Предложи свой вариант решения в комментариях 👇🏻

ПОЧЕМУ МИР РАЗНОЦВЕТНЫЙ | Наука и жизнь

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

‹

›

Представьте, что вы стоите на залитом солнцем лугу. Сколько вокруг ярких красок: зелёная трава, жёлтые одуванчики, красная земляника, сиренево-синие колокольчики! Но мир ярок и красочен только днём, в сумерках все предметы становятся одинаково серыми, а ночью и вовсе невидимыми. Именно свет позволяет увидеть окружающий мир во всём его разноцветном великолепии.

Главный источник света на Земле — Солнце, громадный раскалённый шар, в глубинах которого непрерывно идут ядерные реакции. Часть энергии этих реакций Солнце посылает нам в виде света.

Что же такое свет? Учёные спорили об этом на протяжении столетий. Одни считали, что свет — поток частиц. Другие проводили опыты, из которых с очевидностью следовало: свет ведёт себя как волна. Правы оказались и те и другие. Свет — это электромагнитное излучение, которое можно представить как бегущую волну. Волна создаётся колебаниями электрического и магнитного полей. Чем выше частота колебаний, тем большую энергию несёт излучение. И в то же время излучение можно рассматривать как поток частиц — фотонов.

Человеческий глаз (к сожалению, а может быть, и к счастью) способен воспринимать электромагнитное излучение только в очень узком диапазоне длин волн, от 380 до 740 нанометров. Этот видимый свет излучает фотосфера — относительно тонкая (менее 300км толщиной) оболочка Солнца. Если разложить «белый» солнечный свет по длинам волн, получится видимый спектр — хорошо известная всем радуга, в которой волны разной длины воспринимаются нами как разные цвета: от красного (620—740 нм) до фиолетового (380—450 нм). Излучение с длиной волны больше 740 нм (инфракрасный) и меньше 380—400 нм (ультрафиолетовый) для человеческого глаза невидимо. В сетчатке глаза есть специальные клетки — рецепторы, отвечающие за восприятие цвета. Они имеют коническую форму, поэтому их называют колбочками. У человека три типа колбочек: одни лучше всего воспринимают свет в сине-фиолетовой области, другие — в жёлто-зелёной, третьи — в красной.

Что же определяет цвет окружающих нас вещей? Для того чтобы наш глаз увидел какой-либо предмет, нужно, чтобы свет сначала попал на этот предмет, а уже затем на сетчатку. Мы видим предметы, потому что они отражают свет, и этот отражённый свет, пройдя через зрачок и хрусталик, попадает на сетчатку. Свет, поглощённый предметом, глаз, естественно, увидеть не может. Сажа, например, поглощает почти всё излучение и кажется нам чёрной. Снег, напротив, равномерно отражает почти весь падающий на него свет и потому выглядит белым. А что будет, если солнечный свет упадёт на выкрашенную синей краской стену? От неё отразятся только синие лучи, а остальные будут поглощены. Поэтому мы и воспринимаем цвет стены как синий, ведь у поглощённых лучей просто нет шанса попасть на сетчатку глаза.

Разные предметы, в зависимости от того, из какого вещества они сделаны (или какой краской покрашены), поглощают свет по-разному. Когда мы говорим: «Мячик красный», то имеем в виду, что отражённый от его поверхности свет воздействует только на те рецепторы сетчатки глаза, которые чувствительны к красному цвету. А это значит, что краска на поверхности мячика поглощает все световые лучи, кроме красных. Предмет сам по себе не имеет никакого цвета, цвет возникает при отражении от него электромагнитных волн видимого диапазона. Если вас попросили отгадать, какого цвета бумажка лежит в запечатанном чёрном конверте, вы нисколько не погрешите против истины, если ответите: «Никакого!». И если красную поверхность осветить зелёным светом, то она покажется чёрной, потому что зелёный свет не содержит лучей, отвечающих красному цвету. Чаще всего вещество поглощает излучение в разных частях видимого спектра. Молекула хлорофилла, например, поглощает свет в красной и голубой области, а отражённые волны дают зелёный цвет. Благодаря этому мы можем любоваться зеленью лесов и трав.

Почему одни вещества поглощают зелёный свет, а другие — красный? Это определяется структурой молекул, из которых вещество состоит. Взаимодействие вещества со световым излучением происходит таким образом, что за один приём одна молекула «заглатывает» только одну порцию излучения, иначе говоря, один квант света или фотон (вот нам и пригодилось представление о свете как о потоке частиц!).

Вот и получается, что ни один предмет не окрашен сам по себе. Цвет возникает из выборочного поглощения веществом видимого света. А поскольку способных к поглощению веществ — и природных, и созданных химиками — в нашем мире великое множество, мир под Солнцем расцвечен яркими красками.

***

Частота колебаний ν, длина волны света λ и скорость света c связаны между собой простой формулой:

λ = c/ν.

Cкорость света в вакууме постоянна (300млнм/с).

Длину волны света принято измерять в нанометрах.

1 нанометр (нм) — единица измерения длины, равная одной миллиардной доле метра (10^-9м).

В одном миллиметре содержится миллион нанометров.

Частоту колебаний измеряют в герцах (Гц). 1 Гц — это одно колебание в секунду.

лучей поглощения света — Справочник химика 21

    Ионизирующее излучение (гамма- и рентгеновские лучи) обладает такой энергией, что способно выбить из молекулы электроны с образованием ионов. Инфракрасное излучение обладает низкой энергией и при взаимодействии с молекулами вызывает колебательные и вращательные эффекты. Электромагнитное излучение в близкой ультрафиолетовой и видимой областях спектра (240—700 нм) взаимодействует с электронами молекулы.

    Свет, проходящий через дисперсные системы, молсет поглощаться, отражаться или рассеиваться, в результате чего происходит его ослабление. В ряде случаев эти эффекты могут наблюдаться одновременно например, золи золота, гидроксида железа, графита поглощают и рассеивают проходящий свет. При поглощении света часть электромагнитной энергии падающего пучка света преобразуется в конечном итоге в теплоту. При отражении или рассеянии света проходящий свет ослабляется лишь в связи с тем, что часть электромагнитных лучей меняет свое исходное направление. 

    Менее всего дымами и туманами рассеиваются длинноволновые, красные и особенно инфракрасные лучи. Поглощение света аэрозолем может быть охарактеризовано формулой Ламберта — Буге — Бэра  [c. 239]

    Как видно из рис. 219, это соответствует поглощению света с длиной волны 500 нм. Таким образом, растворы [Т1(0Н г) в] » поглощают желтые лучи, пропускают синие и красные, поэтому окраска растворов оказывается фиолетовой. [c.517]

    Как следует из уравнения (3.19), для увеличения разрешающей силы необходимо создать условия, обеспечивающие максимальную разность хода интерферирующих лучей. Такие условия, например, реализуются в устройстве, состоящем из двух полупрозрачных зеркал, параллельных друг другу. Этот прибор, названный эталоном Фабри-Перо , является основным прн изучении сверхтонкой структуры спектральных линий и широко используется во всем мире. Неудобство применения эталона Фабри-Перо заключается в том, что он может работать только в узком спектральном интервале длин волн и поэтому всегда должен использоваться в сочетании с более грубыми спектральными приборами, производящими предварительную монохрома-тизацию, т. е. выделение нужного узкого исследуемого участка спектра.

    Ослабление луча света может иметь самые разные причины рассеяние света на неоднородностях данной среды (преломление и отражение от крупных частиц есть частный случай рассеяния), поглощение света с превращением световой энергии в тепловую, поглощение с превращением энергии световых квантов в химическую энергию (фотохимические реакции), в электрическую энергию (фотоэлементы) и в другие виды энергии, в том числе в световую с другой длиной волны. [c.254]

    В свою очередь доказано, что явления дисперсии и поглощения света взаимообусловлены. Физический смысл этой связи состоит в том, что поглощение света в области электронных переходов, а затем передача поглощенной энергии лучу в периодическом процессе вызывает изменение скорости прохождения света через вещество, следовательно, изменение показателя преломления. Частично поглощенная энергия претерпевает диссипацию, что приводит к обычному поглощению. При этом интенсивность луча уменьшается. [c.201]

    Практика показывает, что химические реакции связаны с разнообразными физическими процессами. Например, горение сопровождается выделением теплоты и испусканием света, химические реакцни в гальванических элементах являются причиной возникновения электрического тока. С другой стороны, поглощение света фотоэмульсией вызывает в ней химический процесс образования скрытого изображения. Под действием солнечных лучей в растениях протекает сложная цепь химических превращений, в результате которых из воды и углекислого газа синтезируются углеводы. В электрическом разряде происходит взаимодействие кислорода и азота. Во всех случаях имеет место тесная связь физических и химических явлений. [c.6]

    При пропускании лучей света через окрашенный раствор интенсивность поглощения света пропорциональна концентрации (см. гл. 14). Согласно теории Аррениуса, концентрация ионов уве- [c.131]

    Скорость фотохимических реакций пропорциональна интенсивности действующего света, растет с ростом концентрации вещества и длины пути луча света в растворе. Она обратно пропорциональна частоте света. Это объясняется тем, что рост частоты (V) увеличивает энергию /IV каждого фотона и уменьшает их число. Скорость таких реакций мало зависит от температуры. При увеличении температуры на 10 град она изменяется в 1,2—1,5 раза. Малое значение температурного коэффициента скорости объясняется тем, что за счет поглощения света приобретенная энергия в первичных реакциях настолько большая, что повышение температуры может изменить ее незначительно. [c.279]

    Цвет — это зрительное ощущение электромагнитного излучения с длинами волн от 400 до 760 нм. Если вещество полностью пропускает или отражает все падающие на него лучи света с длинами волн в указанной области, то оно кажется бесцветным или белым, если же поглощает —то черным. При избирательном поглощении света какой-либо длины волны оставшиеся лучи, прошедшие через вещество или отраженные от него, создают ощущение цветности. Такой цвет называется дополнительным (наблюдаемым)  [c.230]

    Но при низких температурах у лития и натрия устойчивы более плотные упаковки. Некоторые свойства щелочных металлов приведены в табл. 11. Из этой таблицы следует, что плавление не сопровождается заметным изменением координационного числа г. Расхождения между величинами г в твердой и жидкой фазах не выходят за пределы ошибок опыта. Проводимость уменьшается на 30—40%. Постоянная Холла почти не меняется [17]. Следовательно, состояние почти свободных электронов при плавлении не претерпевает существенных изменений. Замечательны оптические свойства щелочных металлов. Обладая большим коэффициентом поглощения света в видимой области спектра, они прозрачны для ультрафиолетовых лучей. Показатель преломления Б ультрафиолетовом диапазоне меньше единицы. При увеличении атомного номера щелочного металла область длин волн, для которых металл прозрачен, расширяется в сторону видимого спектра. Эти свойства щелочных металлов полуколичественно объясняются теорией, основанной на представлении о почти свободных валентных электронах в металлах. [c.179]

    Некоторые вещества поглощают совершенно равномерно лучи всех цветов. Если через такое вещество пропустить пучок белых лучей, то последние, пройдя через него, лишь ослабеют в своей яркости, но останутся белыми. Такие вещества—бесцветны. Окрашенные же вещества поглощают преимущественно лучи определенных цветов, т. е. определенной длины волны они, как говорят, обладают избирательным поглощением. Направим на такое вещество (или его раствор) пучок белых лучей и предположим, что у нас не будет происходить никаких других явлений, кроме поглощения света. Тогда лучи, которые пройдут через вешество, уже не будут белыми лучами, а приобретут ту окраску, которая получается при смешении всех цветов солнечного спектра, кроме поглощенных. Например, если вещество поглотит сине-зеленые лучи, то прошедшие через вещество лучи будут окрашены в красный цвет, так как красный цвет может быть получен смешением всех цветов солнечного спектра, кроме сине-зеленых. Некоторые вещества обладают избирательным поглощением только в области инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Так, например, бензол обладает избирательным поглощением в ультрафиолетовой части спектра, Такие практически бесцветные вещества, строго говоря, тоже окрашены . С обычной же точки зрения окрашенными считаются лишь те вещества, которые обладают избирательным поглощением в видимой части спектра. [c.513]

    Физические основы поглощения света. Как известно, монохроматический (одноцветный) луч света представляет собой поток фотонов — отдельных порций (квантов) энергии. Энергия фотона Е обратно пропорциональна длине волны светового потока E = h7-, [c.260]

    Спектры комбинационного рассеяния образуются, если вещество облучать монохроматическим светом, причем частота монохроматического света должна значительно отличаться от частоты ультрафиолетовых лучей, так как они поглощаются электронами. Обычно используют луч видимого света 2, например, синюю линию света ртутной лампы 4358А. Молекулы вещества поглощают энергию части лучей, необходимую для возбуждения колебательного и вращательного движения другая часть лучей проходит слои вещества без изменения. Поэтому в спектре наряду с линией возбуждающего светового луча го появляются линии более слабой интенсивности с меньшими частотами VI (стоксовы линии). Поглощенная энергия равна А = /1( о — [c.34]

    Электронные спектры поглощения представляют зависимостью молярного коэффициента светопоглощения е, оптической плотности (Л) или пропускания (Т) от длины вoлiIы поглощаемого света (рис. 4.2). Длина волны, при которой наблюдается максимальное поглощение света, обозначается через Ямакс, молярный КОЭффиЦИвНТ СВеТОПОГЛОЩеНИЯ — вмакс- Область максимального поглощения лучей характеризуется также размы- [c.180]

    Фотометрические методы определения концентрации растворов основаны на сравнении поглощения или пропускания света стандартными и исследуемыми растворами. Степень поглощения света фотометрируемым раствором измеряют с помошью фотоколориметров и спектрофотометров. Измерение оптической плотности стандартного и исследуемого окрашенных растворов всегда производят по отношению к раствору сравнения (нулевому раствору). В качестве раствора сравнения можно использовать аликвотную часть исследуемого раствора, содержащего все добавляемые компоненты, кроме реагента, образующего с определяемым ионом окрашенное соединение. Если добавляемый реагент и все остальные компоненты раствора сравнения бесцветны и, следовательно, не поглощают лучей в видимой области спектра, то в качестве раствора сравнения можно использовать дистиллированную воду.  [c.204]

    Окраска вещества связана с его способностью поглощать из видимой части спектра (в интервале длин волн от 800 до 400 нм) только некоторые лучи с определенными длинами волн, т. е, с определенной энергией. При этом непогло-щенные лучи спектра, являясь дополнительными к поглощенным, воспринимаются, как видимые, и тело становится окрашенным. Например, если тело поглощает все лучи, кроме красных (620—400 нм), то они, отражаясь, окрашивают тело в красный цвет (800—620 нм) (рис. 35). Поглощение света определяется состоянием электронов в молекуле. Поскольку энергия поглощенных лучей рас.ходуется на возбуждение внешних электронов, состояние которых может быть различным (а- нли я-электроны), то, изменяя химическое строение молекулы красителя, можно в широком интервале изменять величину и характер поглощения света. Для возбуждения электронов, образующих простые а-связи (а-электроны), требуется большая энергия, т. е. лучи с большей энергией. [c.307]

    Ощущение цвета возникает в результате воздействия на зрительный нерв электромагнитных излучений с частотами в пределах г=4-10 — 7,5-10 с , т. е. с длинами волн 400—760 нм. При этом совместное действие электромагнитных излучений во всем указанном интервале — видимой части спектра — рызывает ощущение белого цвета, а раздельное действие узких пучков излучений или совокупности излучений, оставшихся после изъятия некоторых из них,— окрашенного. Окраска (цвет) соединения является результатом избирательного поглощения им лучей определенных участков спектра и характеризуется длиной волны поглощенного света. [c.219]

