Световая волна какого цвета имеет максимальную длину волны

Длины волн какого света – красного или фиолетового – имеют большую скорость в стекле?

если я вам скажу, что лично видел фиолетовый свет с длиной волны 414 нм, ты этого будет достаточно, чтобы вы поверили в его существование?

Alex Искусственный Интеллект (156383) Даже не сомневаюсь, что есть тысячи оттенков даже фиолетового. каково практическое применение?

Обычно чем больше частота волны, тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в ней:
у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная степень преломления,
у фиолетового цвета минимальная скорость света в среде и максимальная степень преломления

Скорость света в стекле больше у того цвета, у которого меньше коэффициент преломления, стало быть, это красный цвет.

Цвета света — красный, зеленый и синий, смешивание цветов

Великий ученый своего времени Ньютон доказал, что цвет — это качество света. Электромагнитное излучение, которое имеет общие свойства как с волнами, так и с частицами, излучаемыми на различных частотах в волновом движении. Любой заданный луч света имеет определенные значения частоты , длины волны и энергии, связанные с ним.

Частота, которая представляет собой количество волн, проходящих фиксированную точку пространства в единицу времени, обычно выражается в единицах Герц (1 Гц = 1 цикл в секунду). Длина волны — это расстояние между соответствующими точками двух последовательных волн и часто выражается в метрах, например в нанометрах (1 нм = 10–9 метров).

Энергию светового луча можно сравнить с энергией небольшой частицы, движущейся со скоростью света, за исключением того, что никакая частица, имеющая массу покоя, не может двигаться с такой скоростью. Понятие «фотон» , используемый для наименьшего количества света любой заданной длины волны, призван охватить эту двойственность, включая характеристики как волны, так и частицы,присущие волной и квантовой механике. Энергия фотона часто выражается в единицах электрон-вольт (1 эВ = 1,602 × 10-12 эрг ). Оно прямо пропорционально частоте и обратно пропорционально длине волны.

Свет — не единственный тип электромагнитного излучения. На самом деле это лишь небольшой сегмент всего электромагнитного спектра, но свет это единственная форма, которую может воспринимать глаз. Длины световых волн варьируются от 400 нм в фиолетовой части спектра до 700 нм в красной части части. Границы видимого спектра не имеют четкого определения, но различаются у разных людей; существует некоторая расширенная видимость для света высокой интенсивности.

При более коротких длинах волн электромагнитный спектр простирается до области ультрафиолетового излучения и продолжается через ренгеновские лучи, гамма-лучи, и космические лучи. Сразу за красным концом спектра находятся длинноволновые инфракрасные лучи (которые можно ощущать как тепло), далее микроволны и радиоволны. Излучение одной частоты называется однотонным . Когда эта частота попадает в диапазон видимого спектра, создается цветовое восприятие насыщенного оттенка .

Законы смешения цветов.

Цвета спектра называются хроматическими цветами; есть также нехроматические цвета, такие как коричневые, пурпурные и розовые. Термин ахроматические цвета иногда применяется к последовательности черный-серый-белый. По некоторым оценкам, глаз может различать около 10 миллионов цветов, каждый из которых происходит от двух типов световой смеси: аддитивной и субтрактивной. Как следует из названий аддитивная смесь включает добавление спектральных компонентов, а вычитающая смесь касается вычитания или поглощение частей спектра.

Аддитивное смешение происходит при объединении лучей света. Цветовой круг, впервые разработанный Ньютоном, до сих пор широко используется для целей цветового дизайна, а также полезен при рассмотрении качественного поведения смешивания лучей света. Цветовой круг Ньютона сочетает в себе спектральные цвета красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, индиго и сине-фиолетовый с неспектральным пурпурным цветом (смесь сине-фиолетовых и красных световых лучей), как показано на рисунке. Белый находится в центре и получается путем смешивания световых лучей примерно одинаковой интенсивности дополнительного цвета (цвета, диаметрально противоположные в цветовом круге), такие как желтый и сине-фиолетовый, зеленый и пурпурный или голубой и красный. Промежуточные цвета можно получить путем смешивания световых лучей, например, смешивание красного и желтого дает оранжевый, красного и сине-фиолетового дает пурпурный и так далее.

