκκινο φως κινήθηκε γρηγορότερα από το βιολετί, επομένως η κόκκινη ακτίνα δεν εκτρέπεται στο πρίσμα όσο το μωβ. Εξαιτίας αυτού, προέκυψε ένα ορατό φάσμα χρωμάτων.

Ο Newton χώρισε το φως σε επτά χρώματα: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, indigo και μοβ. Επέλεξε τον αριθμό επτά από την πίστη (που προέρχεται από τους αρχαίους Έλληνες σοφιστές) ότι υπάρχει μια σύνδεση μεταξύ χρωμάτων, μουσικών σημειώσεων, αντικειμένων του ηλιακού συστήματος και ημερών της εβδομάδας. Το ανθρώπινο μάτι είναι σχετικά ασθενώς ευαίσθητο σε συχνότητες indigo, έτσι μερικοί άνθρωποι δεν μπορούν να το διακρίνουν από μπλε ή βιολετί. Ως εκ τούτου, μετά τον Newton ήταν συχνά πρότεινε ότι το indigo δεν θεωρείται ανεξάρτητο χρώμα, αλλά μόνο σκιά μοβ ή μπλε (ωστόσο, εξακολουθεί να περιλαμβάνεται στο φάσμα της δυτικής παράδοσης). Στη ρωσική παράδοση, το indigo αντιστοιχεί στο μπλε.

Ο Goethe, σε αντίθεση με τον Newton, πίστευε ότι το φάσμα προέρχεται από την επικάλυψη διαφόρων συνιστωσών του κόσμου. Παρατηρώντας τις ευρείες ακτίνες φωτός, διαπίστωσε ότι όταν περνάει μέσα από ένα πρίσμα εμφανίζονται κόκκινα-κίτρινα και μπλε άκρα στα άκρα της δέσμης, μεταξύ των οποίων το φως παραμένει λευκό και το φάσμα εμφανίζεται αν αυτά τα άκρα φτάσουν αρκετά κοντά το ένα στο άλλο.

Τον 19ο αιώνα, μετά την ανακάλυψη της υπεριώδους και υπέρυθρης ακτινοβολίας, έγινε κατανοητή η κατανόηση του ορατού φάσματος.

Στις αρχές του 19ου αιώνα, οι Thomas Jung και Hermann von Helmholtz διερεύνησαν επίσης τη σχέση μεταξύ του φάσματος της ορατής ακτινοβολίας και της έγχρωμης όρασης. Η θεωρία της έγχρωμης όρασης τους ορθώς υπολόγισε ότι χρησιμοποιεί τρία διαφορετικά είδη υποδοχέων για τον προσδιορισμό του χρώματος των ματιών.

Χαρακτηριστικά των ορίων ορατής ακτινοβολίας

Όταν μια λευκή δέσμη διασπάται, σχηματίζεται ένα φάσμα στο πρίσμα στο οποίο η ακτινοβολία διαφορετικών μηκών κύματος διαθλάται σε διαφορετική γωνία. Τα χρώματα που περιλαμβάνονται στο φάσμα, δηλαδή τα χρώματα που μπορούν να αποκτηθούν από τα ελαφριά κύματα του ίδιου μήκους (ή μια πολύ στενή περιοχή), ονομάζονται φασματικά χρώματα. Τα κύρια φασματικά χρώματα (με το δικό τους όνομα), καθώς και τα χαρακτηριστικά εκπομπής αυτών των χρωμάτων παρουσιάζονται στον πίνακα:

Είτε γνωρίζουμε αυτό είτε όχι, είμαστε σε συνεχή αλληλεπίδραση με τον έξω κόσμο και αποδεχόμαστε τον αντίκτυπο των διαφόρων παραγόντων αυτού του κόσμου. Βλέπουμε τον χώρο γύρω μας, ακούγαμε συνεχώς τους ήχους από διάφορες πηγές, αισθανόμαστε θερμότητα και κρύο, δεν παρατηρούμε ότι είμαστε υπό την επίδραση ενός φυσικού περιβάλλοντος ακτινοβολίας και επίσης συνεχίζουμε στη ζώνη ακτινοβολίας, η οποία προέρχεται από τεράστιες πηγές τηλεμετρίας, ραδιοφώνου και τηλεπικοινωνιακών σημάτων. Σχεδόν όλα γύρω μας εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που δημιουργούνται από διάφορα αντικείμενα που εκπέμπουν - φορτισμένα σωματίδια, άτομα, μόρια. Τα κύματα χαρακτηρίζονται από ρυθμό επανάληψης, μακρά, ένταση, καθώς και από άλλα χαρακτηριστικά. Εδώ είναι μόνο ένα παράδειγμα διαπίστωσης γεγονότων. Η θερμότητα που προέρχεται από μια πυρκαγιά είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, ή μάλλον η υπέρυθρη ακτινοβολία, και με πολύ μεγάλη ένταση, δεν το βλέπουμε, αλλά μπορούμε να το αισθανόμαστε. Οι γιατροί πήραν μια ακτινογραφία - ακτινοβολήθηκαν με ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μεγάλη διεισδυτική δύναμη, αλλά δεν αισθανθήκαμε ούτε βλέπουμε αυτά τα κύματα. Το γεγονός ότι το ηλεκτρικό ρεύμα και όλες οι συσκευές που λειτουργούν υπό τη δράση του είναι πηγές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όλοι φυσικά γνωρίζετε. Αλλά σε αυτό το άρθρο δεν θα ξεκινήσω να σας πω τη θεωρία της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και τη φυσική της φύση, θα προσπαθήσω να εξηγήσω με πιο απλά λόγια τι είναι ορατό φως και πώς σχηματίζεται το χρώμα των αντικειμένων που βλέπουμε. Άρχισα να μιλάω για ηλεκτρομαγνητικά κύματα για να σας πω το πιο σημαντικό πράγμα: Το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα που εκπέμπεται από μια ουσία που θερμαίνεται ή σε μια διεγερμένη κατάσταση. Ο ρόλος μιας τέτοιας ουσίας μπορεί να είναι ο ήλιος, ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως, ένας φακός LED, μια φλόγα φωτιά, διάφορα είδη χημικών αντιδράσεων. Μπορεί να υπάρχουν πολλά παραδείγματα · εσείς ο ίδιος μπορείτε να τα αναφέρετε σε πολύ μεγαλύτερες ποσότητες από ό, τι έγραψα. Είναι αναγκαίο να διευκρινιστεί ότι με την έννοια του φωτός θα εννοούμε ορατό φως. Όλα τα παραπάνω μπορούν να αναπαρασταθούν με τη μορφή μιας τέτοιας εικόνας (Εικόνα 1).