    Для исключения (или умепьшегшя) эффекта поглощения света пользуются светофильтрами, задерживающими те лучи, которые поглоп1,аются окрашенным золем. [c.121]

    Знак вращения зависит от длины волны используемого излучения. Более полная информация о веществе может быть получена при определении дисперсии магитного оптического вращения (ДМОВ), т. е. при изучении функции а=а(Х), или a=a(v). Однако можно изучать поглощение света луча с правой и левой круговой поляризацией или зависимость Ае(у)=е/(у) — [c. 250]

    Для золей металлов все закономерности намного сложнее. Для них отмечается аномалия как в поглощении света, так и в рассеянии. При этом для таких золей характерно значительное поглощение света, что определяет интенсивность их окраски. Для обоих оптических эффектов наблюдаются максимумы, зависящие от длины волны и степени дисперсности золя. Соответственно изменяется и их окраска в белом свете. Так, золи золота с частицами приблизительно сферической формы радиусом 20 нм имеют максимум абсорбции при К = 530 нм, что отвечает абсорбции зеленых лучей. Соответственно они приобретают красную окраску. ЗЪли золота с радиусом 30 нм имеют максимум абсорбции при К — 600 нм. При этом золь приобретает синюю окраску. Приведенные данные находятся в достаточно хорошем согласии с теоретическими расчетами Ми. [c.397]

    Светорассеяние в коллоидных системах и связанное с ним изменение окраски коллоида принято называть опалесценцией. Внешне опалесценция очень похож а на флуоресценцию. Флуоресценция наблюдается в некоторых истинны.ч растворах, наиример врастворах флуоресцеина и эозина. Она заключается в том, что раствор в проходящем свете имеет иную окраску, чем тогда, когда наблюдают его под углом к направлению лучей падающего света в растворе можно видеть такую же светящуюся полосу, как и в коллоидах. Однако природа опалесценции и флуоресценции совершенно различна. Флуоресценция — явление виутримолекулярное, связанное с избирательным поглощением света флуоресцирующим веществом. Свет поглощается молекулами вещества и затем трансформируется в колебания иной частоты. Длина волны света, испускаемого флуоресцирующим веществом, всегда больше, чем поглощенного. Флуоресценцию чаще всего, вызывает наиболее короткая невидимая часть спектра, тогда как светорассеяние, или опалесценция, наблюдается при освещении коллоида любым светом. Благодаря этому можно отличить опалесценцию от флуоресценции. Если на пути падающего белого света поставить красный свето( )ильтр, пропускающий лишь длинноволновую часть спектра, то флуоресценция должна исчезнуть если пропустить такой свет в раствор флуоресцирующего вещества, то светящаяся полоса наблюдаться не будет. Этот же свет, проходя через коллоидный раствор, дает возможность наблюдать светящуюся полосу, или явление Тиндаля. [c.38]

    В колориметрии измеряют интенсивность света, прошедшего через окрашенный раствор и являющегося дополнительным к поглощенному свету. Например, раствор, поглощающий лучи красного цвета, окрашен в дополнительный к нему сине-зеленый цвет, как это установил К. А. Тимирязев для растворов хлорофилла. Раствор, поглощающий желто-зеленые лучи, окрашен в фиолетовый цвет, например раствор KMnOi. Раствор, поглощающий желтые лучи, окрашен в синий цвет, например раствор аммиачного комплекса меди. Дополнительные цвета при смешении их с основными дают белый (ахроматический) цвет. [c.460]

    Поглощение (абсорбция) света зависит от природы вещества. У одних веществ проявляется способиость поглощать все лучи падающего белого света (черные тела), дру1 ие поглощают лишь некоторую часть спектра (избирательная абсорбция света), наконец, имеются вещества, у которых способность к поглощению света отсутствует (белые и прозрачные тела). Та или иная окраска золей обусловлена избирательностью абсорбции света веществом дисперсной фазы, а также явлением дифракционного светорассеяния, [c.342]

    Цвет окружающих нас предметов, в том числе и химических веществ, является результатом избирательного поглощения определенных участков в непрерывном спектре падающего на предмет белого света. Когда на предмет падает луч белого света, то часть лучей видимого спектра поглощается этим предметом, а часть лучем им отражается. Эти отраженные лучи и будут определять цвет тела. Например, если данный предмет поглотит нз видимого спектра (падающего луча белого света) желтые лучи, то отраженные лучи создадут впечатление, что предмет окрашен в синий цвет. Почему Потому что поглощенные и отраженные лучи дополняют друг друга в белом свете — они называют1 я дополнительными цветами. Дополнительные цвета, дающие в сумме белый цвет, изображены на рис. 26, на котором они расположены друг против друга по диаметру. Если тело поглощает все лучи (всех длин волн видимого спектра), то оно кажется нам черным если же, наоборот, оно отражает все падающие на него лучи, то оно будет казаться нам белым.  [c.317]

    Измерение плотности газа Измерение диффузионного эффекта Определение адсорбции или десорбции анализируемого компонента газовой омеси Измерение поглощения инфракрасных лучей, применение ультрафиолетовых лучей (интврферо-метрические иамерения), измерение поглощения света, спектральные измерения [c.10]

    К числу таких веществ относятся нуклеиновые основания, нуклеотиды и олигонуклеотиды, а также фенилтиогидантоиновые производные аминокислот (ФТГ-АК). Удобно наблюдать не само поглощение, а ослабление флюоресценции добавленного в сорбент флюорогена в местах расположения пятен вещества, пр исходящее в результате поглощения ими коротковолнового УФ-света, которым освещают пластинку. При визуальном наблюдении или на фотографии в лучах видимого света вещества обнаруживаются в виде темных пятен на светлом флюоресцирующем фоне. Метод позволяет обнаруживать до 0,5 мкг олигонуклеотидов в пятне и широко исполь- [c.480]

    Оптические методы измерения основаны на использовании таких явлений, как рассеивание, отражение, поглощение света, интерференция и дифракция, наблюдаемых при прохождении луча света через капельный туман. В результате прохождения лучей света через факел распыленной жидкости яркость этих лучей уменьшается 1148—247]. Капли можно рассматривать как непроз- [c.254]

    За кинетикой р-ции обычно следят спектрофотометрически, поэтому стенки ячейки делают плоскопараллель-ными. Свет от источника излучения после монохроматора по кварцевым стержням направляется в две ячейки с иссле-дуемьвл р-ром, в одной из к-рых (контрольной) т-ра остается постоянной. Длина волны монохроматич. света соответствует максимуму поглощения продукта р-ции или подходящего индикатора. Разряд конденсатора происходит через электроды, находящиеся у противоположных стенок второй ячейки, в направлении, перпендикулярном направлению луча монохроматич. света. После ячеек оба луча попадают на фотоумножители, затем ток поступает на дифференциальный усилитель и осциллограф. При автоматизир. эксперименте результаты каждого опыта (т.е. зависимости интенсивность тока-время) поступают в компьютер, обрабатываются и сравниваются с результатами др. опытов. Обычно проводят серию опытов, набирают совокупность данных и вычисляют усредненное значение кинетич. параметров. [c.520]

    Поглощение света в-вом характеризуется кривой поглощения, к-рая строится на основе измерения интенсивностей поглощения света определенных ддин волн, рассчитанных по закону Бугера-Ламберта-Бера / =/д ехр (-e L), вде /q и /-интенсивности светового луча соотв. до и после прохождения через р-р в-ва С — молярная концентрация в-ва L — толщина слоя р-ра е — молярный коэф. поглощения, или акстинкции, характерный для каждого в-ва. Если кривая поглощения [c.327]

О цвете

Любое графическое изображение можно представить как некоторую композицию разноокрашенных областей. Поэтому основная информация о картинке — данные о цвете. Цвет — это свойство видимых предметов, непосредственно воспринимаемое глазом. На первый взгляд, все понятно. Однако при смешении красок в банке или на палитре художника, а также при выводе изображения на монитор или принтер или, наоборот, при сканировании картинок постоянно возникают вопросы о цвете и цветопередаче (переносе изображений с одного носителя на другой или с одного устройства вывода на другое). Все не так просто, как кажется. Художники, полиграфисты и дизайнеры знают, как это важно. Ощущение цвета очень индивидуально. Однако во всем этом многообразии можно найти нечто общее. В противном случае у нас не было бы ни мониторов, ни принтеров, ни сканеров, ни телевизоров. Поиск универсалий — это поиск моделей, которые отбрасывают все несущественное и подробно описывают наиболее важное для практики.

В этом разделе мы рассмотрим основные цветовые модели, применяемые в компьютерных технологиях и полиграфии. Иметь представление о цветовых моделях важно с практической точки зрения, поскольку в графических редакторах параметры установки цвета, доступные в различных диалоговых окнах, а также режимы представления изображений соответствуют этим моделям.

1. О природе цвета

Прежде чем перейти к моделям представления информации о цвете, рассмотрим, что такое цвет с точки зрения физики. Известно, что мы видим окружающие предметы благодаря воздействию света на сетчатку глаза. Этот свет может быть излученным или отраженным предметами. Мы можем видеть предметы, которые излучают свет сами по себе (например, звезды, электрические лампочки, костер). Чтобы увидеть другие, не светящиеся сами по себе предметы, необходим источник внешнего света (например, фонарь). Предметы, освещенные внешним светом, становятся видимыми благодаря отражению этого света. Между глазом и предметом существует некоторая среда, через которую распространяется свет, несущий информацию о предмете. Эта среда может влиять на проходящий через нее свет. Кроме того, предметы могут частично поглощать падающий на них свет, отражая лишь некоторую измененную его часть. Например, краска — это вещество, которое поглощает одну часть света, а другую отражает. Так, падающий на предмет свет может быть белым, а отраженный — красным, зеленым, синим или каким-нибудь другим. Если на пути луча белого света установить прозрачную пленку какого-нибудь цвета, то выходной луч приобретет такой же цвет. Такие пленки обычно называют световыми (цветными) фильтрами. Иначе говоря, вещество может отражать, поглощать и пропускать через себя свет. Свет, получаемый в результате взаимодействия с веществом, отличается, в общем случае, от исходного света. Таким образом, информация о предмете, переносимая светом, претерпевает изменения из-за взаимодействия света с веществом на пути его распространения.

С точки зрения физики свет имеет электромагнитную природу. Это означает, что свет представляет собой композицию (смесь) множества электромагнитных волн. Электромагнитная волна — распространяющиеся в пространстве колебания электрического и магнитного полей. Колебание (периодическое изменение), как известно, характеризуется частотой, а волна — длиной. Для света частота колебаний f и длина волны λ связаны простой формулой: f = c/ λ, где с — скорость света (в вакууме она равна примерно 300 000 км/с).

Луч белого света, проходя через стеклянную призму, расщепляется на множество лучей различного цвета — от красного до фиолетового (цвета радуги), образуя так называемый спектр цветов. Дело в том, что угол преломления луча света, проходящего через призму, зависит от его длины волны. Поскольку белый свет является смесью электромагнитных волн различной длины, то каждая волна после призмы распространяется по своему направлению. Красный луч испытывает наименьшее отклонение, а фиолетовый — наибольшее. Одноцветные лучи, называемые монохроматическими, проходя через призму, уже не разлагаются на другие цвета.

Рис. 1. Луч белого света, проходя через призму, разлагается на цветные составляющие

Видимый цвет однозначно определяется длиной волны соответствующего излучения. Электромагнитные волны, которые воспринимает наше зрение, лежат в области примерно от 0,75 до 0,4 мкм. Левой границе соответствует красный цвет, левее находится диапазон инфракрасных (тепловых) волн, а еще левее (0,3 мм — 30 000 м) расположены радиоволны. Правой границе видимого диапазона волн соответствует фиолетовый цвет, правее находятся ультрафиолетовые, рентгеновские, гамма- и космические лучи. Инфракрасные лучи не воспринимаются глазом, но они воздействуют, например, на термометр. Ультрафиолетовые лучи также невидимы, но они способны заставить светиться люминофор — вещество, применяемое в электронно-лучевых трубках мониторов.

Итак, обычный белый свет является композицией множества других цветов. Все люди с нормальным зрением уверенно различают семь цветов радуги и множество промежуточных оттенков. В общей сложности человеческий глаз различает несколько миллионов цветов.

Если лучи различных цветов с помощью линз и зеркал сфокусировать (т. е. смешать) в один пучок, то вновь получится белый цвет. Путем смешения лучей различных цветов можно получать другие цвета, даже такие, которых нет в спектре разложения белого цвета.

Различные цвета можно получать и смешением красок. Однако цвет, возникающий в результате смешения цветных лучей света, будет отличаться от цвета, полученного смешением аналогичных красок. Например, красный, зеленый и синий лучи света вместе дают белый цвет, а смешение соответствующих красок — грязно-коричневый. Попробуйте порисовать на одном месте бумаги сначала красным карандашом, потом зеленым и синим. Никакого подобия белого цвета вы не получите. Дело в том, что цвета красок мы видим в отраженном свете, который отличается от падающего. Видимый отраженный цвет получается в результате поглощения части падающего света. Таким образом, чтобы предсказать, какой цвет у нас получится, необходимо знать, что мы будем смешивать — лучи света или краски. Все сказанное имеет прямое отношение к компьютерной графике. Мониторы отображают цвета в результате смешения цветных лучей света, испускаемых люминофорами, а печатающие устройства смешивают краски, т. е. вещества, обладающие способностью поглощать одну часть лучей света и отражать другую.

Оказалось, что почти все цвета можно получить путем смешения в определенных пропорциях только трех так называемых базовых цветов. Например, в качестве базовых цветов можно взять красный, зеленый и синий, если смешивать лучи света. Если же смешивать не лучи, а краски, то базовыми будут голубой (cyan), пурпурный (magenta) и желтый (yellow) цвета. Важно, что количество базовых цветов невелико, что позволяет довольно компактно представлять информацию о цвете в памяти компьютера. Именно это обстоятельство, обнаруженное физиками несколько столетий назад, открыло перспективу для создания техники воспроизведения и хранения графической информации. Открытие возможности представления практически любого цвета с помощью нескольких базовых подобно изобретению азбуки.

Говоря о цветах, часто используют термины тон и оттенок а также тени, средние тона и света.
Под тоном обычно понимают спектральный цвет или цвет, полученный смешением базовых цветов максимальной яркости. Изменяя яркость данного цвета, получают его оттенки. Под тенями имеют в виду области изображения низкой яркости (освещенности). Аналогично, средние тона — участки изображения средней яркости, а света — участки высокой яркости. Если смешать лучи трех базовых цветов (красного, зеленого и синего) одинаковой яркости, то получится некий оттенок серого цвета. Сохраняя одинаковость яркостей составляющих, но изменяя величину яркости, можно получить всю шкалу оттенков серого цвета (gray scale), от черного до белого. Изображения, выполненные в оттенках (или градациях) серого цвета, называют полутоновыми.

А теперь рассмотрим важную характеристику света, которая называется температурой. Дело в том, что современные мониторы, а также фотопленки характеризуются, помимо прочего, величиной цветовой температуры, и фотохудожники, кинооператоры и полиграфисты учитывают ее. Более того, профессионалы в значительной мере отличаются от любителей тем, что хорошо понимают и умело используют это понятие в своей практике. Мы различаем зимний и летний полуденный белый свет в ясную погоду, отличаем утренний и вечерний белый свет от ясного неба. Мы уж не говорим о различиях белого света при различных вариациях состояния атмосферы: облачность, туман, видимость солнца и т. п. А как насчет освещения лампами в помещении? Лампы могут быть обычными, т. е. лампами накаливания, а также дневного света с различными наполнителями. Лампы дают белый, но особенный свет. И эти различия белого света можно описать количественно, просто через температуру света.