Длина световой волны

Три основных цвета

Основные цвета — это красный, зеленый и синий. Это означает, что путем аддитивного смешивания различных цветов в определенных количествах можно получить почти все другие цвета. Если три основных цвета смешиваются вместе в равных количествах, то получается белый цвет.

Аддитивное смешение можно продемонстрировать физически. Возьмем три слайд-проектора, оснащенных фильтрами. Один проектор излучает луч насыщенного красного света на белый экран, другой синего, а третий зеленого света. Аддитивное смешение происходит там, где лучи перекрываются (и, таким образом, складываются вместе). Там, где красный и зеленый лучи перекрываются, получается желтый. Если добавить больше красного света или уменьшить интенсивность зеленого света, световая смесь станет оранжевой. Точно так же, если зеленого света больше, чем красного, получается желто-зеленый и т.д.

Субтрактивное смешивание цветов включает в себя поглощение и избирательное пропускание или отражение света. Это происходит, когда красители (например, пигменты или красители) смешивают или когда в один пучок белого света вставляют несколько цветных фильтров. Например, если проектор оснащен темно-красным фильтром, фильтр будет пропускать красный свет и поглощать другие цвета. Если проектор оснащен сильным зеленым фильтром, красный свет будет поглощаться, а передаваться будет только зеленый свет.

Поэтому, если проектор оснащен как красным, так и зеленым фильтрами, все цвета будут поглощаться, а свет не пропускаться, что приведет к отображению черного цвета. Точно так же желтый пигмент поглощает синий и фиолетовый свет, отражая при этом желтый, зеленый и красный свет (зеленый и красный в совокупности дают больше желтого). Синий пигмент поглощает преимущественно желтый, оранжевый и красный свет. Если смешать желтый и синий пигменты, получится зеленый, поскольку это единственный спектральный компонент, который не сильно поглощается ни одним из пигментов.

Поскольку аддитивные процессы имеют наибольшую гамму, когда основными цветами являются красный, зеленый и синий, разумно ожидать, что наибольшая гамма в вычитательных процессах будет достигнута, когда основные цвета поглощают красный, зеленый и синий соответственно.

Цвет изображения, поглощающего красный свет и пропускающего все остальные излучения, — сине-зеленый, который часто называют голубой. Изображение, которое поглощает только зеленый свет, пропускает и синий, и красный свет, и его цветпурпурный. Изображение, поглощающее синий цвет, пропускает только зеленый и красный свет, а его цвет желтый. Следовательно, вычитающие основные цвета — голубой, пурпурный и желтый.

Нет точного понимания в области цвета традиционно были более запутанными, чем те, которые только что обсуждались. Эту путаницу можно проследить до двух распространенных неправильных названий:

1- субтрактивный первичный голубой, который на самом деле является сине-зеленым, обычно называют синим;

2 — субтрактивный первичный пурпурный цвет обычно называют красным.

В этих условиях вычитающие основные цвета становятся красным, желтым и синим. А также те, чей опыт ограничивается большей частью вычитающими смесями, имеют веские основания удивляться, почему физик настаивает на том, чтобы считать красный, зеленый и синий первичными цветами. Путаница сразу разрешается, когда становится понятно, что красный, зеленый и синий выбраны в качестве аддитивных основных цветов, потому что они обеспечивают наибольшую цветовую гамму в смесях. По той же причине субтрактивные основные цвета соответственно поглощают красный цвет (голубой), поглощают зеленый (пурпурный) и синий поглощающий (желтый).

Белый свет

В физике видимый человеческим глазом, когда все длины волн видимого спектра объединяются, подобно черному. Но в отличие от цветов спектра и большинства их смесей, у белого отсутствует оттенок, поэтому он считается ахроматическим цветом. Белый и черный — самые основные цветовые термины языков. Слово «белый» происходит от протогерманского «hwitaz» и древнеанглийского «hwit «. Одно из первых письменных упоминаний термина происходит из древнеанглийской легенды о фениксе, так называемой «Прозы Феникса» (11 век): «Его fet syndon blodreade begen twegen and se bile hwit» («Его ноги оба в крови — красный , а клюв белый»).

Красный свет

Самая длинная волна света. Находится в диапазоне 620–750 нанометров в видимом спектре. В искусстве красный — это цвет на условном круге, расположенный между фиолетовым и оранжевым, а также противоположный зеленому, как его дополнение.