Σχήμα 1 - Η θέση της ορατής ακτινοβολίας μεταξύ άλλων τύπων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Στο Σχήμα 1   οπτική ακτινοβολία   που παρουσιάζεται με τη μορφή μιας κλίμακας, η οποία αποτελείται από ένα "μείγμα" διαφορετικά χρώματα. Όπως ίσως έχετε μαντέψει, αυτό είναι το φάσμα. Μια κυματοειδής γραμμή (ημιτονοειδής καμπύλη) διέρχεται από όλο το φάσμα (από αριστερά προς τα δεξιά) - αυτό είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα που εμφανίζει την ουσία του φωτός ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Σε γενικές γραμμές, οποιαδήποτε ακτινοβολία είναι ένα κύμα. Οι ακτίνες Χ, ιονίζουσες εκπομπές, εκπομπές ραδιοσυχνοτήτων (ραδιόφωνα, τηλεοπτικές επικοινωνίες) - δεν έχει σημασία, είναι όλα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, μόνο κάθε τύπος ακτινοβολίας έχει διαφορετικό μήκος αυτών των κυμάτων. Μια ημιτονοειδής καμπύλη είναι απλώς μια γραφική παράσταση της ακτινοβολούμενης ενέργειας που αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Αυτή είναι μια μαθηματική περιγραφή της ακτινοβολούμενης ενέργειας. Στο Σχήμα 1, μπορείτε επίσης να παρατηρήσετε ότι το κύμα που απεικονίζεται είναι, όπως ήταν, ελαφρώς συμπιεσμένο στην αριστερή γωνία και επεκτάθηκε στα δεξιά. Αυτό δείχνει ότι έχει διαφορετικό μήκος σε διαφορετικές περιοχές. Το μήκος κύματος είναι η απόσταση μεταξύ των δύο γειτονικών κορυφών. Η ορατή ακτινοβολία (ορατό φως) έχει μήκος κύματος που κυμαίνεται από 380 έως 780nm (νανόμετρα). Το ορατό φως είναι απλά ένας σύνδεσμος σε ένα πολύ μακρύ ηλεκτρομαγνητικό κύμα.

Από το φως στο χρώμα και την πλάτη

Από το σχολείο, γνωρίζετε ότι εάν βάζετε ένα γυάλινο πρίσμα στο δρόμο μιας ακτίνας ηλιακού φωτός, τότε το μεγαλύτερο μέρος του φωτός θα περάσει μέσα από το γυαλί και θα δείτε πολυχρωματικές λωρίδες στην άλλη πλευρά του πρίσματος. Δηλαδή, αρχικά υπήρχε ηλιακό φως - μια λευκή ακτίνα, και αφού πέρασε μέσα από ένα πρίσμα χωρίστηκε σε 7 νέα χρώματα. Αυτό υποδηλώνει ότι το λευκό φως αποτελείται από αυτά τα επτά χρώματα. Θυμηθείτε, μόλις είπα ότι το ορατό φως (ορατή ακτινοβολία) είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα και έτσι, αυτές οι πολύχρωμες λωρίδες που εξήλθαν μετά από μια ηλιακή ακτίνα που διέρχεται από ένα πρίσμα είναι ξεχωριστά ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Δηλαδή, λαμβάνονται 7 νέα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Εξετάζουμε το σχήμα 2.

Εικόνα 2 - Το πέρασμα μιας ακτίνας του ηλιακού φωτός μέσω ενός πρίσματος.

Κάθε ένα από τα κύματα έχει το δικό του μήκος. Βλέπετε, οι κορυφές των γειτονικών κυμάτων δεν συμπίπτουν μεταξύ τους: επειδή το κόκκινο χρώμα (κόκκινο κύμα) έχει μήκος περίπου 625-740nm, πορτοκαλί χρώμα (πορτοκαλί κύμα) - περίπου 590-625nm, μπλε χρώμα (μπλε κύμα) - 435-500nm., δεν θα δώσω στοιχεία για τα υπόλοιπα 4 κύματα, η ουσία, νομίζω, καταλαβαίνετε. Κάθε κύμα εκπέμπει φωτεινή ενέργεια, δηλαδή, το κόκκινο κύμα εκπέμπει κόκκινο φως, πορτοκαλί - πορτοκαλί, πράσινο - πράσινο, κλπ. Όταν τα επτά κύματα εκπέμπονται ταυτόχρονα, βλέπουμε ένα φάσμα χρωμάτων. Αν προσθέσουμε μαθηματικά τα γραφήματα αυτών των κυμάτων μαζί, τότε θα έχουμε το αρχικό γράφημα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος του ορατού φωτός - παίρνουμε το λευκό φως. Έτσι μπορούμε να το πούμε το φάσμα   ηλεκτρομαγνητικό κύμα ορατού φωτός είναι το ποσό   κύματα διαφόρων μηκών, τα οποία, όταν τοποθετούνται μεταξύ τους, δίνουν το αρχικό ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Το φάσμα "δείχνει από τι αποτελείται το κύμα". Λοιπόν, για να το πούμε απλά, το φάσμα του ορατού φωτός είναι ένα μείγμα χρωμάτων που συνθέτουν λευκό φως (χρώμα). Πρέπει να πω ότι άλλοι τύποι ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (ιονίζουσες, ακτινογραφίες, υπέρυθρες, υπεριώδεις, κ.λπ.) έχουν επίσης τα δικά τους φάσματα.