Откуда взялось понятие «белый свет»? Белый свет исходит от Солнца, неба (даже тогда, когда Солнца не видно), электрических ламп. Таким образом, белый свет создается природой и искусственными приборами. Вместе с тем, при его изучении выяснились следующие весьма любопытные обстоятельства.

Как уже отмечалось, белый свет с помощью обычной стеклянной призмы можно разложить на множество различных цветов. Эту разноцветную шкалу обычно называют спектром. Но спектр это не просто шкала цветов. Каждый участок этой шкалы характеризуется еще одним параметром — мощностью (яркостью, интенсивностью) излучения в соответствующем диапазоне волн. Вспомним, что свет (излучение, распространяющееся в виде волны) воспринимается глазом как окрашенный в тот или иной цвет в зависимости от длины волны. Прежде чем перейти к дальнейшим рассуждениям, понадобится еще одно абстрактное понятие: так называемое абсолютно черное тело. Но сначала рассмотрим простое черное тело. Понятно, что это — любое тело, воспринимаемое нами как окрашенное в черный цвет. Например, черная бархотка, сажа и т. п. Мы уже знаем, что черное тело потому и черное, что поглощает почти все составляющие падающего на него белого цвета. Абсолютно черное тело поглощает абсолютно вcе падающее на него электромагнитное излучение (в том числе и белый свет) и ничего не отражает. Однако если абсолютно черное тело нагреть, то оно начнет, наоборот, излучать свет. Спектр этого излучения зависит только от температуры нагрева тела и не зависит от природы его материала. Как показали эксперименты, длина волны, при которой энергия излучения максимальна, обратно пропорциональна температуре нагрева тела. Из этой зависимости следует, в частности, что чем выше температура нагретого тела, тем короче волны, на которые приходится максимум энергии излучения. Другими словами, с увеличением температуры тела максимум энергии его излучения смещается в область синих оттенков.

Температуру света (излучения) измеряют в градусах по шкале Кельвина. Это линейная шкала, в которой 0 соответствует примерно –273 градусам по шкале Цельсия. Ноль градусов по Кельвину называют абсолютным нулем. При этой температуре, согласно физике, ничто не движется и ничто не излучается. Напомним, что ноль градусов по шкале Цельсия соответствует замерзанию воды на высоте на уровне моря. Когда мы говорим, что белый свет имеет температуру T градусов по Кельвину, то это означает, что он имеет такой же спектр, что и излучение абсолютно черного тела, нагретого до указанной температуры. Аналогично, если мы говорим, что, например, красный цвет имеет температуру T, то это означает, что он имеет такой же вид, что и красный цвет в спектре абсолютно черного тела, нагретого до температуры T. На рис. 2 показаны диапазоны цветовых температур некоторых естественных и искусственных источников света.

Рис. 2. Диапазоны цветовых температур некоторых естественных и искусственных источников света

Понимать, что такое температура света, а также умело использовать свет на практике особенно важно для фотографов, кино- и видеооператоров, а также для полиграфистов. Фотографы решают задачу, как будет выглядеть изображение при съемке на ту или иную пленку при определенном освещении. Например, цвет, воспринимаемый нами как голубоватый, в условиях ночной съемки может оказаться при печати зеленоватым. Дело в том, что фотопленка рассчитана на освещение белым светом определенной температуры (с допуском порядка 3000 К). Если вы снимаете ночью (даже со вспышкой), то температура белого света ночного освещения будет совсем другой, что и отразится на результатах съемки. Фотограф-профессионал может использовать подобные цветовые сдвиги для реализации своих художественных замыслов, а любитель обычно оказывается в недоумении и пытается стихийно сменить тип (марку) пленки. Кино- и видеооператоры обычно знают о температуре света, выбирая источник освещения сцены съемок. Для полиграфии важно, какую температуру имеет белый цвет бумаги, на которой будет производиться печать. Белая бумага может быть ослепительно белой, желтоватой, голубоватой и других оттенков. Одни и те же краски на белой бумаге разных типов будут выглядеть по-разному.

Следует отметить, что интуитивно мы считаем более теплыми те цвета, которые ближе к красному концу спектра, и наоборот, синий и фиолетовый цвета оцениваем как холодные. Однако с точки зрения теории излучения красный цвет имеет более низкую цветовую температуру, а синий — более высокую. Вспомните, как говорят о температуре звезд: охлаждающийся красный карлик и горячая, голубая сверхновая звезда. Другой пример: нагревая металл, мы видим, что его цвет с увеличением температуры изменяется от красного к желтому и даже белому (если довести его до «белого каления»). Дело в том, что длина волны, соответствующая максимуму излучения абсолютно черного тела, обратно пропорциональна его температуре. Чем выше температура тела, тем больше доля мощности излучения в области коротких длин волн (т. е. в области синих тонов). С увеличением температуры их роль в формировании белого цвета усиливается. Поэтому если тело представляется вам красным, то оно еще не очень разогрето, а если оно имеет голубой оттенок, то это означает, что температура его столь высока, что влияние синей части спектра стало заметным. Общее же правило таково: чем короче длина волны излучения, тем выше его температура.

Теперь рассмотрим особенности восприятия цвета глазом человека. В области видимого света чувствительность глаза очень высока. Если человек долгое время находился в темноте, то его глаза приспосабливаются к восприятию очень малых световых потоков. В таких условиях глаз может чувствовать отдельные фотоны (кванты света). С другой стороны, большие потоки света, превосходящие самые малые в 10¹² раз, не ослепляют нас. Глаз хорошо различает цвета, хотя и по-разному реагирует на монохроматические потоки света одинаковой мощности, но разной длины волны. Желто-зеленые лучи кажутся самыми яркими, а красные и фиолетовые — темными. Так, например, яркость голубого в 5 раз, а красного в 10 раз меньше яркости желтого цвета. Максимум чувствительности глаза совпадает с максимумом излучательной способности Солнца, он приспособлен именно к солнечному свету. Однако в настоящее время нет однозначного объяснения, почему желтые и зеленые лучи кажутся человеку намного ярче, чем красные и фиолетовые.

Теперь перейдем к рассмотрению основных цветовых моделей, лежащих в основе представления графики в компьютере.

2. Модель RGB

Цветовая модель RGB наиболее часто используется при описании цветов, получаемых смешением световых лучей. Она подходит для описания цветов, отображаемых мониторами, получаемых сканерами и цветовыми фильтрами, но не печатающими устройствами.

Цвет в модели RGB представляется как сумма трех базовых цветов — красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Из первых букв английских названий этих цветов составлено название модели. На рис. 3 показано, какие цвета получаются при сложении базовых.

Рис. 3. Комбинация базовых цветов модели RGB

В модели RGB каждый базовый цвет характеризуется яркостью (интенсивностью), которая может принимать 256 дискретных значений от 0 до 255. Поэтому можно смешивать цвета в различных пропорциях, варьируя яркость каждой составляющей. Таким образом, можно получить 256х256х256 = 16 777 216 цветов.

Каждому цвету можно сопоставить код, содержащий значения яркости трех базовых составляющих. Используются десятичное и шестнадцатеричное представления кода. Десятичное представление — это тройка десятичных чисел, разделенных запятыми. Первое число соответствует яркости красной составляющей, второе — зеленой, а третье — синей. Код цвета в шестнадцатеричном представлении имеет вид 0xXXXXXX. Префикс 0x указывает лишь на то, что мы имеем дело с шестнадцатеричным числом, а не каким-нибудь другим. За префиксом следуют шесть шестнадцатеричных цифр (0, 1, 2,…,9, A, B, C, D, E, F). Первые две цифры — шестнадцатеричное число, представляющее яркость красной составляющей, вторая и третья пары соответствуют яркости зеленой и синей составляющих.

Если все составляющие имеют максимальную яркость (255,255,255 — в десятичном представлении; 0xFFFFFF — в шестнадцатеричном представлении), то получается белый цвет. Минимальная яркость (0,0,0 или 0x000000) соответствует черному цвету. Смешение красного, зеленого и синего цветов с различными, но одинаковыми яркостями дает шкалу из 256 оттенков (градаций) серого цвета — от черного до белого. Изображения в оттенках серого еще называют полутоновыми изображениями.

Базовые цвета смешиваются следующим образом:

Красный и зеленый при максимальной яркости дают желтый цвет. Уменьшение яркости красного изменяет результирующий цвет в сторону зеленоватого, а уменьшение яркости зеленого делает цвет оранжевым.

Зеленый и синий при максимальной яркости дают голубой. Изменяя пропорцию яркостей можно получить 65 000 оттенков голубого, от небесного до темно-синего.

Красный и синий при максимальной яркости дают пурпурный или фиолетовый. Уменьшение яркости синего сдвигает цвет в сторону розового, а уменьшение красного — в сторону пурпурного.

Поскольку яркость каждой из базовых составляющих цвета может принимать только 256 целочисленных значений, каждое значение можно представить 8-разрядным двоичным числом (последовательностью из 8 нулей и единиц, 256 = 2⁸⁾ или, другими словами, одним байтом. Напомним, что каждый разряд в байте называется битом (двоичной единицей или нулем). Таким образом, в модели RGB информация о каждом цвете передается 3 байтами (по одному байту на каждый базовый цвет) или 24 битами памяти. Заметим, что поскольку все оттенки серого цвета образуются смешением трех составляющих одинаковой яркости, то для представления любого из 256 оттенков серого требуется лишь 1 байт.

Все ли цвета, различимые человеческим глазом, можно представить с помощью модели RGB? Другими словами, совпадают ли цветовые диапазоны человеческого глаза и модели RGB? Вообще говоря, нет. Однако для практических нужд вполне достаточно более 16 млн цветов, представляемых в RGB.

ВНИМАНИЕ

Следует иметь в виду, что не любой цвет в RGB можно вывести на печать. Другими словами, цвета на экране вашего монитора могут выглядеть иначе при их выводе на печать, причем это отличие может оказаться принципиальным, а не только зависеть от низкого качества принтера или монитора.

Модель RGB называют также аддитивной, поскольку по мере увеличения яркости составляющих цветов увеличивается яркость результирующего цвета.

3. Модель CMYK

Рассмотренная в предыдущем разделе модель RGB хорошо описывает цвета, получаемые в результате смешения лучей света различной окраски. Таким образом, она подходит для описания цветов, видимых на мониторе, а также получающихся при сканировании изображений, но не вполне подходит для печатающих устройств.

Смешение красок, которое делают печатающие устройства, описывает модель CMYK. В этой модели используются три базовых цвета: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Кроме того, применяется черный цвет (blacK), но о нем будет рассказано позже. На рис. 4. показана комбинация базовых цветов CMYK.

Рис. 4. Комбинация базовых цветов модели CMYK

Каждый из трех базовых цветов модели CMYK получается в результате вычитания из белого цвета одного из базовых цветов модели RGB. Так, например, голубой (cyan) получается вычитанием красного из белого, а желтый (yellow) — вычитанием синего. Напомним, что в модели RGB белый цвет представляется как смесь красного, зеленого и синего максимальной яркости.

В связи с тем, что базовые цвета CMYK получаются путем вычитания из белого базовых цветов RGB, их называют субтрактивными.

Вычитание цвета соответствует поглощению его краской. Например, голубая (cyan) краска поглощает из падающего на нее белого света красную составляющую, а все остальное отражает. Этот отраженный свет наш глаз и воспринимает как голубой. Белый лист бумаги кажется нам белым потому, что он отражает практически весь падающий на него белый свет. С другой стороны, черные предметы почти ничего не отражают, а поглощают почти весь свет.

Базовые цвета модели CMYK являются довольно яркими цветами и не вполне пригодны для воспроизведения темных цветов. Так, при их смешивании на практике получается не чисто черный, а грязно-коричневый цвет. Поэтому в цветовую модель CMYK включен еще и чистый черный цвет, который используется для создания темных оттенков, а также для печати черных элементов изображения. Смешение цветов в модели CMYK противоположно смешению составляющих в модели RGB. Однако краски субтрактивной модели не являются столь чистыми, как цвета аддитивной модели. Этим и объясняются следующие особенности:

Голубой и пурпурный при максимальной яркости дают глубокий синий цвет с небольшим фиолетовым оттенком. Уменьшение яркости голубого делает цвет пурпурным, а уменьшение яркости пурпурного — средне-синим (желтой краски нет совсем).

Пурпурный и желтый при максимальной яркости дают смесь ярко-красного цвета. Уменьшение яркости пурпурной составляющей дает оранжевый, а уменьшение яркости желтой — розовый цвет (голубая составляющая отсутствует).

Желтый и голубой образуют ярко-зеленый цвет с небольшим оттенком синего. Уменьшение яркости желтого дает изумрудный цвет, а уменьшение яркости голубого — салатовый цвет (пурпурная составляющая отсутствует).

Основные цвета рассмотренных выше моделей RGB и CMYK находятся в зависимости, которую можно представить графически с помощью рис. 5.

Рис. 5. Взаимосвязь основных цветов моделей RGB и CMYK

Каждый цвет расположен напротив дополняющего его и между цветами, с помощью которых он получен. Чтобы усилить какой-либо цвет, необходимо ослабить дополняющий цвет, расположенный на противоположной стороне круга (рис.5). Например, чтобы усилить желтый (Yellow), следует ослабить синий (Blue). На цветовом круге желтый расположен между зеленым (Green) и красным (Red). Сложение этих цветов дает желтый (Yellow).

ВНИМАНИЕ

В заключение отметим, что не все цвета модели CMYK могут быть представлены в модели RGB и наоборот. В количественном отношении цветовой диапазон CMYK меньше цветового диапазона RGB. Это обстоятельство имеет принципиальное значение, а не обусловлено только физическими особенностями монитора, печатающего устройства или красок и холста.

4. Модели HSB и HLS

Модель HSB основана на трех параметрах: H — оттенок или тон (Hue), S — насыщенность (Saturation) и B — яркость (Brightness). Модель HSB лучше, чем RGB и CMYK, соответствует понятию цвета, которое используют профессиональные художники. У них обычно есть несколько основных красок, а все другие получаются добавлением к ним белой и черной. Таким образом, нужные цвета — это некоторая модификация основных: осветлить или затемнить. Хотя художники и смешивают различные краски, но это уже выходит за рамки модели HSB.

Насыщенность характеризует чистоту цвета. Нулевая насыщенность соответствует серому цвету, а максимальная — наиболее яркому варианту данного цвета. Можно считать, что изменение насыщенности связано с добавлением белой краски. То есть уменьшение насыщенности соответствует добавлению белой краски.

Яркость понимается как степень освещенности. При нулевой яркости цвет становится черным. Максимальная яркость при максимальной насыщенности дают наиболее выразительный вариант данного цвета. Можно также считать, что яркость изменяется путем добавления черной краски. Чем больше черной краски добавлено, тем меньше яркость.

Графически модель HSB можно представить в виде кольца, по окружности которого располагаются оттенки цветов (рис. 6). На внешнем крае круга находятся чистые спектральные цвета или цветовые тона (параметр H измеряется в угловых градусах, от 0 до 360). Чем ближе к центру круга расположен цвет, тем меньше его насыщенность, тем он более блеклый, пастельный (параметр S измеряется в процентах). Яркость (освещенность) отображается на линейке, перпендикулярной плоскости цветового круга (параметр B измеряется в процентах). Все цвета на внешнем круге имеют максимальную яркость.

Рис. 6. Графическое представление модели HSB

В некоторых графических редакторах, например, в Macromedia FreeHand используется модель HLS (Hue, Lightness, Saturation), которая похожа на HSB. В модели HLS, в отличие от HSB, вместо яркости используется параметр L — освещенность (Lightness). Уменьшение освещенности приближает цвет к черному, а увеличение — к белому. Чистый спектральный цвет получается при освещенности 50%.