Красный был первым основным цветовым термином, добавленным в языки после черного и белого. Слово «красный» происходит от санскритского «rudhira» и протогерманского «rauthaz». Одно из первых письменных упоминаний этого термина содержится в староанглийском переводе (897 г. н. э .) «Пастырской заботы» папы св. Григория Великого: «On thæs sacerdes hrægle sceoldœn hangian bellan» — «на священнических ризах должны висеть колокольчики и среди колокольчиков красные гранаты»).

Зеленый свет

Свет в диапозоне длин волн 495–570 нанометров, который находится в середине видимого спектра. В искусстве зеленый — это цвет на обычном круге, расположенный между желтым и синим, напротив красного, как дополнение.

Зеленый — основной цветовой термин, добавленный в языки до или после желтого, после черного, белого и красного. Слово « зеленый » происходит от протогерманского «grōni» и древнеанглийского «grene». Одно из первых письменных упоминаний этого термина содержится в манускрипте Кэдмона ( около 1000 г. н. э.): «Адам останавливается / «On GRENE græs, gaste geweorthad» («Адам ступил / На зеленую траву, душа стала достойной»).

Синий свет

Свет 450–495 нанометров в видимом спектре. После фиолетового синий является областью спектра с самыми короткими длинами волн. В искусстве синий — это цвет на условном круге, расположенный между зеленым и фиолетовым и противоположным оранжевым, его дополнением.

Термин «синий» происходит от протогерманского «blæwaz» и старофранцузского «blo» или bleu». Одно из первых письменных упоминаний этого термина взято из южно-английского легендарного сборника жизнеописаний святых ( около 1300 г. н.э.): «Эта другая зелень».

Измерение цвета

Измерение цвета известно как колометрия. В этой области используются различные инструменты. Самые сложные спектрофотометры анализируют свет с точки зрения количества энергии, присутствующей на каждой спектральной длине волны.

Трудно описать цвет конкретного спектрального распределения энергии. Поскольку глаз воспринимает только один цвет для любого данного распределения энергии, необходимо выразить измерения цвета способом, связанным с восприятием. Существует несколько систем, некоторые из которых описаны ниже.

Измерение тристимулюса и диаграммы цветности

Система тристимулюса основана на визуальном сопоставлении цвета в стандартизированных условиях с тремя основными цветами — красным, зеленым и синим. Три результата выражаются в виде X, Y и Z соответственно и называются значениями тристимулюса.

Значения тристимуля изумрудно-зеленого пигмента составляют X = 22,7, Y = 39,1 и Z = 31,0. Эти значения определяют не только цвет, но и визуально воспринимаемую отражательную способность. Рассчитываются таким образом, что значение Y равно отражательной способности образца (39,1 процента в этом примере) при визуальном сравнении со стандартным белым цветом поверхность стандартным (средним) зрителем при среднем дневном свете.

Значения тристимулюса также могут быть использованы для определения визуально воспринимаемой доминирующей спектральной длины волны (которая связана с оттенком) данного образца; доминирующая длина волны изумрудно-зеленого пигмента составляет 511,9 нм.

Цветные атласы

Вычисление цветности и яркости является научным методом определения цвета, но для быстрого визуального определения цвета объектов часто используется цветовой атлас, такой как «Книга цвета Мансвелла». В этой системе цвета сопоставляются с напечатанными цветными чипами из трехмерного цветного твердого тела, параметрами которого являются оттенок, значение (соответствующее отражательной способности) и цветность (соответствующая чистоте или насыщенности).

ЦВЕТ

Цвет — это жизнь, и мир без красок представ­ляется нам мертвым.

Как пламя порождает свет, так свет порождает цвет.

Цвет — это дитя света, и свет — его мать.

Свет, как первый шаг в создании мира, откры­вает нам через цвет его живую душу.

Иоханнес Иттен

Мир, в котором мы живем, чрезвычайно разнообразен и богат, и представляется человеку в двух главных формах — как вещество и свет. Основное восприятие ве­щественных предметов происходит при воздействии света на орган зрения — глаз, который позволяет человеку с помощью света оценить два важнейших качества предметов: форму и цвет.