Οποιαδήποτε ακτινοβολία μπορεί να εκπροσωπείται με τη μορφή ενός φάσματος, αν και δεν θα υπάρχουν τέτοιες χρωματιστές γραμμές στη σύνθεσή της, επειδή ένα άτομο δεν είναι σε θέση να δει άλλους τύπους ακτινοβολίας. Η ορατή ακτινοβολία είναι ο μόνος τύπος ακτινοβολίας που μπορεί να δει κάποιος, γι 'αυτό και ονομάζεται αυτή η ακτινοβολία - ορατή. Ωστόσο, η ενέργεια ενός συγκεκριμένου μήκους κύματος από μόνη της δεν έχει χρώμα. Η ανθρώπινη αντίληψη της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στο ορατό εύρος του φάσματος οφείλεται στο γεγονός ότι οι υποδοχείς που είναι ικανοί να ανταποκριθούν σε αυτή την ακτινοβολία εντοπίζονται στον ανθρώπινο αμφιβληστροειδή.

Αλλά είναι μόνο προσθέτοντας επτά βασικά χρώματα που μπορούμε να πάρουμε λευκά; Καθόλου. Ως αποτέλεσμα της επιστημονικής έρευνας και πρακτικών πειραμάτων, διαπιστώθηκε ότι όλα τα χρώματα που μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο μάτι μπορούν να ληφθούν με την ανάμιξη μόνο τριών βασικών χρωμάτων. Τρία βασικά χρώματα: κόκκινο, πράσινο, μπλε. Εάν με την ανάμειξη αυτών των τριών χρωμάτων μπορείτε να πάρετε σχεδόν οποιοδήποτε χρώμα, τότε μπορείτε να πάρετε λευκό! Κοιτάξτε το φάσμα που φαίνεται στο σχήμα 2, τρία χρώματα είναι σαφώς ορατά στο φάσμα: κόκκινο, πράσινο και μπλε. Είναι αυτά τα χρώματα που υποκρύπτουν το μοντέλο χρώματος RGB (κόκκινο πράσινο μπλε).

Ας δούμε πώς λειτουργεί στην πράξη. Πάρτε 3 πηγές φωτός (προβολείς) - κόκκινο, πράσινο και μπλε. Κάθε ένα από αυτά τα προβολείς εκπέμπει μόνο ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα συγκεκριμένου μήκους. Κόκκινο - αντιστοιχεί στην εκπομπή ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος με μήκος περίπου 625-740nm (το φάσμα της δέσμης αποτελείται μόνο από κόκκινο), το μπλε εκπέμπει κύμα μήκους 435-500nm (το φάσμα της δέσμης αποτελείται μόνο από μπλε χρώμα), πράσινο - 500-565nm (μόνο στο φάσμα δέσμης πράσινο χρώμα) Τρία διαφορετικά κύματα και τίποτα άλλο, δεν υπάρχει πολύχρωμο φάσμα και συμπληρωματικά χρώματα. Τώρα θα κατευθύνουμε τους προβολείς έτσι ώστε οι ακτίνες τους να επικαλύπτονται μερικώς μεταξύ τους, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Εικόνα 3 - Το αποτέλεσμα της επικαλύψεως κόκκινου, πράσινου και μπλε λουλούδια.

Κοιτάξτε, στη διασταύρωση των ακτίνων φωτός μεταξύ τους, έχουν σχηματιστεί νέες ακτίνες φωτός - νέα χρώματα. Πράσινο και κόκκινο διαμορφωμένο κίτρινο, πράσινο και μπλε - κυανό, μπλε και κόκκινο - ματζέντα. Έτσι, μεταβάλλοντας τη φωτεινότητα των ακτίνων φωτός και συνδυάζοντας τα χρώματα, μπορείτε να πάρετε μια μεγάλη ποικιλία από χρωματικούς τόνους και αποχρώσεις του χρώματος. Δώστε προσοχή στο κέντρο της τομής του πράσινου, του κόκκινου και του μπλε: στο κέντρο θα δείτε λευκό. Αυτό που συζητήσαμε πρόσφατα. Λευκό χρώμα   Είναι το άθροισμα όλων των χρωμάτων. Είναι το "ισχυρότερο χρώμα" όλων των χρωμάτων που βλέπουμε. Το αντίθετο του λευκού είναι μαύρο. Μαύρο χρώμα   - Αυτή είναι η πλήρης απουσία φωτός καθόλου. Δηλαδή, όπου δεν υπάρχει φως - υπάρχει σκοτάδι, εκεί όλα γίνονται μαύρα. Ένα παράδειγμα αυτού είναι η εικόνα 4.