Модели HSB и HLS не ориентированы ни на какое техническое устройство воспроизведения цветов, поэтому их называют еще аппаратно независимыми.

5.Модель Lab

Выше уже отмечалось, что модель RGB ориентирована в основном на особенности излучаемого света (монитор), а CMYK — на особенности поглощаемого света (принтер). Кроме того, цветовые диапазоны этих моделей не совпадают. Добавим, что RGB хорошо воспроизводит цвета в диапазоне от синего до зеленого и несколько хуже — желтые и оранжевые оттенки, а в модели CMYK не хватает очень многих оттенков. Модель Lab лишена всех этих недостатков. В Lab работают многие профессионалы компьютерной графики.

Модель Lab основана на трех параметрах: L — яркость (Luminosity) и два цветовых параметра — a и b (рис. 7). Параметр a содержит цвета от темно-зеленого через серый до ярко-розового. Параметр b содержит цвета от светло-синего через серый до ярко-желтого. Параметр L еще называют освещенностью, легкостью и даже светлостью. Следует отметить, что понятия яркости в моделях Lab и HSB не тождественны. Как и в RGB, смешение цветов из шкал a и b позволяет получить более яркие цвета. Уменьшить яркость результирующего цвета можно за счет параметра яркости L.

Рис. 7. Графическое представление модели Lab

Модель Lab аппаратно независима, ее цветовой диапазон покрывает диапазоны RGB и CMYK. В графическом редакторе Photoshop при переходе от режима RGB к CMYK используется Lab в качестве промежуточного этапа.

6.Цветовой охват

Огромное количество различных цветов, которые мы воспринимаем, может быть представлено на экране монитора и на бумаге. Однако не все цвета, которые мы видим в природе, можно в точности воспроизвести на мониторе. Например, он плохо воспроизводит чистые голубой и желтый цвета. Часть цветов, отображаемых монитором, можно напечатать. Однако при печати плохо передаются цвета, имеющие очень низкую плотность. Речь идет о так называемом цветовом охвате или диапазоне (Gamut) цветовых моделей.

Наибольшим цветовым охватом обладает модель Lab, в ней можно представить практически все природные цвета, которые способен воспринять человек. Собственно, с этой целью она и создавалась. Соотношение цветовых охватов моделей Lab, RGB и CMYK представлено на рис.8.

Рис. 8. Цветовой охват различных цветовых моделей

7.

В растровом изображении каждый пиксел содержит информацию о своем цвете. Цвет представляется числами в соответствии с той или иной цветовой моделью, например, RGB, CMYK, HSB и др. Так, в модели RGB каждый пиксел описывается тремя числами, соответствующими яркостям базовых цветовых составляющих. В модели CMYK пиксел описывается четырьмя числами. В моделях HSB и Lab пиксел описывается тремя числами, соответствующими значениям параметров этих моделей. Числа, которыми описывается цвет пикселов, еще называют цветовыми каналами.

Как известно, числа можно представлять в различных системах счисления. В обычной практике мы используем десятичную систему, в которой для записи чисел применяются 10 цифр (0, 1, 2, …, 9). В программировании часто используется шестнадцатеричная система счисления, в которой применяются 16 цифр ( 0, 1, 2,…, 9, A, B, C, D, E, F). Работа компьютеров основана на двоичной системе с двумя цифрами — 0 и 1. Двоичную цифру называют битом. Бит может принимать только одно из двух возможных значений. Количество бит, отводимое на каждый пиксел для представления цветовой информации, называют цветовой глубиной (color depth), или битовой глубиной цвета (bit depth).

Цветовая глубина определяет, как много цветов может быть представлено пикселом. Например, если цветовая глубина равна 1 бит, то пиксел может представлять только один из двух возможных цветов, например, белый или черный. Если цветовая глубина равна 8 бит, то количество возможных цветов равно 2⁸ = 256. При глубине цвета 24 бит количество цветов превышает 16 млн. Связь между битовой глубиной цвета и количеством цветов проста:

Количество цветов = 2 ^{битовая глубина цвета}

Иногда под цветовой глубиной понимают максимальное количество цветов, которые можно представить. Очевидно: чем больше цветовая глубина, тем больше объем файла, содержащего описание всего изображения.

Изображения в системах RGB, CMYK, Lab и оттенках серого (gray scale) обычно содержат 8 бит на один цветовой канал. Поскольку в RGB и Lab три цветовых канала, глубина цвета в этих режимах равна 8  3 = 24 бит. В СMYK четыре канала и поэтому цветовая глубина равна 8  4 = 32 бит. В полутоновых изображениях только один канал, следовательно, его цветовая глубина равна 8 бит. Однако Photoshop может воспринимать RGB, CMYK, Lab и изображения в оттенках серого, содержащие 16 бит на канал.

Какой цвет больше поглощает солнечный свет. Технология живописных материалов. Преломление и отражение света в красочном слое

Цвета предметов . Почему лист бумаги мы видим белым, а листья растений зелеными? Почему предметы имеют различный цвет?

Цвет любого тела определяется его веществом, строением, внешними условиями и процессами, протекающими в нем. Этими разнообразными параметрами задают способность тела поглощать падающие на него лучи одного цвета (цвет определяется частотой или длиной волны света) и отражать лучи другого цвета.

Те лучи, которые отражаются, попадают в глаз человека и определяют цветовое восприятие.

Лист бумаги кажется белым, потому что он отражает белый свет. А так как белый свет состоит из фиолетового, синего, голубого, зеленого, желтого, оранжевого и красного, то белый предмет должен отражать все эти цвета.

Поэтому если на белую бумагу падает только красный свет, то бумага его отражает, и мы видим ее красного цвета.

Точно так же, если на белый предмет падает только зеленый свет, то предмет должен отражать зеленый свет и казаться зеленым.

Если бумагу покасить красной краской, изменится свойство поглощения света бумагой — теперь отражаться будут только красные лучи, в все остальные будут поглощаться краской. Теперь бумага будет казаться красной.

Листья деревьев, трава кажутся нам зелеными, потому что хлорофилл, содержащийся в них, поглощает красные, оранжевые, синие и фиолетовые цвета. В результате отражается от растений середина солнечного спектра — зеленый цвет.

Опыт подтверждает предположение, что цвет предмета есть не что иное, как цвет света, отраженного предметом.

Что будет, если красную книгу осветить зеленым светом?

Сначала предполагали, что зеленый свет книга должна превратить в красный: при освещении красной книги только одним зеленым светом этот зеленый свет должен превратиться в красный и отразиться так, что книга должна казаться красной.

Это противоречит эксперименту: вместо того чтобы казаться красной, в этом случае книга кажется черной.

Поскольку красная книга не превращает зеленый цвет в красный и не отражает зеленого света, красная книга должна поглощать зеленый свет, так что никакой свет не будет отражен.

Очевидно, что предмет, не отражающий никакого света, кажется черным. Далее, когда белый свет освещает красную книгу, книга должна отражать только красный свет и поглощать все другие цвета.

В действительности, красный предмет отражает немного оранжевый и немного фиолетовый цвета, потому что применяемые при производстве красных предметов краски никогда не бывают совершенно чистыми.

Точно так же зеленая книга будет отражать главным образом зеленый свет и поглощать все другие цвета, а голубая книга будет отражать главным образом голубой и поглощать все другие цвета.

Напомним, что красный, зеленый и голубой — первичные цвета . (О первичных и дополнительных цветах). С другой стороны, поскольку желтый свет состоит из смеси красного и зеленого, желтая книга должна отражать как красный, так и зеленый свет.

В заключение повторим, что цвет тела зависит от его способности по-разному поглощать, отражать и пропускать (если тело прозрачное) свет различных цветов.

Некоторые вещества, например прозрачное стекло и лед, не поглощают никакого цвета из состава белого света. Свет проходит сквозь оба эти вещества, и лишь небольшое количество света отражается от их поверхностей. Поэтому, оба эти вещества кажутся почти столь же прозрачными, что и сам воздух.

С другой стороны, снег и мыльная пена кажутся белыми. Далее, пена некоторых напитков, например пива, может казаться белой, несмотря на то, что жидкость, содержащая воздух в пузырьках, может иметь другой цвет.

По-видимому, эта пена бела потому, что пузырьки отражают свет от своих поверхностей так, что свет не проникает достаточно глубоко в каждый из них, чтобы быть поглощенным. Вследствие отражения от поверхностей мыльная пена и снег кажутся белыми, а не бесцветными, как лед и стекло.

Светофильтры

Если пропустить белый свет через обычное бесцветное прозрачное оконное стекло, то белый свет пройдет сквозь него. Если стекло красное, то свет красного конца спектра пройдет насквозь, а другие цвета будут поглощены или отфильтрованы .

Точно так же зеленое стекло или какой-нибудь другой зеленый светофильтр пропускает главным образом зеленую часть спектра, а голубой светофильтр пропускает главным образом голубой свет или голубую часть спектра.

Если приложить друг к другу два светофильтра различных цветов, то пройдут только те цвета, которые пропускаются обоими светофильтрами. Два светофильтра-красный и зеленый-при сложении их практически не пропустят никакого света.

Таким образом, в фотографии и цветной печати, применяя светофильтры, можно создавать желаемые цвета.

Театральные эффекты, создаваемые светом

Многие любопытные эффекты, которые мы наблюдаем на театральной сцене, являются простым применением тех принципов, с которыми мы только что познакомились.

Например, можно заставить почти совершенно исчезнуть фигуру в красном, находящуюся на черном фоне, если переключить свет с белого на соответствующий оттенок зеленого.

Красный цвет поглощает зеленый, так что ничего не отражается, и, следовательно, фигура кажется черной и сливается с фоном.

Лица, раскрашенные красной жирной краской или покрытые красными румянами, кажутся естественными в свете красного прожектора, но кажутся черными при освещении зеленым прожектором. Красный цвет поглотит зеленый, так что ничего не будет отражено.

Точно так же красные губы кажутся черными в зеленом или голубом свете танцевального зала.

Желтый костюм превратится в ярко-красный в малиновом свете. Малиновый костюм покажется голубым в лучах голубовато-зеленого прожектора.

Изучив поглощающие свойства различных красок, можно добиться множества различных других цветовых эффектов.

Волна цвета — определяет спектр, видимый глазу, который отражается от предметов, тем самым задавая ему цвет. Именно эта физическая величина количественно улавливается глазом и преображается в цветовые ощущения.

Физика цвета изучает природу явления: расщепление света на спектры и их значения; отражение волн от предметов и их свойства.

Как такового цвета в природе не существует. Он продукт умственной переработки информации, которая поступает через глаз в виде световой волны.

Человек может отличить до 100 000 оттенков: волны от 400 до 700 миллимикрон. Вне различимых спектрах лежат инфракрасный (с длинной волны более 700 н/м) и ультрафиолет (меньше 400 н/м).
В 1676 г И. Ньютон провел эксперимент по расщеплению светового луча с помощью призмы. В результате он получил 7 явно различимых цветов спектра.

Спектр часто сокращают до , от которых можно построить все остальные оттенки.
Волны имеют не только длину, но и частоту колебаний. Эти величины взаимосвязаны, поэтому задать определенную спектр можно либо длиной, либо частотой колебаний.
Получив непрерывный спектр, Ньютон пропустил его через собирающую линзу и получил белый свет. Тем самым доказав:

1 Белый — состоит из всех цветов.
2 Для цветовых волн действует принцип сложения
3 Отсутствие света ведет к отсутствию цвета.
4 Черный – это полное отсутствие оттенков.
В ходе экспериментов было выяснено, что сами предметы цвета не имеют. Освещенные светом, они отражают часть световых волн, а часть поглощают, в зависимости от своих физических свойств. Отраженные световые волны и будут цветом предмета.
(Например, если на синюю кружку посветить светом, пропущенным через красный фильтр, то мы увидим, что кружка черная, потому что синий спектр блокируются красным фильтром, а кружка может отражать только синий)
Получается, что ценность краски в ее физических свойствах, но если вы решите смешать синий, желтый и красный (потому что остальные тона можно получить из комбинации основных цветов, то получите не белый (как если бы вы смешали волны), а неопределенно темный тон, так как в данном случае действует принцип вычитания.
Принцип вычитания говорит: любое смешивание ведет к отражению волны с меньшей длиной.
Если смешать желтый и красный, то получится оранжевый, длина которого меньше длины красного. При смешивании красного, желтого и синего получается неопределенно темный оттенок – отражение, стремящееся к минимальной воспринимаемой волне.
Этим свойством объясняется маркость белого. Белый – отражение всех цветовых спектров, нанесение любого вещества ведет к уменьшению отражения, и цвет становится не чисто белым.

Сам факт существования черного цвета объясняется электромагнитной теорией дисперсии, сформулированной еще в конце позапрошлого века. Согласно этой теории, окраска тех или иных предметов напрямую зависит от соотношения частоты колебаний молекул объекта и световой волны, попадающей на его поверхность. Если частоты совпадают — наблюдается резкое повышение амплитуды колебаний, энергия поглощается. Так, например, красный лист бумаги или любой другой непрозрачный предмет имеет такую окраску целиком из-за того, что лишь один свет оказался в числе отраженных, остальные же были успешно поглощены и совпали с резонансными частотами колебаний электронов.

Поглощая практически весь падающий на него свет, видимую часть спектра, черный цвет отражает весьма незначительную долю энергии и уходит в так называемый нагрев.

«Абсолютно черным» телом в физике называют тело, которое способно поглотить все падающее излучение. Если же предмет отражает все падающее на него излучение, человеческий глаз будет воспринимать его белым. В жизни наиболее черным веществом, способным поглотить примерно 99 процентов падающего света, является обыкновенная сажа.

Известная всем черная дыра, например, является предметом сверхсильного притяжения, в которую попадают и объекты, и фотоны света.

Мистика цвета

Немудрено, что черный цвет издревле считался символом траура, разрушения, смерти, хаоса. Но не все так страшно, как может представиться сначала, ведь черный одновременно несет в себе некую мистику, таинство, аристократизм, притягательность.
Считается, что с психологической точки зрения, черный цвет является как символом печали, горя и одиночества, так и несет в себе некий анархизм, борьбу, неповиновение судьбе.

Если рассматривать черный цвет со стороны приложения к нашей обыденной жизни, необходимо помнить о том, что, благодаря своим физическим особенностям, черный цвет уменьшает интерьерные пространства. Именно поэтому его не рекомендуют использовать для комнат с небольшой площадью и окраски потолков, но одновременно широко применяют в модной индустрии, ведь каждой даме известно, что черное платье или юбка способны скрасить изъяны фигуры и сделать ее более стройной и привлекательной. Предметы черного цвета быстро нагреваются, это необходимо помнить, выбирая оттенок будущего автомобиля или гардероб на предстоящее лето.

Черный цвет поглощает свет, белый цвет его отражает

Вроде бы простая истина, которая давно всем известна, но если задуматься, то она имеет глубокое философское значение. Свет у всех ассоциируется с чем-то чистым, дающим энергию, счастье и здоровье. Например, Солнце – без него жизнь бы либо прекратилась на Земле, либо бы превратилась в ад.

Во многих духовных и религиозных школах один из главных атрибутов Бога – это свет: в Каббале, Исламе, некоторых индуистских течениях и других направлениях. Люди, которые переживали клиническую смерть, говорили, что Высшая реальность – это свет, полный любви.