Так что же такое цвет? За те годы, что существует наука о цвете давались мно­гочисленные оценки феномена цвета и цветового видения, однако все из них можно свести к одному простому определению: цвет — это ощущение (психофизиологиче­ская реакция), возникающее в головном мозге в ответ на свет, попадающий в глаз человека. Свет, например, белый солнечный, падая на окрашенные предметы, из­меняется (модифицируется) и, воздействуя на глаз наблюдателя, вызывает ощуще­ние того или иного цвета. Таким образом, человек имеет возможность видеть окружающие его предметы и воспринимать их цветными за счет света — понятия физического мира, но сам цвет уже не является понятием физики, поскольку это есть субъективное ощущение, которое рождается в нашем сознании под действием света. Следовательно, цвет является результатом взаимодействия света, объекта и наблюдателя.

В данной главе рассказывается о причинах различий в восприятии цвета, о том, какие факторы влияют на наше цветоощущение, и что происходит в процессе изме­нения этих факторов. Разъясняется вклад каждого из них в происхождение такого комплексного и многогранного явления как «цвет».

Но прежде, чем мы сможем перейти к рассмотрению факторов влияния на цвет, мы должны установить операционное определение видимого света.

Излучение, свет и цвет

Видимый свет — это энергия, находящаяся в форме излучения. Это электро­магнитное излучение имеет волновую природу, т.е. распространяется в пространстве в виде периодических колебаний (волн), совершаемых им с определенной ампли­тудой и частотой. Если представить такую волну в виде кривой, то получится сину­соида. Расстояние между двумя последовательными пиками этой синусоиды называется длиной волны и измеряется в нанометрах (нм). Вместе с видимым све­том существуют также прочие формы энергонасыщенного излучения: космические лучи, рентгеновское и тепловое излучения, микроволны, радиоволны и т. д. Поме­стив длины волн в график рядом с соответствующими типами излучений, мы полу­чим изображение электромагнитного спектра (Рис. 1).

Электромагнитный спектр показывает все длины волн, характеризующие тип электромагнитного излучения, от коротких гамма-лучей до длинных, таких как ра­диоволны. Среди прочих, в электромагнитном диапазоне присутствует небольшая часть, соответствующая видимому излучению. Таким образом, видимый свет — это одна из форм электромагнитного излучения, занимающая небольшую часть спектра электромагнитных излучений.

На рисунке 2 длины волн обозначены в нанометрах. Один нанометр — это одна миллиардная часть метра. Диапазон от 400 до 700 нанометров охватывает всю гамму воспринимаемых человеческим глазом цветов. Совокупность этих цветов в результате формирует восприятие белого света. Излучения до 380 и выше 760 нм мы не видим, но они могут восприниматься нами посредством других механизмов осязания (как например, инфракрасное излучение) либо регистрироваться специ­альными приборами.

Спектр видимого излучения

Видимый спектр можно получить, разложив луч белого солнечного света в стек­лянной призме на цветные монохроматические составляющие (Рис. 3). Преломле­ние света в призме (изменение направления распространения) тем больше, чем меньше его длина волны. Наиболее сильно отклоняются синие и фиолетовые лучи. Этот эксперимент впервые правильно объяснил Ньютон, подчеркнув, что лучи света разной длины волны только интерпретируются нами как цветные. При невысокой яркости мы уверенно выделяем в видимом непрерывном спектре солнечного света, например в радуге дождя, семь цветов (при условии, что каждый из них является фоном для других): красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фио­летовый. Их легко запомнить по первым буквам слов в мнемонической фразе — Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. На самом деле различимых цве­тов видимого спектра значительно больше, и при достаточной яркости человек путем сравнения выделяет около ста тридцати спектральных цветов.

В диапазоне длин волн от 700 до 660 нм мы воспринимаем оттенки красного цвета, от 540 до 500 нм оттенки зеленого цвета, от 450 до 470 нм оттенки синего цвета и так далее. При этом количество оттенков каждого цвета различается. На­пример, в синем диапазоне наибольшее количество оттенков — около 23, в красном диапазоне наименьшее количество оттенков — около 6 (Рис. 4).

Более точное соответствие длины волны и воспринимаемыми нами оттенками того или иного цвета представлено в данной таблице:

Весь спектр можно разделить на две части: на теплые цвета — красный, оран­жевый, желтый, желто-зеленый, которые ассоциируются у нас с цветом огня, и хо­лодные цвета — зеленый, голубой, синий, фиолетовый, которые мы связываем с цветом льда и воды.

Так как цвет является результатом взаимодействия трех факторов — источника света, объекта и наблюдателя — следует рассказать о них более подробно.