Εικόνα 4 - Έλλειψη ακτινοβολίας φωτός

Με κάποιο τρόπο μεταβιβάζομαι ανεπαίσθητα από την έννοια του φωτός στην έννοια του χρώματος και δεν σας λέω τίποτα. Ήρθε η ώρα να ξεκαθαρίσετε. Αυτό το βρήκαμε το φως   - αυτή είναι η ακτινοβολία που εκπέμπεται από ένα θερμαινόμενο σώμα ή μια ουσία σε μια διεγερμένη κατάσταση. Οι κύριες παράμετροι της φωτεινής πηγής είναι το μήκος κύματος και η ένταση του φωτός. Χρώμα   Είναι ένα ποιοτικό χαρακτηριστικό αυτής της ακτινοβολίας, η οποία καθορίζεται με βάση την προκύπτουσα οπτική αίσθηση. Φυσικά, η αντίληψη του χρώματος εξαρτάται από το άτομο, τη σωματική και ψυχολογική του κατάσταση. Αλλά θα υποθέσουμε ότι αισθάνεστε αρκετά καλά, διαβάζετε αυτό το άρθρο και μπορείτε να διακρίνετε 7 χρώματα του ουράνιου τόξου το ένα από το άλλο. Σημειώνω ότι αυτήν τη στιγμή, πρόκειται για το χρώμα της ακτινοβολίας φωτός, και όχι για το χρώμα των αντικειμένων. Το σχήμα 5 δείχνει τις παραμέτρους χρώματος και φωτός που εξαρτώνται από το ένα το άλλο.

Εικόνες 5 και 6 - Εξάρτηση των παραμέτρων χρώματος στην πηγή ακτινοβολίας

Υπάρχουν βασικά χαρακτηριστικά χρώματος: χρωματικός τόνος (απόχρωση), φωτεινότητα (φωτεινότητα), φωτεινότητα (ελαφρότητα), κορεσμός (κορεσμός).

Hue

  - Αυτό είναι το κύριο χαρακτηριστικό του χρώματος, το οποίο καθορίζει τη θέση του στο φάσμα. Θυμηθείτε τα 7 χρώματα του ουράνιου τόξου - με άλλα λόγια, 7 χρωματικούς τόνους. Κόκκινο τόνο χρώματος, πορτοκαλί χρωματικός τόνος, πράσινος χρωματικός τόνος, μπλε κλπ. Μπορεί να υπάρχουν αρκετοί χρωματικοί ήχοι, έδωσα 7 χρώματα του ουράνιου τόξου ως παράδειγμα. Πρέπει να σημειωθεί ότι χρώματα όπως το γκρι, το λευκό, το μαύρο, καθώς και οι αποχρώσεις αυτών των χρωμάτων δεν ανήκουν στην έννοια του χρωματικού τόνου, καθώς είναι αποτέλεσμα της ανάμειξης διαφορετικών χρωματικών τόνων.

Φωτεινότητα

  - Ένα χαρακτηριστικό που δείχνει πόσο   η φωτεινή ενέργεια ενός ή του άλλου χρωματικού τόνου (κόκκινο, κίτρινο, ιώδες, κ.λπ.) εκπέμπεται. Και αν δεν ακτινοβολείται καθόλου; Εάν δεν εκπέμπεται, σημαίνει ότι δεν υπάρχει, αλλά δεν υπάρχει ενέργεια - δεν υπάρχει φως και όπου δεν υπάρχει φως, υπάρχει μαύρο χρώμα. Οποιοδήποτε χρώμα με μέγιστη μείωση της φωτεινότητας γίνεται μαύρο. Για παράδειγμα, μια αλυσίδα για τη μείωση της φωτεινότητας του κόκκινου: κόκκινο - κόκκινο - μπορντό - καφέ - μαύρο. Η μέγιστη αύξηση της φωτεινότητας, για παράδειγμα, του ίδιου κόκκινου χρώματος θα δώσει "μέγιστο κόκκινο χρώμα".

Ελαφρότητα

  - Ο βαθμός εγγύτητας του χρώματος (απόχρωση) σε λευκό. Οποιοδήποτε χρώμα με μέγιστη αύξηση της φωτεινότητας γίνεται λευκό. Για παράδειγμα: κόκκινο - βατόμουρο - ροζ - ανοιχτό ροζ - λευκό.

Κορεσμός

  - Ο βαθμός εγγύτητας του χρώματος έως του γκρι. Γκρι χρώμα   είναι ένα ενδιάμεσο χρώμα μεταξύ λευκού και μαύρου χρώματος. Το γκρι χρώμα σχηματίζεται με ανάμιξη ίσο   ποσότητες κόκκινου, πράσινου, μπλε με μείωση της φωτεινότητας των πηγών ακτινοβολίας κατά 50%. Ο κορεσμός αλλάζει δυσανάλογα, δηλαδή, η μείωση του κορεσμού στο ελάχιστο δεν σημαίνει ότι η φωτεινότητα της πηγής θα μειωθεί στο 50%. Εάν το χρώμα είναι ήδη πιο σκούρο από το γκρίζο, με μείωση του κορεσμού, θα γίνει ακόμη πιο σκούρα και με περαιτέρω μείωση θα γίνει μαύρο.

Τα χαρακτηριστικά χρωμάτων, όπως η απόχρωση, η Φωτεινότητα και ο Κορεσμός βρίσκονται στην καρδιά του μοντέλου χρώματος HSB (διαφορετικά ονομάζεται HCV).

Για να κατανοήσετε αυτά τα χαρακτηριστικά χρώματος, σκεφτείτε την παλέτα χρωμάτων του γραφικού επεξεργαστή Adobe Photoshop στο σχήμα 7.