Но даже без различных философских рассуждений задумайтесь, пожалуйста, кого мы называем «солнышком»? Человека, от которого исходит много света и добра, кто не эгоистичен по своей природе. У святых, даже не вооруженным глазом, многие видели нимб, сияние над головой.

Жадного, завистливого, эгоистичного по природе, никто никогда Светом или Солнцем не назовет. Скорее, он такой мрачный, чернее тучи.

С позиции здоровья, когда целитель от Бога видит ваше тонкое тело, то про пораженные или больные органы он говорит: у вас тут черное пятно, печень черная, что уже само подразумевает, что она больная. Все, наверное, слышали про существование черных дыр во Вселенной.

Много, конечно, еще нужно исследовать, но один из показателей черной дыры очевиден – это какая-то энергетическая субстанция, которая все только поглощает и из нее невозможно выбраться. Своего рода раковый орган, клетка на теле Вселенной. Что такое раковые клетки?

Медицинские исследования показывают, что раковые клетки не приходят извне – это собственные клетки организма, которые до какой-то поры служили органам тела и выполняли задачу обеспечения жизнедеятельности организма. Но в определенный момент они меняют свое мировоззрение и поведение, начинают претворять в жизнь идею отказа от служения органам, активно размножаются, нарушают морфологические границы, устанавливают повсюду свои «опорные пункты» (метастазы) и поедают здоровые клетки.

Раковая опухоль очень быстро растет и нуждается в кислороде. Но дыхание – это совместный процесс, а раковые клетки функционируют по принципу грубого эгоизма, поэтому кислорода им не хватает. Тогда опухоль переходит к автономной, более примитивной форме дыхания – брожению. В этом случае каждая клетка может «бродить» и дышать самостоятельно, отдельно от организма. Все это заканчивается тем, что раковая опухоль уничтожает организм и в итоге погибает вместе с ним. Но вначале раковые клетки были очень успешны – они росли и размножались намного быстрее и лучше здоровых клеток.

Эгоизм и независимость – по большому счету, это путь «в никуда». Философия «мне наплевать на другие клетки», «я такой, какой я есть», «весь мир должен мне служить и доставлять удовольствие» – это мировоззрение раковой клетки.

Поэтому у нас каждую секунду есть выбор – светить миру, приносить своей жизнью благо и счастье окружающим, улыбаться, заботиться о других, служить бескорыстно, жертвовать, сдерживать низшие побуждения, видеть в каждом человеке Учителя, в каждой ситуации видеть Божественное провидение, которое создало эту ситуацию для того, чтобы нас чему то научить, благодарить.

Либо предъявлять претензии, обижаться, жаловаться, завидовать, ходить с клинообразным выражением лица, погрузиться в свои проблемы, в зарабатывание денег для того, чтобы потратить их на удовлетворение чувств, проявлять агрессию. В этом случае, независимо от того, сколько у человека денег, он будет несчастный и мрачный. И с каждым днем энергии будет все меньше и меньше. И для того, чтобы ее где-то взять, нужны будут искусственные стимуляторы: кофе, сигареты, алкоголь, ночные клубы, выяснение отношений с кем-то. Все это дает вначале подъем, но в итоге приводит к полному разрушению.

Простой регулярный вопрос себе: «Я свечу миру или поглощаю свет?» может быстро изменить ход наших мыслей и, следовательно, поступков. И быстро превратить нашу жизнь в красивое яркое сияние, полное любви. И тогда вопроса, где взять энергию, уже не возникнут.

Возможность разложения света была впервые обнаружена Исааком Ньютоном. Узкий луч света, пропущенный им через стеклянную призму, преломился и образовал на стене разноцветную полоску — спектр.

По цветовым признакам спектр можно разделить на две части. В одну часть входят красные, оранжевые, желтые и желто-зеленые цвета, в другую — зеленые, голубые, синие и фиолетовые.

Длина волн лучей видимого спектра различна — от 380 до 760 ммк . За пределами видимой части спектра располагается невидимая его часть. Участки спектра с длиной волны более 780 ммк называются инфракрасными, или тепловыми. Они легко обнаруживаются термометром, установленным на этом участке спектра. Участки спектра с длиной волны менее 380 ммк называются ультрафиолетовыми (рис. 1—см. приложение). Эти лучи активны и отрицательно влияют на светопрочность некоторых пигментов и устойчивость лакокрасочных пленок.

Рис. 1. Спектральное разложение цветового луча

Световые лучи, исходящие от разных источников света, имеют неодинаковый спектральный состав и поэтому значительно отличаются по цвету. Свет обычной электрической лампочки желтее солнечного света, а свет стеариновой или парафиновой свечи или керосиновой лампы желтее света электрической лампочки. Объясняется это тем, что в спектре луча дневного света преобладают волны, соответствующие синему цвету, а в спектре луча от электрической лампочки с вольфрамовой и особенно с угольной нитью — красные и оранжевые цветовые волны. Поэтому один и тот же предмет может принимать различную окраску в зависимости от того, каким источником света он освещен.

Вследствие этого и окраска комнаты и предметов, находящихся в ней, принимают при естественном и искусственном освещении различные цветовые оттенки. Поэтому, подбирая красочные составы для окраски, необходимо учитывать условия освещения во время эксплуатации.

Цвет каждого предмета зависит от его физических свойств, то есть способности отражать, поглощать или пропускать лучи света. Поэтому лучи света, падающие на поверхность, делятся на отраженные, поглощенные и пропущенные.

Тела, почти полностью отражающие или поглощающие лучи света, воспринимаются как непрозрачные.

Тела, пропускающие значительное количество света, воспринимаются как прозрачные (стекло).

Если поверхность или тело отражают или пропускают в одинаковой степени все лучи видимой части спектра, то такое отражение или проникание светового потока называется неизбирательным.

Так, предмет кажется черным, если он поглощает в равной степени почти все лучи спектра, и белым, если он их полностью отражает.

Если смотреть на предметы через бесцветное стекло, мы увидим их настоящий цвет. Следовательно, бесцветное стекло почти полностью пропускает все цветовые лучи спектра, кроме незначительного количества отраженного и поглощенного света, также состоящего из всех цветовых лучей спектра.

Если же заменить бесцветное стекло синим, то все предметы за стеклом покажутся синими, так как синее стекло пропускает в основном синие лучи спектра, а лучи остальных цветов почти полностью поглощает.

Цвет непрозрачного предмета также зависит от отражения и поглощения им волн различного спектрального состава. Так, предмет кажется синим, если он отражает только синие лучи, а все остальные поглощает. Если предмет отражает красные и поглощает все остальные лучи спектра, он кажется красным.

Такое проникание цветовых лучей и поглощение их предметами называется избирательным.

Ахроматические и хроматические цветовые тона. Существующие в природе цвета по цветовым свойствам можно разделить на две группы: ахроматические, или бесцветные, и хроматические, или цветные.

К ахроматическим цветовым тонам относятся белый, черный и ряд промежуточных серых цветов.

Группа хроматических цветовых тонов состоит из красных, оранжевых, желтых, зеленых, синих, фиолетовых и бесчисленного множества промежуточных цветов.

Луч света от предметов, окрашенных в ахроматические цвета, отражается, не претерпев каких-либо заметных изменений. Поэтому эти цвета воспринимаются нами только как белые или черные с целым рядом промежуточных серых оттенков.

Цвет в этом случае зависит исключительно от способности тела поглощать или отражать все лучи спектра. Чем большее количество света отражает предмет, тем он кажется белее. Чем большее количество света предмет поглощает, тем он кажется чернее.

В природе не существует материала, отражающего или поглощающего 100% падающего на него света, поэтому нет ни идеально белого, ни идеально черного цвета. Самый белый цвет имеет порошок химически чистого сернокислого бария, спрессованный в плитку, который отражает 94% падающего на него света. Цинковые белила несколько темнее сернокислого бария, еще темнее свинцовые белила, гипс, литопонные белила, писчая бумага высшего сорта, мел и т. д. Наиболее темной является поверхность черного бархата, отражающая около 0,2% света. Таким образом, можно сделать вывод, что ахроматические цвета отличаются друг от друга только светлотой.

Человеческий глаз различает около 300 оттенков ахроматических цветов.

Хроматические цвета обладают тремя свойствами: цветовым тоном, светлотой и насыщенностью цвета.

Цветовым тоном называется свойство цвета, которое позволяет глазу человека воспринимать и определять красный, желтый, синий и другие спектральные цвета. Цветовых тонов значительно больше, чем названий для них. Основным, естественным рядом цветовых тонов является солнечный спектр, в котором цветовые тона располагаются так, что постепенно и непрерывно переходят один в другой; красный через оранжевый переходит в желтый, далее через светло-зеленый и темно-зеленый — в голубой, затем в синий и, наконец, в фиолетовый.

Светлота — это способность цветной поверхности отражать большее или меньшее количество падающих лучей света. При большем отражении света цвет поверхности кажется светлее, при меньшем — темнее. Это свойство— общее для всех цветов как хроматических, так и ахроматических, поэтому по светлоте можно сравнивать любые цвета. К хроматическому цвету любой светлоты легко подобрать подобный ему по светлоте ахроматический цвет.

Для практических целей при определении светлоты пользуются так называемой серой шкалой, которая состоит из набора выкрасок 1 ахроматических цветов, постепенно переходящих от наиболее черного, темно-серого, серого и светло-серого к почти белому. Эти выкраски наклеены между отверстиями в картоне, против каждой выкраски обозначен коэффициент отражения данного цвета. Шкалу накладывают на исследуемую поверхность и, сопоставляя ее с выкраской, просматриваемой через отверстия шкалы, определяют светлоту.

Насыщенностью хроматического цвета называют способность его сохранять свой цветовой тон при введении в его состав различных количеств серого ахроматического цвета, равного ему по светлоте.

Насыщенность различных цветовых тонов не одинакова. Если какой-либо спектральный цвет, допустим желтый, смешать со светло-серым, равным ему по светлоте, то насыщенность цветового тона несколько уменьшится, он станет бледнее, или менее насыщенным. Добавляя и дальше к желтому цвету светло-серый, мы будем получать все менее насыщенные тона, причем при большом количестве серого цвета желтый оттенок станет едва заметным.

Если понадобится получить менее насыщенный синий цвет, нужно будет ввести большее количество серого цвета, равного по светлоте синему, чем в опыте с желтым цветом, так как насыщенность спектрального синего цвета больше, чем спектрального желтого.

Чистотой цветового тона называется изменение яркости цвета под влиянием большего или меньшего количества ахроматического света (от черного до белого). Чистота цветового тона имеет большое значение при выборе цвета для окраски поверхностей.

Смешение цветов. Восприятие цветов, которые мы видим вокруг себя, вызывается действием на глаз сложного цветового потока, состоящего из световых волн различной длины. Но мы не получаем впечатления пестроты и многоцветности, так как глаз обладает свойством смешивать разнообразные цвета.

Для изучения законов смешения цветов пользуются приборами, дающими возможность смешивать цвета в различной пропорции.

С помощью трех проекционных фонарей с лампами достаточной мощности и трех светофильтров — синего, зеленого и красного — можно получить различные смешанные цвета. Для этого перед объективом каждого фонаря устанавливают светофильтры и направляют цветовые пучки на белый экран. При попарном наложении цветовых пучков на один и тот же участок получают три разнообразных цвета: сочетание синего и зеленого дает голубое пятно, зеленого и красного — желтое, красного и синего— пурпурное. Если же направить на один участок все три цветовые пучка так, чтобы они взаимно перекрывались, то при соответствующей регулировке интенсивности световых пучков с помощью диафрагм или серых светофильтров можно получить белое пятно.

Простой прибор для смешивания цветов — вертушка-юла. Два бумажных кружка разного цвета, но одинакового диаметра, разрезанные по радиусу, вставляют один в другой. При этом образуется двухцветный диск, в котором, перемещая взаимное положение кружков, можно изменять величину цветных секторов. Собранный диск надевают на ось вертушки и приводят в движение. От быстрого чередования цвет двух секторов сливается в один, создавая впечатление одноцветного кружка. В лабораторных условиях обычно пользуются вертушкой с электродвигателем, имеющим не менее 2000 об/мин .

С помощью вертушки можно получить смешение нескольких цветовых тонов, совмещая при этом одновременно соответствующее количество разноцветных дисков

Широко применяют пространственное смешение цветов. Близко расположенные друг к другу цвета, рассматриваемые с большого расстояния, как бы сливаются и да ют смешанный цветовой тон.

На принципе пространственного смешения цветов основана мозаичная монументальная живопись, в которой рисунок набран из отдельных мелких частиц разноцветных минералов или стекла, дающих на расстоянии смешанные цвета. На этом же принципе построено применение при отделочных работах накатывания разноцветных рисунков по цветному фону и т. д.

Перечисленные способы смешения цветов являются оптическими, так как цвета складываются или сливаются в один суммарный цвет на сетчатке нашего глаза. Этот вид смешения цветов называется слагательным, или аддитивным.

Но не всегда при смешении двух хроматических цветов получается смешанный хроматический цвет. В отдельных случаях, если один из хроматических цветов дополнить специально подобранным к нему другим хроматическим цветом и смешать их в строго определенной пропорции, может получиться ахроматический цвет. При этом если были использованы хроматические цвета, близкие по чистоте цветового тона к спектральным, получится белый или светло-серый цвет. Если пропорциональность при смешении нарушена, цветовой тон окажется того цвета, которого было взято больше, причем насыщенность тона понизится.

Два хроматических цвета, образующие при смешении в определенной пропорции ахроматический цвет, называются взаимнодополнительными. Смешение взаимнодополнительных цветов никогда не может дать нового цветового тона. В природе существует множество пар взаимнодополнительных цветов, но для практических целей из основных пар взаимнодополнительных цветов создают цветовой круг из восьми цветов, в котором взаимнодополнительные цвета размещают на противоположных концах одного диаметра (рис. 2 — см. приложение).

Рис. 2. Цветовой круг взаимнодополнительных цветов: 1 — большой интервал, 2 — средний интервал, 3 — малый интервал

В этом круге взаимнодополнительный цвет к красному— голубовато-зеленый, к оранжевому — голубой, к желтому — синий, к желто-зеленому — фиолетовый. В любой паре взаимнодополнительных цветов один всегда принадлежит к группе теплых, другой — к группе холодных тонов.

Помимо слагательного смешения, существует вычитательное смешение цветов, которое состоит в механическом смешении красок непосредственно на палитре, красочных составов в емкостях или же нанесении двух красочных прозрачных слоев друг на друга (лессировка).

При механическом смешении красок получается не оптическое сложение цветных лучей на сетчатке глаза, а вычитание из белого луча, освещающего нашу цветную смесь, тех лучей, которые поглощаются цветными частицами красок. Так, например, при освещении белым лучом света предмета, окрашенного цветной смесью пигментов синего и желтого цвета (берлинская лазурь и желтый кадмий), синие частицы берлинской лазури поглотят красные, оранжевые и желтые лучи, а желтые частицы кадмия — фиолетовые, синие и голубые лучи. Непоглощенными останутся зеленые и близкие к ним голубовато-зеленые и желто-зеленые лучи, которые, отразившись от предмета, и будут восприняты сетчаткой нашего глаза.

Примером вычитательного смешения цветов может служить луч света, пропущенный через три стекла — желтого, голубого и пурпурного цветов, которые поставлены одно за другим и направлены на белый экран. В местах перекрытия двух стекол — пурпурного и желтого — получится красное пятно, желтого и голубого — зеленое, голубого и пурпурного — синее. В местах одновременного перекрытия трех цветов появится черное пятно.

Количественная оценка цвета. Для цветового тона, чистоты цвета и отражения цветом света установлены количественные оценки.

Цветовой тон, обозначаемый греческой буквой X , определяется длиной его волны и лежит в пределах от 380 до 780 ммк .