Первый фактор, влияющий на цвет, — это источник освещения. Один и тот же предмет, рассматриваемый при разном освещении, выглядит по-разному. Например, желтый предмет в свете лампы накаливания будет выглядеть

Причина различий в том, что два источника света имеют разный спектр излуче­ния: в спектре дневного света пик излучения приходится на синюю область; в спек­тре лампы накаливания максимальное значение — в красном и желтом диапазонах спектра, а минимальное — в синем и фиолетовом.

Электромагнитное излучение, производимое источником освещения, также можно представить в виде кривой излучения. В такой диаграмме ось Y будет обо­значать излучаемую энергию в значениях от 0 до 100%. При рассмотрении источни­ков освещения процент излучения (эмиссии) по данной длине волны берется от общей интенсивности излучаемого света.

При сравнении различных источников освещения очень важно обращать вни­мание на распределение энергии по всему излучаемому спектру, иными словами, на форму спектральной кривой излучения (Рис. 6). Общее количество излучаемой различными источниками освещения энергии может сильно различаться. Рассмот­рим несколько примеров, изучив спектры распространенных источников освещения.

Непосредственным источником дневного света является Солнце, излучение ко­торого за пределами атмосферы очень близко к излучению абсолютного черного тела с температурой 6560 К. Проходя через атмосферу, солнечный свет претерпе­вает значительные изменения в спектральном составе из-за избирательного погло­щения и рассеивания. Свет, освещающий земную поверхность, складывается из прямого солнечного света и света, рассеянного небосводом.

На рисунке 7 — кривая излучения солнечного света. Мы видим, что кривая имеет выраженный пик в синей части спектра. Это указывает на то, что солнечный свет несколько синеват.

Лампы накаливания

В лампах накаливания светящимся телом является раскаленная нить из вольф­рама. По цветовой температуре излучение вольфрама близко к излучению абсолют­ного черного тела. Цветовая температура излучения этих ламп равна 2850 К. К лампам накаливания относятся обыкновенные осветительные лампы, лампы-вспышки, предназначенные для фотографирования, кинопроекционные и т.д. Корот­кий срок эксплуатации этих ламп объясняется тем, что раскаленный вольфрам испаряется, происходит разрыв нити, и лампа перегорает.

Сравним солнечный свет с излучением лампы накаливания (Рис. 8). Очевидно, что спектр излучения лампы накаливания имеет пик в красной зоне спектра. Это ло­гично, так как лампа накаливания излучает свет, производимый раскаленной спира­лью. Наибольшая же часть энергии излучается в инфракрасном диапазоне, что воспринимается нами как тепло.

Флуоресцентные лампы (свет)

Зайдя в какое-либо производственное помещение, мы замечаем, что наша кожа и одежда приобретают зеленоватый оттенок. Это результат флуоресцентного освещения. Флуоресцентная лампа поглощает излучение определенной длины волны электромагнитного спектра и переводит его на другую длину волны уже в ви­димой части спектра, где и происходит излучение. Большинство флуоресцентных ламп наполнены газом, который ионизируется благодаря подаче напряжения элек­тропотенциала на ее электроды. Большая часть энергии излучается в ультрафио­летовой части спектра, но, как показано на рисунке 9, присутствуют также пики на некоторых длинах волн видимого спектра.

Ультрафиолетовые волны, излучаемые газом, улавливаются флуоресцентным покрытием на колбе лампы и вновь излучаются уже в границах видимого спектра. Это хорошо видно на диаграмме излучения, когда каждому пику предшествует провал.

Тип использованного флуоресцентного покрытия определяет форму кривой из­лучения. Холодные белые лампы излучают больше энергии в голубой части видимого спектра. Лампы теплых цветов имеют пик в его красной области. При сравнении ламп одного типа, но разных производителей, заметна разница в толщине и химическом составе флуоресцентного слоя, что приводит к появлению хорошо заметной разницы кривых излучения. Поэтому для работы с цветом необходимо указывать не только тип, но и производителя флуоресцентных ламп.

Натриевые лампы

Широко распространены также натриевые газоразрядные лампы. Они часто используются для освещения улиц, паркингов, заводов и прочих больших террито­рий благодаря их экономичности. Объекты, освещенные такими лампами, приобре­тают оранжевый оттенок.