Εικόνα 7 - Επιλογή χρωμάτων Adobe Photoshop

Εάν κοιτάξετε προσεκτικά την εικόνα, θα βρείτε έναν μικρό κύκλο, ο οποίος βρίσκεται στην επάνω δεξιά γωνία της παλέτας. Αυτός ο κύκλος δείχνει το χρώμα που επιλέγεται στην παλέτα χρωμάτων, στην περίπτωσή μας είναι κόκκινο. Ας το κάνουμε σωστό. Αρχικά, κοιτάξτε τους αριθμούς και τα γράμματα που βρίσκονται στο δεξιό μισό της εικόνας. Αυτές είναι οι παράμετροι του μοντέλου χρώματος HSB. Το επάνω γράμμα είναι H (απόχρωση, χρωματικός τόνος). Καθορίζει τη θέση του χρώματος στο φάσμα. Μια τιμή 0 βαθμών σημαίνει ότι είναι το υψηλότερο (ή το χαμηλότερο) σημείο έγχρωμο τροχό   - δηλαδή, είναι κόκκινο. Ο κύκλος διαιρείται σε 360 μοίρες, δηλ. αποδεικνύεται ότι έχει 360 χρωματικούς τόνους. Το επόμενο γράμμα είναι S (κορεσμός). Έχουμε δείξει τιμή 100% - αυτό σημαίνει ότι το χρώμα θα "πιεστεί" στο δεξί άκρο της παλέτας χρωμάτων και θα έχει τον υψηλότερο δυνατό κορεσμό. Στη συνέχεια έρχεται το γράμμα B (φωτεινότητα, φωτεινότητα) - δείχνει πόσο υψηλό είναι το σημείο στην παλέτα χρωμάτων και χαρακτηρίζει την ένταση χρώματος. Μια τιμή 100% δείχνει ότι η ένταση χρώματος είναι μέγιστη και το σημείο "πιέζεται" στην επάνω άκρη της παλέτας. Τα γράμματα R (κόκκινο), G (πράσινο), B (μπλε) είναι τα τρία κανάλια χρώματος (κόκκινο, πράσινο, μπλε) του μοντέλου RGB. Κάθε ένα σε κάθε ένα δείχνει έναν αριθμό που υποδεικνύει την ποσότητα του χρώματος στο κανάλι. Θυμηθείτε το παράδειγμα με τους προβολείς στο Σχήμα 3, τότε διαπιστώσαμε ότι οποιοδήποτε χρώμα μπορεί να επιτευχθεί με την ανάμιξη τριών φωτεινών ακτίνων. Καταγράφοντας αριθμητικά δεδομένα σε κάθε κανάλι, καθορίζουμε με μοναδικό τρόπο το χρώμα. Στην περίπτωση μας, το κανάλι και οι αριθμοί 8-bit κυμαίνονται από 0 έως 255. Οι αριθμοί στα κανάλια R, G, B δείχνουν την ένταση φωτός (φωτεινότητα χρώματος). Στο κανάλι μας R, η τιμή 255 υποδεικνύεται, πράγμα που σημαίνει ότι είναι καθαρό κόκκινο χρώμα και έχει μέγιστη φωτεινότητα. Στα κανάλια G και B υπάρχουν μηδενικά, που σημαίνει την πλήρη απουσία πράσινου και μπλε χρώματος. Στο κατώτατο γράφημα μπορείτε να δείτε τον συνδυασμό κωδικών # ff0000 - αυτός είναι ο χρωματικός κώδικας. Οποιοδήποτε χρώμα στην παλέτα έχει τον δικό του εξαγωνικό κώδικα, ο οποίος καθορίζει το χρώμα. Υπάρχει ένα θαυμάσιο άρθρο Θεωρία του χρώματος σε αριθμούς, στο οποίο ο συγγραφέας λέει πώς να καθορίσει το χρώμα με δεκαεξαδικό κώδικα.
  Στο σχήμα, μπορείτε επίσης να παρατηρήσετε διαγραμμένα πεδία αριθμητικών τιμών με τα γράμματα "lab" και "CMYK". Αυτά είναι 2 έγχρωμοι χώροι με τους οποίους μπορούν επίσης να χαρακτηριστούν τα χρώματα, υπάρχει ξεχωριστή συζήτηση γι 'αυτά και σε αυτό το στάδιο δεν υπάρχει λόγος να βυθιστείς σε αυτά μέχρι να το καταλάβεις με RGB.
  Μπορεί να ανοίξει παλέτα χρωμάτων Adobe Photoshop και πειραματιστείτε με την έννοια των χρωμάτων στα πεδία RGB και HSB. Θα παρατηρήσετε ότι μια αλλαγή στις αριθμητικές τιμές στα κανάλια R, G και B οδηγεί σε μια αλλαγή στις αριθμητικές τιμές στα κανάλια H, S, B.

Χρώμα αντικειμένου

Ήρθε η ώρα να μιλήσουμε για το πώς αποδεικνύεται ότι τα αντικείμενα γύρω μας παίρνουν το χρώμα τους και γιατί αλλάζει με διαφορετικό φωτισμό αυτών των αντικειμένων.

Ένα αντικείμενο μπορεί να δει μόνο αν αντανακλά ή μεταδίδει φως. Αν το αντικείμενο είναι σχεδόν εντελώς απορροφά   φως προσπίπτοντος, τότε το αντικείμενο παίρνει μαύρο χρώμα. Και όταν το αντικείμενο αντανακλά   σχεδόν όλο το φως που λαμβάνει   λευκό χρώμα. Έτσι, μπορούμε αμέσως να συμπεράνουμε ότι το χρώμα του αντικειμένου θα καθοριστεί από τον αριθμό απορροφημένο και ανακλώμενο φωςμε την οποία φωτίζεται αυτό το αντικείμενο. Η ικανότητα ανάκλασης και απορρόφησης του φωτός καθορίζεται από τη μοριακή δομή της ουσίας, με άλλα λόγια, από τις φυσικές ιδιότητες του αντικειμένου. Το χρώμα του αντικειμένου "δεν έχει τοποθετηθεί από τη φύση"! Από τη φύση μέσα σε αυτό φυσικές ιδιότητες: αντανακλά και απορροφά.

Το χρώμα του αντικειμένου και το χρώμα της πηγής ακτινοβολίας είναι άρρηκτα συνδεδεμένα και αυτή η σχέση περιγράφεται από τρεις συνθήκες.