Степень разбавления спектрального цвета, или чистота цвета, обозначается буквой Р . Чистый спектральный цвет имеет чистоту, равную единице. Чистота разбавленных цветов меньше единицы. Например, светло-оранжевый цвет определяется такими цифровыми характеристиками:

λ=600 ммк; Р = 0,4.

В 1931 году Международная комиссия рассмотрела и утвердила систему графического определения цвета, действующую и в настоящее время. Эта система построена в прямоугольных координатах на основе трех основных цветов — красного, зеленого и синего.

На рис. 3, а представлен Международный цветовой график, на котором нанесена кривая спектральных цветов с длиной волны λ = 400—700 ммк . В середине расположен белый цвет. Помимо основной кривой, на графике нанесены девять дополнительных кривых, определяющих чистоту каждого спектрального цвета, которая устанавливается проведением прямой от чистого спектрального цвета к белому. Дополнительные кривые линии имеютцифровые обозначения, по которым определяется чистота цвета. Первая кривая, расположенная у белого цвета, имеет цифровое обозначение 10. Это значит, что чистота спектрального цвета равна 10%. Последняя дополнительная кривая имеет цифровое обозначение 90, значит, чистота спектральных цветов, расположенных на этой кривой, равна 90%.

На графике размещены и пурпурные цвета, отсутствующие в спектре, которые являются результатом смешения спектральных фиолетового и красного цветов. Они имеют длину волны с цифровыми обозначениями, имеющими штрих.

Для определения цвета, цифровая характеристика которого известна (например, λ = 592 ммк, P = 48%), находим на кривой графика цвет, имеющий длину волны λ = 592 ммк , проводим прямую от найденной точки на кривой к точке Е , и в месте пересечения прямой с дополнительной кривой, имеющей отметку 48, ставим точку, которая и определяет цвет, имеющий данные цифровые обозначения.

Если нам известны значения коэффициентов по осям X и У , например по оси X 0,3 и У 0,4, находим по оси абсцисс значение K = 0,3, а по оси ординат — K = 0,4. Устанавливаем, что указанным значениям коэффициентов соответствует холодный зеленый цвет с длиной волны λ = 520 ммк и чистотой цвета P = 30%.

С помощью графика возможно определение и взаимнодополнительных цветов, которые располагаются на прямой, пересекающей весь график и проходящей через точку Е . Допустим, необходимо определить дополнительный цвет к оранжевому с длиной волны λ=600 ммк . Проводя прямую от данной точки на кривой через точку Е , пересечем кривую с противоположной стороны. Место пересечения окажется на отметке 490, которая обозначает темно-голубой цвет с длиной волны λ = 490 ммк .

На рис. 3, а (см. приложение) представлен тот же график, что и на рис. 3, но выполненный в цвете.

Рис. 3 Международный цветовой график (черно-белый)

Рис. 3. Международный цветовой график (цветной)

Третья количественная оценка цвета — коэффициент отражения цветом света, который условно обозначается греческой буквой ρ. Он всегда меньше единицы Коэффициенты отражения окрашенных или облицованных различными материалами поверхностей оказывают огромное влияние на освещенность помещений и всегда принимаются во внимание при проектировании отделки зданий различного назначения. Следует учитывать, что с увеличением чистоты цвета коэффициент отражения уменьшается и, наоборот, с потерей цветом чистоты и приближением его к белому коэффициент отражения увеличивается. Коэффициент отражения света поверхностями и материалами зависит от их цвета:

Поверхности, окрашенные в цвета (ρ, % ):

белый…… 65—80

кремовый…… 55—70

соломенно-желтый.55—70

желтый…… 45—60

темно-зеленый…… 10—30

светло-голубой…… 20—50

голубой…… 10—25

темно-голубой…… 5—15

черный…… 3—10

Поверхности, облицованные (ρ, % )

мрамором белым…… 80

кирпичом белым…… 62

» желтым…… 45

» красным…… 20

черепицей…… 10—15

асфальтом…… 8—12

Отдельные виды материалов (ρ, % ):

белила цинковые чистые…… 76

литопон чистый…… 75

бумага слегка желтоватая…… 67

известь гашеная. ….. 66,5

Поверхности, оклеенные обоями (ρ, % ):

светло-серыми, песочными, желтыми, розовыми, бледно-голубыми….. 45—65

темными различных цветов…… 45

При окраске и облицовке поверхностей обычно применяют цвета, отражающие свет в следующих процентах: на потолках — 70—85, на стенах (верхняя часть)—60— 80, на панелях — 50—65; цвет мебели и оборудования — 50—65; полов — 30—50. Матовые окраски облицовки с диффузным (рассеянным) отражением света создают условия наиболее равномерного (без бликов) освещения, что обеспечивает нормальные условия для органов зрения.

1 Выкрасками называют небольшие окрашенные площади, которые служат образцами

Почему снег белый

Cнег – это застывшая вода, маленькие фигурные ледышки. Но почему чистая вода и лед прозрачные, а снег – белый? Оказывается, все дело в особенностях света и снежинок.

Почему мы вообще видим белый цвет

Все предметы вокруг нас на самом деле бесцветные. Но мы видим их желтыми, зелеными или синими благодаря тому, что от них отражается свет. Он состоит из лучей всех цветов радуги (этого мы не видим), и предметы становятся в наших глазах того цвета, лучи которого они отражают. Например, яблоко красное потому, что оно отражает красные лучи, но поглощает лучи всех остальных цветов. 

Белый цвет – необычен. Его мы наблюдаем, если поверхность предметов отражает весь свет, который на нее попадает. Снег белый потому, что от него отражаются все лучи света, которые на него падают, – так происходит благодаря тому, что снежинок много.

Как снег становится белым

Если посмотреть на одну снежинку, она такая же прозрачная, как чистая вода. Через нее свет просто проходит. Но стоит нескольким снежинкам собраться вместе, как свет отражается.

Снежинки состоят из множества кристаллов льда разной формы: в снежных хлопьях или лежащем на земле снегу эти кристаллы перемешаны. Свет частично отражается от поверхности снега, но частично проходит и через кристаллики. Тогда он попадает на другие кристаллики, которые тоже пропускают и отражают свет. И так много раз. Все снежинки преломляют свет между собой, пока не отдадут его назад, отразив все лучи, – тогда-то мы и видим эти удивительные осадки белоснежными.

Также снег такого цвета потому, что сам солнечный свет, который отражается от снега, белый. И хотя, проходя через снежинки, он может превращаться в радугу, в итоге лучи все равно будут казаться нам белыми.

Бывает ли снег другого цвета

Когда Солнце светит желтым, красным или розовым закатным светом, снег тоже кажется нам такого оттенка, но иногда и сам снег бывает цветным.

Так происходит, когда в него попадают другие вещества. Например, есть водоросли, которые живут на поверхности снега: они окрашивают его в красный, зеленый или голубой цвет. Если песок из пустыни попадет в снег, он будет желтым, а если пыль от заводов – серым или черным.

Но сверкающий белизной снег тоже начинается с пыли: снежинка образуется, когда в облаке вокруг пылинки образуется кристаллик льда. Потом на него начинают нарастать «веточки» – получается прозрачная снежинка. А много снежинок, играя светом, становятся в наших глазах белыми.

Зрительные иллюзии. Часть 12. — Мастерская стиля — LiveJournal

сегодня на повестке дня иллюзии формы, зависящие от цвета 🙂

Когда мы говорили исключительно о форме, то это ограничение было несколько условным, т.к. обойтись совсем без цвета мы не можем. Для человека невозможно видеть форму саму по себе, мы непременно видим при этом цвет.

В этот раз мы рассмотрим иллюзии цвета, которые влияют на форму. Вопрос о зрительных иллюзиях, меняющих светлоту и цвет подробно рассматривается в контексте цветовых контрастов. Также тяжесть цвета, оформляющие функции цвета, деформирующие окраски — все это выходит за пределы рассматриваемой сейчас темы. Вообще, цвет, оттенок цвета сам по себе уже несет очень весомую смысловую нагрузку, а в сочетании с другими цветами, т.е. в цветовых контрастах им может быть обретен и новый смысл. Цвет воздействует на нас, под действием цвета у нас возникает впечатление. Это все уже не относится напрямую к зрительным иллюзиям, поэтому не входит в рамки рассматриваемой темы.

Иррадиация (лат. irradio — освещаю лучами)
Светлые предметы на темном фоне кажутся больше, чем равновеликие предметы на светлом фоне. Белые клетки на шахматной доске кажутся больше, чем черные. Черный квадрат на белом фоне кажется меньше такого же белого квадрата на черном:

Эти факты являются случаями положительной иррадиации. При некоторых обстоятельствах наблюдается и обратное явление, так называемая негативная или отрицательная иррадиация. Суть ее в том, что:
1. при очень слабом освещении серая поверхность на белом фоне может казаться больше, чем серая поверхность на черном фоне;
2. чрезвычайно тонкие черные штрихи на светлом фоне кажутся толще, чем они есть на самом деле.

Положительная иррадиация тем сильнее, чем более светла и блестяща иррадиирующая поверхность. По разным исследованиям причина этой иллюзии кроется в биологических особенностях нашего зрения.

Практически для нас важны случаи положительной иррадиации. Один и тот же человек будет больше и толще в светлом (светлый — совсем не одно и то же, что и белый) платье и меньше и тоньше в темном (темный — совсем не одно и то же, что и черный). Руки в белых перчатках кажутся больше, черная обувь скрывает величину ноги и т.п. Светлые и блестящие ткани увеличивают видимые размеры. Однако надо помнить о тектонических свойствах цвета: темные цвета кажутся тяжелее, светлые — легче. Именно поэтому на полных людях черные «стройнящие» платья порой кажутся чехлами от танка.

Пример того, как действует это явление в жизни, нужно демонстрировать на одном и том же человеке и чтобы крой одежды был похожим, и чтобы ракурс был одинаковый, такого добиться сложно, тем не менее, я хочу предложить посмотреть это на примере нашей 1-ой Леди. Почему-то практически на всех фото проблема в том, что часто линии кроя портят все, что делает хорошего цвет, и наоборот, цвет портит все, что делают хорошего линии кроя:

вот и оттенок вроде бы правильный, и крой нейтральный, но вот блеск портит все:

здесь вроде все, насколько это возможно, в норме:

Здесь замечательный крой и ракурс, но представьте себе это пальто в цвете предыдущего костюма, было бы отлично!

Пространственные свойства цвета: выступание и отступание цветов.
Здесь необходимо вспомнить несколько фактов из цветоведения. Известно, что цвета делятся на хроматические (т.е. цветные) и ахроматические (т.е. неокрашенные). Ахроматические — это черный, белый и весь спектр серых оттенков. Хроматические в свою очередь делятся на теплые и холодные. Здесь существуют разные определения, ни одно из них нельзя считать однозначно верным (как в математике). Можно использовать, например, такое определение: теплые цвета -цвета, где есть желтый пигмент, холодные — где есть синий. Любой цвет спектра может иметь как холодные оттенки, так и теплые.

• Кажущееся увеличение площади может зависеть и от цветового фона. Если взять два одинаковых квадрата — оранжевый на синем фоне и синий на оранжевом, то оранжевый покажется больше:

Обычно кажутся больше предметы, окрашенные в теплые цвета (т.е. с большей длинной волны — красные, оранжевые, желтые), а предметы, окрашенные в холодные цвета, кажутся меньше.

• Более навязчивые и яркие цвета, находясь на одном расстоянии с менее навязчивыми, кажутся ближе. Здесь речь идет об объективно обусловленной навязчивости, что  в разговорном языке называется яркостью. Яркие цвета, в которых больше света, которые сильнее на нас действуют, кажутся ближе. Светлота же в смысле близости к белому может играть и обратную роль. Лишь яркий, навязчивый цвет кажется ближе, но вовсе не более светлый. Это очевидно еще из того, что темные цвета, по некоторым данным, кажутся тем ближе, чем они чернее, т.е. навязчивее.

• Более определенные, ясно выраженные, характерные цвета кажутся ближе, чем неопределенные, смазанные и неясные. Насыщенность цвета — близость его к спектральному, близость к какому-либо из цветов радуги — способствуют выступанию цвета вперед.

Если сопоставить ряд насыщенных цветов с менее насыщенными, то более насыщенные при одном и том же цветовом тоне будут казаться явственно выступающими вперед.

• Из изложенного о яркости следует ожидать, что различные по качеству хроматические цвета должны производить впечатление различной удаленности.

Специальное исследование абсолютной и относительной локализации цветов в зависимости от их цветового тона  установило определенную тенденцию желтых и красных цветов казаться ближе, нежели цвета других оттенков. В то же время красная или желтая поверхность имеет тенденцию казаться выпуклой, а синяя или голубая — вогнутой, уходящей вдаль.

В большинстве случаев выступают вперед теплые цвета: красные, оранжевые и желтые, а отступают холодные — синие и голубые. Зеленые занимают промежуточное положение.

Из сказанного и проиллюстрировнного  по нашей теме напрашиваются два вывода:
1. В ярких, насыщенных и навязчивых цветах объем кажется больше.
2. В красных, желтых одеждах фигура кажется шире и выпирает (еще раз хочется подчеркнуть, что любой цвет имеет бесконечное число как теплых, так и холодных оттенков, поэтому выпирание можно нивелировать).

Вид явления цвета может влиять на наше восприятие формы, объема и удаления предмета. Для того, чтобы полностью определить цвет, нужно знать не только его светлоту, цветовой тон, насыщенность, но и то, как цвет дан в пространстве. В этом отношении цвета различны. Иногда цвет окрашивает и покрывает собой некоторую поверхность — это поверхностный плоский цвет. Таков цвет близко лежащей матовой материи. В другом случае цвет не имеет определенного носителя (предмета, который он окрашивает), таковы, например, цвета радуги. Они кажутся цветами независимыми, цветами самими по себе. Наконец, цвет может иметь протяжение в третьем измерении. Таков цвет прозрачный, например, цвет прозрачной жидкости.

Пространственными свойствами цвета определяются и особенности фактуры, строения поверхности. Она может быть блестящей, матовой, шершавой и т.п.

Всякий цвет с неопределенной структурой поверхности и с неопределенным носителем гораздо менее  точно локализуется, чем цвет определенной поверхности. Так, в блестящей ткани из-за блеска трудно рассмотреть поверхность, и цвет носит неповерхностный характер.

Различные цвета имеют различные свойства: красные более поверхностны, синие — более независимы. Было проведено специальное исследование, которое показало, что красные и желтые цвета производят впечатление более плотных, они прочнее сцеплены, более тверды, массивны. Синие цвета менее густы, более воздушны и газообразны. В то же время желтые и красные цвета воспринимаются как сконденсированные, четко оформленные, синие и голубые — неопределенно ограничены, в них есть что-то растекающееся. Теплые цвета имеют большое оформляющее действие, они определеннее, яснее локализуются, чем холодные. Кстати, если рассматривать художественные произведения, где цвет — одно из главных средств художественной выразительности, то можно наблюдать все вышеизложенные закономерности: обычно удаленные предметы передаются как в голубой дымке, все в прохладных оттенках, предметы вблизи по сравнению с удаленными выполняются более чистыми тонами, если художник выражает нечто земное (например, земную женщину :)), то это скорее всего будет выполнено теплыми тонами, а если изображает богиню, то там будет больше прохлады, т. к. это делает плоть невесомой и т.п.

По нашей теме вышесказанное означает, что:
1. Поверхностные цвета производят впечатление большей плотности, чем независимые (роль фактуры ткани).
2. Красные и желтые цвета создают более резкий силуэт, яснее обрисовывают фигуру.