На рисунке 10 видно, что спектр натриевой лампы имеет два резких пика в желто-оранжевой части диапазона видимого света. Объекты выглядят оранжевыми потому, что такой источник освещения излучает энергию в красно-желтом диапа­зоне.

Поскольку разные источники света излучают уникальные сочетания длин волн (спектр), то цвет предметов зависит и от типа осветителя. В связи с этим цветовые измерения следует производить при определенных условиях. Для этого в 1931 году были установлены три стандартных источника белого света: А, В и С. Спектральный состав их излучения точно известен и характеризуется через спектр излучения Аб­солютно Черного Тела (АЧТ).

АЧТ — это тело, поглощающее любое излучение, упавшее на него. В качестве АЧТ может служить теплоизолированная полость (шаровая, цилиндрическая или ко­ническая) из материала хорошо поглощающего излучение. Эта полость имеет не­большое отверстие для выхода излучения.

Излучательная способность АЧТ по длинам волн (его спектр излучения), как эталонного источника точно определяется только его абсолютной температурой в градусах по шкале Кельвина (К) (Рис. 11).

Стандартный источник света типа А воспроизводит условия освещения солнеч­ным вечерним светом с помощью вольфрамовой лампы накаливания. Источник А имеет спектр излучения АЧТ, нагретого до 2856 К. Эта температура называется цве­товой температурой источника света А.

Таким образом, цветовая температура источника света — это температура АЧТ, при которой АЧТ излучает свет того же цвета, что и источник света. Источник света типа B с цветовой температурой около 4874 К воспроизводит прямой солнечный свет. Источник света типа C с цветовой температурой около 6774 К воспроизводит рассеянный солнечный свет.

В дальнейшем были добавлены еще два типа стандартных источников света D и Е. Два таких источника D50 и D65 воспроизводят определенные фазы света после восхода солнца и соответствуют цветовой температуре 5000 К и 6500 К соот­ветственно. Источник типа Е — это гипотетический источник с равномерным распре­делением энергии по спектру.

Основное применение источников света — создание правильной освещенности рабочего места для адекватной оценки цветов и оттенков красок, вне зависимости от времени суток, погоды, наличия окон и т.д.

«Лампы колориста» обеспечивают более производительную и быструю работу при подборе цвета. Источники D50 или D65 применяются в качестве базовых ламп для работы по анализу образцов.

Ультрафиолетовая лампа необходима для приближения спектрального состава ламп к естественному дневному свету, поэтому рекомендуется использовать ее од­новременно с базовым светом. Кроме того, эта лампа необходима для сравнитель­ного анализа светлых образцов на содержание белых пигментов. Практический эффект основан на возникновении люминесценции (свечения) белых красителей под воздействием ультрафиолетового излучения.

Для использования в лампах выбраны пять источников для максимально точ­ного воспроизведения дневного спектра:

Тип А-30: один час до (или после) восхода (захода) солнца (прим. 6 или 20­21 ч.). Источник: вольфрамовая галогенная лампа 2950 К или люминесцентная лампа Extra High Color2800 К.

Тип CW40: утренний или вечерний свет (прим. 8-9 или 18-19 ч.). Источник: вольфрамовая галогенная лампа со специальным фильтровым стеклом 4200 К или люминесцентная лампа Extra High Color 4000 К Cool White Fluorescent.

Тип Daylight D50: прямой солнечный полуденный свет — стандарт «Noon Sky Daylight» (12-14ч.). Источник: вольфрамовая галогенная лампа со специальным фильтровым стеклом 5300 К или люминесцентная лампа Extra High Color 5400 К.

Тип Daylight D65: полуденный дневной свет в тени — стандарт «Average North Sky» (ASTM). Источники: люминесцентные лампы Extra High Color 6500 К, соответ­ствующие типуD65 или типу С, или галогенная лампа со специальным стеклом.

Ультрафиолетовая лампа ближнего диапазона UV-A — тип BLB.

Объект является вторым фактором, влияющим на цветовосприятие. Свет, по­падая на поверхность предмета, отражается, пропускается и поглощается. Отражен­ный свет «отскакивает» от объекта; пропускаемый свет изменяется, преломляется во время своего прохождения через толщину поверхности, а поглощенный свет более не выходит за границы поверхности объекта (Рис. 13).