- Η πρώτη προϋπόθεση:Το χρώμα του αντικειμένου μπορεί να λάβει μόνο μια πηγή φωτός. Εάν δεν υπάρχει φως, δεν θα υπάρχει χρώμα! Το κόκκινο χρώμα στο βάζο θα φαίνεται μαύρο. Σε ένα σκοτεινό δωμάτιο δεν βλέπουμε ούτε διακρίνουμε χρώματα επειδή δεν είναι εκεί. Το μαύρο χρώμα ολόκληρου του περιβάλλοντος χώρου και τα αντικείμενα σε αυτό θα είναι μαύρα.

- Η δεύτερη προϋπόθεση:   Το χρώμα ενός αντικειμένου εξαρτάται από το χρώμα της πηγής φωτός. Εάν η πηγή φωτός είναι κόκκινη LED, τότε όλα τα αντικείμενα που φωτίζονται από αυτό το φως θα έχουν μόνο κόκκινο, μαύρο και γκρι χρώματα.

- Και τέλος, η τρίτη προϋπόθεση:   Το χρώμα ενός αντικειμένου εξαρτάται από τη μοριακή δομή της ουσίας από την οποία αποτελείται το αντικείμενο.

Το πράσινο γρασίδι φαίνεται πράσινο για μας, επειδή όταν φωτίζεται με λευκό φως, απορροφά το κόκκινο και το μπλε κύμα του φάσματος και αντανακλά το πράσινο κύμα (Εικόνα 8).

Εικόνα 8 - Αντανάκλαση του πράσινου κύματος του φάσματος

Οι μπανάνες στο σχήμα 9 φαίνονται κίτρινες επειδή αντανακλούν τα κύματα που βρίσκονται στην κίτρινη περιοχή του φάσματος (κύμα κίτρινο φάσμα) και απορροφούν όλα τα άλλα κύματα στο φάσμα.

Εικόνα 9 - Αντανάκλαση του κίτρινου κύματος του φάσματος

Το σκυλί που φαίνεται στο σχήμα 10 είναι λευκό. Το λευκό χρώμα είναι το αποτέλεσμα της αντανάκλασης όλων των κυμάτων στο φάσμα.

Εικόνα 10 - Αντανάκλαση όλων των κυμάτων του φάσματος

Το χρώμα ενός αντικειμένου είναι το χρώμα του ανακλώμενου κύματος του φάσματος. Αυτό είναι το πώς τα αντικείμενα παίρνουν το χρώμα που βλέπουμε.

Το επόμενο άρθρο θα επικεντρωθεί σε ένα νέο χρώμα -

  \u003e Ορατό φως

Ορατό φως   - μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, προσβάσιμο στο ανθρώπινο μάτι (390-750 nm).

Στόχος μάθησης

• Μάθετε να διακρίνετε 6 σειρές του ορατού φάσματος.

Βασικά σημεία

• Το ορατό φως σχηματίζεται λόγω των κραδασμών και των περιστροφών των ατόμων και των μορίων, καθώς και μέσω της ηλεκτρονικής μεταφοράς μέσα σε αυτά.
• Τα χρώματα είναι υπεύθυνα για συγκεκριμένα καθαρά μήκη κύματος. Το κόκκινο είναι οι χαμηλότερες συχνότητες και τα μακρύτερα κύματα, και το μοβ είναι οι υψηλότερες συχνότητες και τα μικρότερα μήκη.
• Τα χρώματα που δημιουργούνται σε ορατό φως μιας στενής ζώνης μήκους κύματος ονομάζονται καθαρά φασματικά χρώματα: ιώδες (380-450 nm), μπλε (450-495 nm), πράσινο (495-570 nm), κίτρινο (570-590 nm), πορτοκαλί 590-620 nm) και κόκκινο (620-750 nm).
• Ορατό φως διαπερνά το οπτικό ποτήρι, έτσι ώστε το ατμοσφαιρικό στρώμα να μην έχει σημαντική αντίσταση.
• Το μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που χρησιμοποιείται στους φωτοσυνθετικούς οργανισμούς ονομάζεται φωτοσυνθετικά δραστική περιοχή (400-700 nm).

Όροι

• Ένα οπτικό παράθυρο είναι μια ορατή περιοχή στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα που διέρχεται από την ατμοσφαιρική στρώση.
• Φασματικό χρώμα - δημιουργείται από ένα μόνο μήκος κύματος φωτός στο ορατό φάσμα ή μια σχετικά στενή ζώνη μήκους κύματος.
• Το ορατό φως είναι μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (μεταξύ IR και UV), προσβάσιμο στο ανθρώπινο μάτι.

Ορατό φως

Το ορατό φως είναι μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που είναι προσβάσιμο στο ανθρώπινο μάτι. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αυτού του εύρους ονομάζεται απλά φως. Τα μάτια αποκρίνονται σε μήκη κύματος 390-750 nm. Σε συχνότητα, αυτό αντιστοιχεί σε ζώνη 400-790 THz. Το προσαρμοσμένο μάτι φθάνει συνήθως μέγιστη ευαισθησία 555 nm (540 THz) στην πράσινη περιοχή του οπτικού φάσματος. Αλλά το ίδιο το φάσμα δεν φιλοξενεί όλα τα χρώματα που συλλαμβάνονται από τα μάτια και τον εγκέφαλο. Για παράδειγμα, πολύχρωμα, όπως ροζ και μοβ, δημιουργούνται συνδυάζοντας διάφορα μήκη κύματος.

Εδώ είναι οι κύριες κατηγορίες ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Οι διαχωριστικές γραμμές σε ορισμένα μέρη είναι διαφορετικές, ενώ άλλες κατηγορίες ενδέχεται να επικαλύπτονται. Τα μικροκύματα καταλαμβάνουν το τμήμα υψηλής συχνότητας του τμήματος ραδιοσυχνοτήτων του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος

Το ορατό φως σχηματίζει δονήσεις και περιστροφές ατόμων και μορίων, καθώς και ηλεκτρονική μεταφορά μέσα σε αυτά. Αυτές οι μεταφορές χρησιμοποιούνται από δέκτες και ανιχνευτές.