Контраст
Понятно, что все явления контраста, ведущие к изменению цвета, вызывают и соответствующие изменения формы. Так, например, если серый предмет на черном фоне кажется светлее, чем на белом, то тем самым он кажется еще и больше: если предмет на зеленом фоне кажется краснее, он приобретает и некоторую тенденцию выступать вперед и т.п.

Из специальных иллюзий нельзя не указать один случай контраста. Здесь до известной степени извращается четкая форма и ей придается несколько иной вид. На следующем рисунке на перекрестках белых линий мы видим неустойчивые грязно-серые пятна. Если начинать фиксировать какой-либо один белый перекресток, он покажется чистым, но на других будут видны пятна. Иллюзия эта имеет особое значение для рисунка ткани.

Следует напомнить, что контраст по светлоте между фоном и фигурой дает возможность ясно воспринимать форму,  одно различие по цветовому тону такой четкости очертания не обеспечивает. Значение указанных закономерностей для одежды ясно само собой. В частности, черные одежды, контрастирующие с обычными фонами, придают четкость очертания. Также при конкретном выборе цвета надо всегда считаться еще с возможностью контрастного действия. Большая плотная фигура в воздушном голубом платье может по контрасту приобрести чрезмерную массивность и т.д.

Основные выводы:
1. Темное стройнит, светлое полнит
2. Темное подчеркивает контур, светлое «размывает»
3. Темное тяжелит, светлое делает легче
4. Важен не просто цвет, а цвет в сочетаниях с окружением
5. В ярких, насыщенных и навязчивых цветах объем кажется больше.
6. Теплые цвета приближают и увеличивают, холодные удаляют и уменьшают
7. Блеск увеличивает, матовая поверхность не увеличивает, но делает ее плотнее.
8. Помнить о контрасте! Легкие воздушные цвета и полные массивные фигуры не должны быть рядом.

Предыдущий материал:
часть1
часть2
часть3
часть4
часть5
часть6
часть7
часть8
часть9
часть10
часть11

На данный момент это заключительный пост, хочу поблагодарить всех, кто мне помогал своими вопросами, повторюсь, для меня это было своего рода тренингом, ведь когда готовишь материал не просто так, а для кого-то, то это и дисциплинирует и повышает планку, начинаешь по-новому воспринимать даже то, что вроде бы уже мильён раз читала-слышала. Спасибо вам большое 🙂

Все это была теория, свод абстрактных правил, а для каждого из нас, т.е. для конкретного человека, эти правила обретают конкретные формулировки, и возможно, что иногда правила необходимо сознательно нарушать, т.е. могут быть свои исключения. Вполне реально, что одетый не совсем «правильно»  человек может произвести сильнейшее положительное впечатление своей личностью, что ему тут же простят эту «неправильность» 🙂 Просто надо понимать эти правила, и если нарушать их, то со знанием дела. Так что все должно быть без фанатизма.

Целью этого цикла постов было желание рассказать и показать на примерах суть, которая лежит в основе большинства рекомендаций по визуальной коррекции фигуры. В рамках визуальной коррекции, в принципе, еще я бы хотела затронуть вопрос пропорций, ну и, как итог всей этой работы, можно было бы сделать цикл постов с конкретными рекомендациями для коррекции особенностей типа высокий/низкий рост, широкие/узкие плечи и т.п. Поскольку это сообщество в скором будущем (или уже) станет закрытым, Анна предложила для этого площадку style_for_moms. Так что если есть интерес к этой теме, т.е. при наличии желающих, можно продолжить там.

P.S. тема оптических иллюзий гораздо шире, чем то, что мы видели, вот немного не по нашей теме, но все равно впечатляет 🙂

Цвет: белый свет, отражение и поглощение — видео и расшифровка урока

Белый свет и цветовой спектр

Если вы пропустите луч белого света через призму, вы увидите, что свет расщепляется на цвета радуги. Разбросаны красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Вы также можете увидеть радугу, когда солнечный свет проходит через хрустальное украшение или даже глазок в вашей входной двери. Солнечный свет и другие белые огни на самом деле состоят из множества разных частот.Солнце излучает инфракрасные и ультрафиолетовые волны в дополнение к полному спектру видимого света. Мы не видим инфракрасные и ультрафиолетовые волны, но мы видим весь диапазон видимых цветов, объединенных вместе в виде белого света. Белый свет представляет собой комбинацию множества различных частот видимого света из всех частей видимого спектра. Единственный способ увидеть эти частоты как отдельные цвета — это разделить их на радугу.

Итак, если солнечный свет — это белый свет, и солнечный свет отражается от таких объектов, как растения, птицы и апельсины, то почему мы не видим эти объекты белыми? Оказывается, различные цветовые частоты поглощаются и отражаются по-разному в каждом объекте. Давайте узнаем больше об избирательном поглощении и о том, как оно связано с цветом.

Избирательное поглощение и отражение

Допустим, у вас в руке хороший спелый апельсин.Вы выходите на улицу, и солнечный свет падает сверху на апельсин. Солнечный свет — это белый свет, поэтому он содержит все различные частоты спектра видимого света. Много разных волн света падает на апельсин, каждая волна имеет разную частоту. Когда световая волна попадает на какой-либо объект, она может сделать одно из трех: она может быть передана, может быть поглощена или может быть отражена. Мы знаем, что ни одна из световых волн не проходит через апельсин. Если бы они были, то апельсин казался бы прозрачным.Поскольку мы не можем видеть сквозь апельсины, это означает, что они непрозрачны, а значит, весь свет должен отражаться или поглощаться.

Поглощение световой волны происходит через резонанс. Когда частота световой волны совпадает с резонансной частотой объекта, объект вибрирует на этой частоте. Энергия световой волны остается в этом объекте в виде тепловой или колебательной энергии. Другими словами, вы больше никогда не увидите эту световую волну! Давайте возьмем вот эту маленькую световую волну, которая соответствует частоте фиолетового цвета.Когда эта фиолетовая световая волна попадает на оранжевый, в оранжевом есть несколько молекул, которые резонируют на этой частоте. Волна фиолетового света поглощается этими молекулами, поэтому мы никогда не видим отражения фиолетового от поверхности апельсина. Как насчет зеленого? Когда волна зеленого света попадает на оранжевый, она также резонирует с некоторыми молекулами кожи. Он поглощается, и поэтому мы тоже не видим зеленого цвета. Фактически, большая часть частот внутри белого солнечного луча поглощается оранжевым. Единственная частота, которая НЕ поглощается, — это частота оранжевого цвета!

Чем отличается оранжевый свет? Вместо того, чтобы поглощаться апельсином, как другие цвета, оранжевый свет отражается кожурой фрукта. На самом деле существует диапазон частот оранжевого цвета. Некоторые волны более красновато-оранжевые, а некоторые более желтоватые. Но все эти частоты отражаются вместе, придавая апельсину вид оранжевого. Появление цвета обусловлено избирательным поглощением световых волн.Оранжевый был не единственным цветом, который сиял на плодах. Но это БЫЛ единственный цвет, который нужно было отразить. Избирательное поглощение описывает тенденцию объекта поглощать одни частоты света больше, чем другие. Объект, имеющий определенный цвет, отражает частоту света, соответствующую этому цвету, и поглощает все остальные частоты в спектре видимого света. Апельсин поглощает все частоты, кроме оранжевого. Банан поглощает все частоты, кроме желтого.

Пигменты в живых существах

Избирательное поглощение происходит почти во всем, что имеет цвет. Это происходит из-за специфических свойств молекул, из которых состоят объекты. Молекулы красной краски немного отличаются от молекул синей краски. Молекулы в красных перьях отличаются от молекул в синих перьях. На самом деле, большинство живых существ используют специальные химические вещества, называемые пигментами , чтобы придать своему телу определенный цвет.Пигмент — это химическое вещество, которое изменяет цвет световой волны, избирательно поглощая одну или несколько световых частот. Перья самца кардинала окрашены в красный цвет специальными органическими пигментами, называемыми каротиноидами. Птицы получают каротиноиды из растительных материалов, которые они едят. Таким образом они могут окрашивать свои перья в красный, желтый или оранжевый цвет. Другой пигмент, который они используют, — это меланин, тот же самый пигмент, который окрашивает человеческую кожу. Меланин используется для создания черных, коричневых и желто-коричневых оттенков в перьях птиц и волосах млекопитающих.Полностью черные структуры поглощают все частоты света. В случае белых структур пигменты ОТСУТСТВУЮТ. Таким образом, белые перья и белые волосы выглядят так, потому что ВСЕ частоты белого света отражаются от их поверхностей.

Одним из очень важных биологических пигментов является растительный пигмент хлорофилл. Хлорофилл — это то, что придает растениям зеленый цвет. Что еще более важно, это то, что позволяет им поглощать солнечную энергию и производить пищу в процессе фотосинтеза.Хлорофилл содержится в основном в листьях и стеблях растений. Он поглощает огромное количество энергии белого солнечного света. Он поглощает волны красных, синих, фиолетовых, оранжевых и желтых частот. Но он не очень хорошо поглощает свет в зеленых частотах. Вместо этого отражаются зеленые частоты! И поэтому растения выглядят зелеными.

Общее здесь то, что цвет не существует в объектах.Мы воспринимаем вещи как определенный цвет из-за того, как наши глаза воспринимают различные частоты света, отраженного от них. Объекты, которые кажутся красными, не содержат красного цвета. Они содержат только те молекулы, которые воздействуют на волны видимого света, так что отражается только красный цвет. Следовательно, цвет — это восприятие частоты волны видимого света.

Краткий обзор урока

Белый свет представляет собой комбинацию всех частот видимого света. Когда белый свет падает на объект, каждая отдельная частота света передается, отражается или поглощается в зависимости от свойств поверхностных молекул.Если все частоты поглощаются объектом, он кажется черным. Если все частоты отражаются, то он кажется белым. Избирательное поглощение описывает, как некоторые частоты света поглощаются, а другие отражаются. Это приводит к появлению цвета. Пигменты — это природные или искусственные химические вещества, которые придают цвет объектам путем избирательного поглощения. Хотя мы часто описываем объекты как «имеющие» определенный цвет, правда в том, что цвет — это только наше восприятие световых частот, отраженных от объектов.

Результаты обучения

После просмотра этого урока вы должны быть готовы:

• Дать определение белому свету, пигменту и цвету
• Объясните, почему объекты кажутся определенного цвета из-за отражения или поглощения световых частот
• Понимание концепции избирательного поглощения
• Изучение биологических пигментов, придающих окраску растениям и животным

Поглощение, отражение и пропускание света

Ранее мы узнали, что волны видимого света состоят из непрерывного диапазона длин волн или частот.Когда световая волна одной частоты попадает на объект, может произойти ряд вещей. Световая волна может быть поглощена объектом, и в этом случае ее энергия преобразуется в тепло. Световая волна может отражаться от объекта. И световая волна могла быть передана объектом. Однако редко свет одной частоты падает на объект. Хотя это и происходит, чаще всего видимый свет многих частот или даже всех частот падает на поверхность объектов.Когда это происходит, объекты имеют тенденцию избирательно поглощать, отражать или пропускать свет определенных частот. То есть один объект может отражать зеленый свет, поглощая все остальные частоты видимого света. Другой объект может избирательно излучать синий свет, поглощая все остальные частоты видимого света. Способ взаимодействия видимого света с объектом зависит от частоты света и природы атомов объекта. В этом разделе Урока 2 мы обсудим, как и почему свет определенных частот может избирательно поглощаться, отражаться или передаваться.

Атомы и молекулы содержат электроны. Часто полезно думать об этих электронах как о прикрепленных к атомам пружинами. Электроны и прикрепленные к ним пружины имеют тенденцию вибрировать на определенных частотах. Подобно камертону или даже музыкальному инструменту, электроны атомов имеют собственную частоту, с которой они склонны вибрировать. Когда световая волна с той же собственной частотой падает на атом, электроны этого атома приходят в колебательное движение.(Это всего лишь еще один пример принципа резонанса, представленного в Разделе 11 Учебного пособия по физике.) Если световая волна заданной частоты попадает в материал с электронами, имеющими одинаковые частоты колебаний, то эти электроны будут поглощать энергию света. волну и преобразовать ее в колебательное движение. Во время своего колебания электроны взаимодействуют с соседними атомами таким образом, что преобразуют его колебательную энергию в тепловую энергию. Впоследствии световая волна с заданной частотой поглощается объектом и никогда больше не высвобождается в виде света.Таким образом, избирательное поглощение света конкретным материалом происходит потому, что выбранная частота световой волны соответствует частоте, с которой вибрируют электроны в атомах этого материала. Поскольку разные атомы и молекулы имеют разные собственные частоты вибрации, они избирательно поглощают разные частоты видимого света.

Отражение и передача световых волн происходят из-за того, что частоты световых волн не соответствуют собственным частотам вибрации объектов.Когда световые волны этих частот попадают на объект, электроны в атомах объекта начинают вибрировать. Но вместо того, чтобы вибрировать в резонансе с большой амплитудой, электроны колеблются в течение коротких промежутков времени с малой амплитудой колебаний; затем энергия переизлучается в виде световой волны. Если объект прозрачен, то колебания электронов передаются соседним атомам через объем материала и переизлучаются на противоположной стороне объекта. Такие частоты световых волн называются передаваемыми .Если объект непрозрачен, то колебания электронов не передаются от атома к атому через объем материала. Скорее электроны атомов на поверхности материала вибрируют в течение коротких периодов времени, а затем переизлучают энергию в виде отраженной световой волны. Говорят, что такие частоты света отражают .

Цвет объектов, которые мы видим, во многом определяется тем, как эти объекты взаимодействуют со светом и в конечном итоге отражают или передают его нашим глазам.Цвет объекта на самом деле не находится внутри самого объекта. Скорее, цвет находится в свете, который падает на него и в конечном итоге отражается или передается нашим глазам. Мы знаем, что спектр видимого света состоит из диапазона частот, каждая из которых соответствует определенному цвету. Когда видимый свет падает на объект и поглощается определенной частотой, свет этой частоты никогда не доходит до наших глаз. Любой видимый свет, падающий на объект и отражающийся или передающийся нашим глазам, будет способствовать изменению цвета этого объекта.Таким образом, цвет находится не в самом объекте, а в свете, который падает на объект и в конечном итоге достигает нашего глаза. Единственная роль, которую играет объект, заключается в том, что он может содержать атомы, способные избирательно поглощать одну или несколько частот видимого света, падающего на него. Таким образом, если объект поглощает все частоты видимого света, кроме частоты, связанной с зеленым светом, то в присутствии ROYGBIV объект будет казаться зеленым. И если объект поглощает все частоты видимого света, кроме частоты, связанной с синим светом, то в присутствии ROYGBIV объект будет казаться синим.

Рассмотрим две диаграммы ниже. На диаграммах изображен лист бумаги, освещенный белым светом (ROYGBIV). Бумага пропитана химическим веществом, способным поглощать один или несколько цветов белого света. Такие химические вещества, способные избирательно поглощать одну или несколько частот белого света, известны как пигменты . В примере А пигмент листа бумаги способен поглощать красный, оранжевый, желтый, синий, индиго и фиолетовый. В примере В пигмент листа бумаги способен поглощать оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый.В каждом случае тот цвет, который не поглощается, отражается.

Проверьте свое понимание этих принципов, определив, какой цвет света отражается бумагой и каким цветом бумага будет казаться наблюдателю.

Прозрачные материалы — это материалы, которые пропускают через себя одну или несколько частот видимого света; какой бы цвет (ы) ни передавались/не передавались такими объектами, они обычно поглощаются ими.Внешний вид прозрачного объекта зависит от того, какой цвет (цвета) света падает на объект и какой цвет (цвета) света проходит через объект.