Способность тела отражать и поглощать свет характеризуется коэффициентом отражения. Цвет поверхности зависит от того, лучи какой длины от нее отражаются. Отношение светового потока, отраженного поверхностью, к световому потоку, па­дающему на него, носит название спектрального коэффициента отражения (выра­жается в процентах) и является количественным выражением цвета.

Если по оси абсцисс отложить длины волн, а по оси ординат — коэффициенты отражения, то получим кривые, которые называются кривыми спектрального отра­жения и характеризуют способность тела отражать и поглощать свет разных длин волн, т.е. его цвет.

На рисунке 14 приведены кривые спектрального отражения поверхностей, окра­шенных в белый (1), черный (2), желтый (3), зеленый (4), красный (5) и синий (6) цвета. Видно, что зеленая поверхность хорошо отражает зеленые лучи (длина волны которых лежит в пределах 510-550 нм), хуже — голубые (480-510 нм) и желтые (575­585 нм), и почти не отражает остальные. Синяя поверхность хорошо отражает синие и фиолетовые лучи, несколько хуже — голубые и красные и совсем не отражает остальные. Для красных поверхностей максимум отражения приходится на красную и фиолетовую области, а для желтых — на желтую и оранжевую. Иначе говоря, цвет­ные поверхности обладают избирательной отражающей способностью.

Отражение света белой поверхностью, как видно из рисунка, представляет собой прямую. Белые поверхности в равной степени отражают волны всех длин, т.е. обладают неизбирательной отражающей способностью. Все поверхности, не изме­няющие спектральный состав падающего на них света и имеющие коэффициент от­ражения более 60%, называются белыми.

Черная поверхность поглощает все падающие на нее лучи. Так же как белая, черная поверхность обладает неизбирательной поглощающей способностью и на графике спектрального отражения может быть представлена в виде прямой, парал­лельной оси абсцисс. Поверхность тем черней, чем ближе эта прямая будет распо­ложена к оси абсцисс. К черным относятся все поверхности, имеющие коэффициент отражения менее 10%.

Цвет поверхности предмета определяется спектральным составом отраженного от него светового потока, регистрируемого каким-либо прибором. Прибор, приме­няемый для измерения коэффициента спектрального отражения, называется спек­трофотометр. Наиболее чувствительным из всех известных в настоящее время оптических «приборов», способных различать множество цветов, является челове­ческий глаз. В данном разделе речь пойдет об обозревателе — человеке.

Человеческий глаз

Инструментом зрительного восприятия человека является глаз (Рис. 15). Нерв­ные окончания человеческого глаза, расположенные в сетчатке, улавливают отра­женный объектом свет. Сетчатка имеет два типа сенсоров: палочки и колбочки.

Палочки и колбочки различаются между собой содержанием в них светочув­ствительных веществ. Вещество палочек — родопсин (зрительный пурпур). Макси­мальноесветопоглощение родопсина соответствует длине волны примерно 500 нм (зеленый свет). Значит, палочки имеют максимальную чувствительность к излучению с длиной волны 500 нм (Рис. 16).

Предполагают, что светочувствительное вещество колбочек (йодопсин) состоит из смеси трех веществ, каждое из которых имеет свое максимальное поглощение, а, следовательно, и максимальную светочувствительность в коротко-, средне- и длинноволновой зонах спектра. Самая длинная часть спектра стимулирует красно-чувствительные колбочки (все оттенки от пурпурного до оранжевого), средняя — зе-леночувствительные (от изумрудного до желтого), короткая — синечувствительные (от голубого до ультрамаринового). Когда все три вида клеток получают раздражение одинаковой силы, человек видит белый цвет. При хорошем освещении глаза могут четко различить до 10 млн. оттенков, которые получаются при смешении трех ос­новных цветов.

Под действием света молекулы светочув­ствительных веществ диссоциируют 1 на положи­тельно и отрицательно заряженные ионы. Это создает в нервном волокне импульс, который распространяется по направлению к мозгу со скоростью до 100 м/с. Он передается в кору го­ловного мозга и вызывает восприятие цвета. Ре­акции светового распада родопсина и йодопсина обратимы, т.е. через некоторое время после того, как под действием света они были разло­жены на ионы, происходит их восстановление в своей первоначальной чувствительной к свету форме. Таким образом, в глазу устанавливается непрерывный цикл разрушения и последующего восстановления светочувствительных веществ. Это обеспечивает нормальную работу глаза в течение продолжительного времени.