Ένα μικρό μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μαζί με το ορατό φως. Ο διαχωρισμός μεταξύ υπέρυθρων, ορατών και υπεριωδών δεν είναι διακριτικός σε 100%

Η επάνω εικόνα δείχνει ένα μέρος του φάσματος με χρώματα που είναι υπεύθυνα για συγκεκριμένα μήκη κύματος. Το κόκκινο είναι οι χαμηλότερες συχνότητες και τα μακρύτερα κύματα, και τα μοβ είναι οι υψηλότερες συχνότητες και τα μικρότερα μήκη κύματος. Η ακτινοβολία του ηλιακού μαύρου σώματος φτάνει στο μέγιστο στο ορατό τμήμα του φάσματος, αλλά είναι πιο έντονο σε κόκκινο από το ιώδες, οπότε το άστρο φαίνεται κίτρινο για μας.

Τα χρώματα που λαμβάνονται από το φως μιας στενής ζώνης μήκους κύματος καλούνται καθαρά φασματικά. Μην ξεχνάτε ότι ο καθένας έχει πολλές αποχρώσεις, επειδή το φάσμα είναι συνεχές. Οποιεσδήποτε εικόνες που παρέχουν δεδομένα με μήκη κύματος είναι διαφορετικά από αυτά που υπάρχουν στο ορατό τμήμα του φάσματος.

Ορατό φως και γήινη ατμόσφαιρα

Ορατό φως διαπερνά το οπτικό παράθυρο. Αυτό είναι ένα "μέρος" στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα που μεταδίδει κύματα χωρίς αντίσταση. Για παράδειγμα, μπορούμε να θυμηθούμε ότι το στρώμα αέρα διασκορπίζεται μπλε καλύτερα από το κόκκινο, οπότε ο ουρανός μας φαίνεται μπλε.

Ένα οπτικό παράθυρο ονομάζεται επίσης ορατό επειδή καλύπτει το φάσμα που είναι προσβάσιμο από τον άνθρωπο. Αυτό δεν είναι σύμπτωση. Οι πρόγονοί μας ανέπτυξαν μια όραση ικανή να χρησιμοποιήσει μια τεράστια ποικιλία μήκους κύματος.

Χάρη στο οπτικό παράθυρο, μπορούμε να απολαύσουμε σχετικά ήπιες συνθήκες θερμοκρασίας. Η λειτουργία ηλιακής φωτεινότητας φτάνει στο μέγιστο της στην ορατή περιοχή, η οποία κινείται ανεξάρτητα από το οπτικό παράθυρο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η επιφάνεια θερμαίνεται.

Φωτοσύνθεση

Η εξέλιξη έχει επηρεάσει όχι μόνο τους ανθρώπους και τα ζώα, αλλά και τα φυτά που έχουν μάθει να αντιδρούν σωστά σε μέρη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Έτσι, η βλάστηση μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια σε χημική ενέργεια. Η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί αέριο και νερό για να δημιουργήσει οξυγόνο. Αυτή είναι μια σημαντική διαδικασία για όλη την αερόβια ζωή στον πλανήτη.

Αυτό το τμήμα του φάσματος ονομάζεται φωτοσυνθετικά δραστική περιοχή (400-700 nm), αλληλεπικαλύπτοντας με το εύρος της ανθρώπινης όρασης.

Φυσική χρωμάτων

Το 1676, ο Sir Isaac Newton, χρησιμοποιώντας ένα τριγωνικό πρίσμα, διαμόρφωσε λευκό φως του ήλιου στο φάσμα χρωμάτων. Ένα παρόμοιο φάσμα περιείχε όλα τα χρώματα εκτός από ματζέντα.

Ο Newton έβαλε το πείραμά του ως εξής (Εικ. 1) το ηλιακό φως πέρασε από ένα στενό κενό και έπεσε σε ένα πρίσμα. Στο πρίσμα, μια λευκή δέσμη στρωματοποιήθηκε σε μεμονωμένα φασματικά χρώματα. Με αυτό τον τρόπο ξεδιπλωνόταν, κατευθυνόταν στην οθόνη, όπου εμφανίστηκε η εικόνα φάσματος. Μια συνεχής κορδέλα χρώματος ξεκίνησε με κόκκινο και μέσω πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε τελειωμένη σε μοβ. Εάν αυτή η εικόνα διήλθε μέσω φακού συλλογής, τότε ο συνδυασμός όλων των χρωμάτων έδωσε ξανά ένα λευκό χρώμα.

Αυτά τα χρώματα λαμβάνονται από την ακτίνα του ήλιου μέσω της διάθλασης. Υπάρχουν και άλλοι φυσικοί τρόποι σχηματισμού χρώματος, για παράδειγμα, που σχετίζονται με τις διαδικασίες παρεμβολής, περίθλασης, πόλωσης και φθορισμού.

Αν χωρίσουμε το φάσμα σε δύο μέρη, για παράδειγμα, το κόκκινο-πορτοκαλί-κίτρινο και το πράσινο-μπλε-ιώδες, και θα συλλέξουμε κάθε μία από αυτές τις ομάδες με έναν ειδικό φακό, θα καταλήξουμε σε δύο μικτά χρώματα, το μείγμα των οποίων με τη σειρά του θα μας δώσει επίσης λευκό χρώμα .

Δύο χρώματα, ο συνδυασμός των οποίων δίνει λευκό χρώμα, ονομάζονται συμπληρωματικά χρώματα.

Εάν απομακρύνουμε ένα χρώμα από το φάσμα, για παράδειγμα πράσινο, και χρησιμοποιούμε το φακό για να συλλέξουμε τα υπόλοιπα χρώματα - κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, μπλε και μοβ - τότε το ανάμεικτο χρώμα που θα λάβουμε θα αποδειχθεί κόκκινο, δηλαδή το χρώμα συμπληρωματικό προς το πράσινο που αφαιρέσαμε. Αν αφαιρέσουμε κίτρινο χρώμα, τότε τα υπόλοιπα χρώματα - κόκκινο, πορτοκαλί, πράσινο, μπλε και μοβ - θα μας δώσουν ένα βιολετί χρώμα, δηλαδή ένα χρώμα συμπληρωματικό προς το κίτρινο.

Κάθε χρώμα είναι συμπληρωματικό με το μείγμα όλων των άλλων χρωμάτων στο φάσμα.

Σε μικτό χρώμα, δεν μπορούμε να δούμε τα επιμέρους συστατικά του. Από αυτή την άποψη, το μάτι είναι διαφορετικό από το μουσικό αυτί, το οποίο μπορεί να επισημάνει οποιονδήποτε από τους ήχους της χορδής.

Τα διαφορετικά χρώματα δημιουργούνται από τα φωτεινά κύματα, τα οποία αποτελούν ένα ορισμένο είδος ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας.

Το ανθρώπινο μάτι μπορεί να αντιληφθεί το φως μόνο σε μήκος κύματος από 400 έως 700 νανόμετρα:

• 1 μικρόμετρο ή 1 μ \u003d 1/1000 mm \u003d 1/1000000 m.
• 1 milimicron ή 1mμ \u003d 1/1000000 mm.

Το μήκος κύματος που αντιστοιχεί στα μεμονωμένα χρώματα του φάσματος και τις αντίστοιχες συχνότητες (αριθμός ταλαντώσεων ανά δευτερόλεπτο) για κάθε ένα φασματικό χρώμα   έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

Η αναλογία των συχνοτήτων του κόκκινου και μοβ είναι περίπου 1: 2, δηλαδή, η ίδια με τη μουσική οκτάβα.

Κάθε χρώμα του φάσματος χαρακτηρίζεται από το μήκος κύματος του, δηλαδή, μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια από το μήκος κύματος ή τη συχνότητα των ταλαντώσεων. Τα ίδια τα φωτεινά κύματα δεν έχουν χρώμα. Το χρώμα εμφανίζεται μόνο όταν αυτά τα κύματα γίνονται αντιληπτά από το ανθρώπινο μάτι και τον εγκέφαλο. Το πώς αναγνωρίζει αυτά τα κύματα είναι ακόμα εντελώς άγνωστο. Γνωρίζουμε μόνο ότι τα διαφορετικά χρώματα προκύπτουν από τις ποσοτικές διαφορές στη φωτοευαισθησία.

Απομένει να εξερευνήσετε το σημαντικό θέμα του χρώματος των αντικειμένων. Εάν, για παράδειγμα, βάλουμε ένα φίλτρο που μεταδίδει κόκκινο και ένα φίλτρο που μεταδίδει πράσινο μπροστά από μια λυχνία τόξου, τότε και τα δύο φίλτρα θα παράγουν μαζί μαύρο ή σκοτεινό. Το κόκκινο χρώμα απορροφά όλες τις ακτίνες του φάσματος, εκτός από τις ακτίνες στο διάστημα που αντιστοιχεί στο κόκκινο και το πράσινο φίλτρο καθυστερεί όλα τα χρώματα εκτός από το πράσινο. Έτσι, δεν μεταδίδεται ούτε μία ακτίνα, και έχουμε σκοτάδι. Τα χρώματα που απορροφούνται σε ένα φυσικό πείραμα καλούνται επίσης αφαιρεμένα.

Το χρώμα των αντικειμένων συμβαίνει κυρίως στη διαδικασία απορρόφησης των κυμάτων. Ένα κόκκινο σκάφος φαίνεται κόκκινο επειδή απορροφά όλα τα άλλα χρώματα της δέσμης φωτός και αντανακλά μόνο το κόκκινο χρώμα.

Όταν λέμε: "αυτό το κύπελλο είναι κόκκινο", στην πραγματικότητα σημαίνει ότι η μοριακή σύνθεση της επιφάνειας του κυπέλλου είναι τέτοια που απορροφά όλες τις ακτίνες φωτός εκτός από τις κόκκινες. Το ίδιο το κύπελλο δεν έχει χρώμα, το χρώμα δημιουργείται όταν ανάβει.

Εάν το κόκκινο χαρτί (μια επιφάνεια που απορροφά όλες τις ακτίνες εκτός από το κόκκινο) φωτίζεται από πράσινο χρώμα, τότε το χαρτί θα εμφανιστεί μαύρο σε εμάς, επειδή το πράσινο δεν περιέχει ακτίνες που αντιστοιχούν στο κόκκινο χρώμα που θα μπορούσε να αντανακλάται από το χαρτί μας.

Όλα τα χρώματα είναι χρωματισμένα ή υλικά. Αυτά είναι απορροφητικά (απορροφητικά) χρώματα, και όταν τα μίγματα θα πρέπει να καθοδηγούνται από τους κανόνες της αφαίρεσης. Όταν αναμιγνύονται επιπρόσθετα χρώματα ή συνδυασμοί που περιέχουν τα τρία βασικά χρώματα - κίτρινο, κόκκινο και μπλε - σε κάποιο ποσοστό, το αποτέλεσμα είναι μαύρο, ενώ ένα παρόμοιο μείγμα των μη-υλικών χρωμάτων που αποκτήθηκαν στο πείσμα του Newton με πρίσμα έχει ως αποτέλεσμα το λευκό. δεδομένου ότι εδώ ο συνδυασμός των χρωμάτων βασίζεται στην αρχή της προσθήκης, όχι της αφαίρεσης.