Зависимость цвета от интенсивности света

Одним из самых примечательных свойств зрения является способность глаза адаптироваться к темноте. Когда из ярко освещенной комнаты мы входим в темную, то некоторое время ничего не видим, но затем начинаем различать предметы, кото­рые в первые мгновения не видели. Это в работу включаются палочки. При очень слабом освещении предметы кажутся лишенными окраски, например, сильно окрашенная бумага кажется бесцветной, красный лист — черным, а голубой и фиолето­вый — серыми. В слабо освещенном помещении человек становится цветослепым. Из-за того, что зрение в условиях темновой адаптации осуществляется с помощью палочек, а в условиях яркого света — с помощью колбочек, возникают интересные следствия: обесцвечивание предметов в слабом свете, а также отличие в относи­тельности яркости двух предметов, окрашенных в разные цвета.

Объяснить эти следствия можно с помощью кривых спектральной чувствительности палочек и колбочек. Максимальная чувствительность палочек (пунктирная кри­вая) лежит в области зеленого спектра, а колбочек (сплошная кривая) — в области желтого (Рис. 17).

Палочки реагируют на синий участок спектра лучше, чем колбочки. Но в то же время колбочки лучше воспринимают красный диапазон спектра. Поэтому красный предмет, хорошо видимый при ярком свете, не виден в темноте. Из кривых спектральной чувствительности палочек и колбочек следует, что при хорошем освещении красный предмет гораздо ярче синего, а в полутьме синий кажется ярче красного. Это явление называется эффектом Пуркинье. Например, днем алые цветы на клумбе кажутся ярче темно-зеленых листьев. В сумерки и поздно вечером этот конт­раст совершенно противоположен: цветы кажутся теперь немного темнее листьев.

Если красный и голубой цвета днем представляются одинаково яркими, то в сумерках можно обнаружить, что голубой цвет становится ярче до такой степени, что кажется, будто краска светится.

Интерференция света. Электромагнитная природа света

Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

Какому из ученых принадлежит открытие интерференции света?

Варианты ответов

• А. Попов
• Т. Юнг
• И. Ньютон
• Г. Герц

Вопрос 2

Какое(-ие) утверждение(-я) верны?
А: явление интерференции доказывает волновую природу света
Б: явление интерференции доказывает, что свет обладает свойствами частиц

Варианты ответов

• Только А
• И А, и Б
• Только Б
• Ни А, ни Б

Вопрос 3

Примером интерференции света может служить

Варианты ответов

• радужная окраска крыльев стрекозы
• появление радуги
• образование тени
• образование полутени

Вопрос 4

Что будет наблюдаться в точке, если волны от двух когерентных источников зеленого свете придут в противофазе?

Варианты ответов

• Яркая зеленая полоса
• Темная полоса
• Яркая белая полоса
• Светлая зеленая полоса

Вопрос 5

Что происходит со световыми волнами, идущими от когерентных источников, если они в изучаемой точке имеют одинаковые фазы?

Варианты ответов

• Волны гасят друг друга
• Волны усиливают друг друга
• Могут усилить, а могут погасить друг друга
• Волны не влияют друг на друга

Вопрос 6

Световая волна, какого цвета имеет максимальную частоту?

Варианты ответов

• Красного
• Фиолетового
• Зеленого
• Желтого

Вопрос 7

Световая волна, какого цвета имеет максимальную длину волны?

Варианты ответов

• Фиолетового
• Красного
• Синего
• Оранжевого

Вопрос 8

Расположите в порядке возрастания частоты пучки света разного цвета.
А: оранжевый
Б: синий
В: желтый
Г: зеленый

Варианты ответов

• Г, В, А, Б
• Б, Г, В, А
• А, В, Г, Б
• Г, А, В, Б

Вопрос 9

Расположите в порядке возрастания дины волны пучки света разного цвета.
А: фиолетовый
Б: синий
В: красный
Г: оранжевый

Варианты ответов

• А, Б, Г, В
• В, Г, Б, А
• А, Г, Б, В
• А, Б, В, Г

Вопрос 10

Каковы современные представления о природе света?

Варианты ответов

• Свет обладает волновыми свойствами
• Свет обладает свойствами частиц (корпускул)
• Свет обладает волновыми и корпускулярными свойствами
• Свет не обладает ни волновыми, ни корпускулярными свойствами