Выразите свое понимание этого принципа, заполнив пропуски на следующих рисунках.

Цвета, воспринимаемые объектами, являются результатом взаимодействия между различными частотами волн видимого света и атомами материалов, из которых сделаны объекты.Многие объекты содержат атомы, способные выборочно поглощать, отражать или передавать одну или несколько частот света. Частоты света, которые передаются или отражаются в наших глазах, влияют на цвет, который мы воспринимаем.

1. Натурфилософы долго размышляли над глубинными причинами цвета в природе.Одним из распространенных исторических убеждений было то, что цветные объекты в природе производят мелкие частицы (возможно, частицы света), которые впоследствии достигают наших глаз. Различные объекты производят частицы разного цвета, что способствует их разному внешнему виду. Верно это убеждение или нет? __________________ Обосновать ответ.

2. Какого цвета появляется красная рубашка, когда в комнате выключен свет и в комнате совершенно темно? ____________ Как насчет синей рубашки? ____________ … зеленая рубашка? ____________

3. На схемах изображен лист бумаги, освещенный белым светом (ROYGBIV). Бумага пропитана химическим веществом, способным поглощать один или несколько цветов белого света. В каждом случае определите, какой цвет (цвета) света отражается бумагой и каким цветом бумага будет казаться наблюдателю.

4.Внешний вид прозрачного объекта зависит от того, какой цвет (цвета) света падает на объект и какой цвет (цвета) света проходит через объект. Выразите свое понимание этого принципа, определив, какой цвет (цвета) света будет пропускать и каким цветом бумага будет казаться наблюдателю.

цвет: Видимый цвет объектов

Цвет — это свойство света, зависящее от длины волны.Когда свет падает на объект, часть его поглощается, а часть отражается. Видимый цвет непрозрачного объекта зависит от длины волны света, который он отражает; например, красный объект, наблюдаемый при дневном свете, кажется красным, потому что он отражает только волны, излучающие красный свет. Цвет прозрачного объекта определяется длиной волны проходящего через него света. Непрозрачный объект, отражающий все длины волн, кажется белым; тот, который поглощает все длины волн, кажется черным. Черный и белый обычно не считаются настоящими цветами; говорят, что черный цвет возникает из-за отсутствия цвета, а белый — из-за присутствия всех цветов, смешанных вместе.

Цвета, лучи света которых в различных сочетаниях могут вызывать любое цветовое ощущение, называются первичными, или спектральными, цветами. Процесс комбинирования этих цветов называется добавкой ; т. е. ощущения, создаваемые различными длинами волн света, складываются вместе. Дополнительные основные цвета — красный, зеленый и сине-фиолетовый. Белый можно получить, комбинируя все три основных цвета. Любые два цвета, свет которых вместе дает белый цвет, называются дополнительными цветами, т.е.г., желтый и сине-фиолетовый или красный и сине-зеленый.

При смешивании пигментов получаемые ощущения отличаются от передаваемых основных цветов. Процесс в этом случае субтрактивный, поскольку пигменты вычитают или поглощают некоторые длины волн света. Пурпурный (красно-фиолетовый), желтый и голубой (сине-зеленый) цвета называются субтрактивными первичными или первичными пигментами. Смесь синего и желтого пигментов дает зеленый цвет, единственный цвет, не поглощаемый тем или иным пигментом.Смесь трех основных пигментов дает черный цвет.

Электронная энциклопедия Колумбии, , 6-е изд. Авторское право © 2012, издательство Колумбийского университета. Все права защищены.

См. больше Энциклопедических статей на тему: Физика

Если предполагается, что Солнце излучает белый свет, то почему оно кажется глазу желтым, а не белым?

Ответить

Короткие волны (синего) солнечного света рассеиваются атмосферой (поэтому небо кажется голубым.), оставляя позади более длинные (желто-красные) волны. С высоко летящего самолета или с Луны солнце кажется белым.
Ответил: Дэвид Кессел, доктор философии, профессор Государственного университета Уэйна, Детройт

Видео с вопросами: Цвета света

Стенограмма видео

Объект кажется голубым при солнечном свете.Тот же объект освещается смесью одинаково яркого красного и зеленого света и рассматривается через синий фильтр. Какого цвета появляется предмет?

Итак, в этом вопросе у нас есть объект. Допустим, это наш объект. И нам сказали, что при солнечном свете этот объект кажется голубым. Теперь солнечный свет — это белый свет. И мы можем вспомнить, что белый свет состоит из всех цветов видимого спектра.

Другими словами, если мы освещаем наш объект белым светом, то технически мы освещаем его всеми цветами радуги: красным, оранжевым, желтым, зеленым, синим, индиго, фиолетовым и т. д. и так далее.Мы нарисовали здесь только некоторые цвета, но давайте просто предположим, что все цвета радуги освещают этот объект.

Теперь, когда солнечный свет падает на объект, другими словами, когда все цвета освещают этот объект, нам сказали, что объект кажется голубым по цвету. Другими словами, если у нас есть человек, наблюдающий за объектом, скажем, отсюда, то все, что он видит, это синий свет, исходящий от объекта.

Теперь стоит вспомнить, что синий свет, который видит человек, на самом деле является светом, отраженным от объекта, потому что этот объект — обычный объект.Насколько нам известно, он не излучает собственный свет. Таким образом, любой свет, исходящий от этого объекта, будет отраженным.

Но тогда это означает, что если мы можем видеть только синий свет, исходящий от объекта, мы видим объект синим, то все остальные цвета радуги поглощаются объектом. Другими словами, красный, оранжевый, желтый, зеленый, индиго и фиолетовый поглощаются объектом, а синий отражается объектом. Итак, на основе этой информации нам нужно выяснить, что произойдет, если тот же объект осветить смесью одинаково яркого красного и зеленого света.

Итак, давайте снова возьмем наш объект и подсветим его только красным светом и зеленым светом. И нам также сказали, что объект просматривается через синий фильтр. Другими словами, это фильтр, пропускающий только синий свет. Итак, вот глазное яблоко человека, смотрящего на этот объект. И смотрят на это через синий фильтр. Итак, нам нужно выяснить, какого цвета объект будет выглядеть для человека, смотрящего на него через фильтр.

Ну, как мы уже видели, если направить на этот объект все цвета света, то он поглощает их все, кроме синего, который он отражает.И поэтому, когда мы освещаем его красным светом, красный свет будет поглощаться объектом. И то же самое верно для зеленого света. Он не будет отражаться от объекта, чтобы затем продолжить и попасть в чей-то глаз.

Таким образом, обычное освещение объекта красным и зеленым светом не приведет к тому, что свет будет исходить от объекта. И поэтому человек будет видеть объект бесцветным. Другими словами, он будет черным. Теперь то, что этот синий фильтр на месте, ни тут, ни там.Синий фильтр пропускает только синий свет. Но на самом деле этот объект не отражает никакого света. Итак, в этом отношении не существует ни синего света, ни какого-либо другого цвета света. Итак, отвечая на наш вопрос, какого цвета появляется объект? Что ж, получается, что он появится в черном цвете.

Понимание цвета

Цвет окружает нас повсюду. Это ощущение, которое добавляет азарта и эмоций в нашу жизнь.Все, от одежды, которую мы носим, ​​до картин, которые мы рисуем, вращается вокруг цвета. без цвета; мир (особенно мир RGB) был бы гораздо менее красивым местом. Цвет также можно использовать для описания эмоций; мы можем быть красными, грустными или зелеными от зависти.

Чтобы понять цвет, нам нужен краткий обзор света. Без света не было бы цвета и, следовательно, мира RGB. Слава Богу за свет!

Свет состоит из энергетических волн, которые сгруппированы в так называемый спектр.Свет, который кажется нам белым, например свет солнца, на самом деле состоит из многих цветов. Длины волн света не окрашиваются, но создают ощущение цвета.

Видимый свет. Длина волны, которую могут обнаружить наши глаза, составляет лишь небольшую часть спектра электромагнитной энергии. Мы называем это спектром видимого света. На одном конце видимого спектра находятся короткие волны света, которые мы воспринимаем как синие. На другом конце видимого спектра находятся более длинные волны света, которые мы воспринимаем как красный.Все остальные цвета, которые мы можем видеть в природе, находятся где-то в спектре между синим и красным. За пределами на каждом конце видимого спектра находятся короткие длины волн ультрафиолетового света и рентгеновских лучей, а также длинные волны инфракрасного излучения и радиоволн, которые не видны человеческому глазу.

Основные цвета (наверх)

Если видимую часть светового спектра разделить на трети, преобладающими цветами будут красный, зеленый и синий.Эти три цвета считаются основными цветами спектра видимого света.

Основные цвета можно расположить по кругу, обычно называемому цветовым кругом. Красный, зеленый и синий (RGB) образуют треугольник на цветовом круге. Между основными цветами находятся вторичные цвета, голубой, пурпурный и желтый (CMY), которые образуют еще один треугольник.

Средства и методы, используемые для воспроизведения цвета, включают цветные картины, печатные станки, цветную пленку, цветные мониторы, цветные принтеры и т. д.Однако есть только два основных способа воспроизведения цвета: аддитивный и субтрактивный.

Аддитивная цветовая система (RGB) (наверх)

В системе аддитивного цвета используется свет, излучаемый непосредственно источником, до того, как объект отражает свет. Аддитивный процесс воспроизведения смешивает различное количество красного, зеленого и синего света для получения других цветов. Сочетание одного из этих аддитивных основных цветов с другим дает аддитивные вторичные цвета: голубой, пурпурный, желтый.Сочетание всех трех основных цветов дает белый цвет.

Телевизионные и компьютерные мониторы создают цвет, используя основные цвета света. Каждый пиксель на экране монитора изначально черный. Когда красный, зеленый и синий люминофоры пикселя подсвечиваются одновременно, этот пиксель становится белым. Это явление называется аддитивным цветом.

Как упоминалось ранее, телевизионные экраны и компьютерные мониторы являются примерами систем, использующих добавочный цвет.Тысячи красных, зеленых и синих точек люминофора составляют изображение на видеомониторах. Точки люминофора излучают свет при электронной активации, и именно комбинация красных, зеленых и синих точек люминофора разной интенсивности создает все цвета на видеомониторе. Поскольку точки такие маленькие и расположены близко друг к другу, мы не видим их по отдельности, а видим цвета, образованные смешением света. Цвета часто варьируются от одного монитора к другому. Это не новая информация для тех, кто посещал магазин электроники, где выставлены телевизоры различных марок.Кроме того, цвета на мониторах со временем меняются. В настоящее время не существует стандартов цвета для люминофоров, используемых в производстве мониторов для индустрии графики.

Все устройства захвата изображений используют систему аддитивного цвета для сбора информации, необходимой для воспроизведения цветного изображения. К таким устройствам относятся цифровые камеры, планшетные сканеры, барабанные сканеры и видеокамеры.

Подводя итог: аддитивный цвет предполагает использование цветных огней. Он начинается с темноты и смешивает красный, зеленый и синий свет вместе, чтобы получить другие цвета.В сочетании аддитивные основные цвета создают белый цвет.

Subractive Color System (CMY) (наверх)

Фотографии, журналы и другие объекты природы, такие как яблоко; создавать цвет, вычитая или поглощая определенные длины волн цвета, отражая другие длины волн обратно к зрителю. Это явление называется субтрактивным цветом.

Красное яблоко — хороший пример субтрактивного цвета; яблоко действительно не имеет цвета; у него нет собственной световой энергии, он просто отражает длины волн белого света, которые заставляют нас видеть красный цвет, и поглощает большую часть других длин волн, вызывающих ощущение красного цвета. Зрителем (или детектором) может быть человеческий глаз, пленка в камере или светочувствительный прибор.

В субтрактивной цветовой системе используются красители и отраженный свет. Вычитание цвета начинается с объекта (часто субстрата, такого как бумага или холст), который отражает свет, и использует красители (например, пигменты или красители) для вычитания частей белого света, освещающего объект, для получения других цветов.Если объект отражает весь белый свет обратно к зрителю, он кажется белым. Если объект поглощает (вычитает) весь освещающий его свет, свет не отражается обратно к зрителю, и он кажется черным. Это субтрактивный процесс, который позволяет повседневным предметам вокруг нас показывать цвет.

Цветные картины, цветная фотография и все процессы цветной печати используют субтрактивный процесс для воспроизведения цвета. В этих случаях отражающей подложкой служит холст (картины) или бумага (фотографии, репродукции), обычно белая.

В печатных машинах используются цветные чернила, которые действуют как фильтры и вычитают часть белого света, падающего на изображение на бумаге, для получения других цветов. Печатные краски прозрачны, что позволяет свету проходить и отражаться от бумажной основы. Это бумага, которая отражает любой непоглощенный свет обратно к зрителю. В процессе офсетной печати используются голубые, пурпурные и желтые (CMY) рабочие цвета и четвертая краска — черная.Черная печатная краска имеет обозначение K, чтобы избежать путаницы с B для синего цвета. Наложение одной прозрачной печатной краски на другую дает субтрактивные вторичные цвета: красный, зеленый, синий.

На рисунках ниже показаны триадные чернила, напечатанные на белой бумаге. Каждая типографская краска (голубая, пурпурная, желтая) поглощает или вычитает определенные части белого света и отражает другие части обратно к зрителю. Краски для процессной печати прозрачны. Это бумага, которая отражает непоглощенный свет обратно к зрителю.

Для воспроизведения в печати исходное цветное изображение, такое как фотография, должно быть сначала преобразовано в узор из маленьких точек для каждого из четырех цветов (CMYK). При печати чернилами на бумаге маленькие точки обманывают глаза и создают визуальный вид исходного изображения.

Подводя итог: субтрактивный цвет включает в себя красители и отраженный свет.Он использует голубой, пурпурный и желтый пигменты или красители для вычитания частей белого света, освещающего объект, для получения других цветов. При комбинировании в равных количествах чистые субтрактивные основные цвета дают черный цвет.

Почему небо голубое?

Краткий ответ:

Газы и частицы в атмосфере Земли рассеивают солнечный свет во всех направлениях. Синий свет рассеивается больше, чем другие цвета, потому что он распространяется в виде более коротких и меньших волн.Вот почему мы видим голубое небо большую часть времени.

Как и большинство любопытных, вы, наверное, когда-нибудь спрашивали: «Почему небо голубое?» Или, если бы вы увидели красивый закат или рассвет, вы могли бы спросить: «Почему небо красное?»

То, что небо голубое, настолько очевидно, что можно подумать, что причины столь же очевидны. Это не так! Почему из всех цветов радуги синий?

Разве небо не может быть зеленым? Или желтый? Когда мы видим радугу, мы видим в небе зеленый и желтый, а также синий, фиолетовый, оранжевый, желтый, красный и все, что между ними.

Белый свет, исходящий от Солнца, на самом деле состоит из всех цветов радуги. Мы видим все эти цвета, когда смотрим на радугу. Капли дождя действуют как крошечные призмы, когда освещаются Солнцем, преломляя свет и разделяя его на разные цвета.

Но почему разные цвета? Свет, который вы видите, — это всего лишь крошечная частица всех видов световой энергии, излучаемой вокруг Вселенной — и вокруг вас! Подобно энергии, проходящей через океан, световая энергия также распространяется волнами.Что отличает один вид света от других, так это его длина волны или диапазон длин волн. Видимый свет включает длины волн, которые могут видеть наши глаза. Самые длинные волны, которые мы можем видеть, кажутся нам красными. Самые короткие длины волн, которые мы можем видеть, выглядят синими или фиолетовыми.

Длина волны на этом изображении не в масштабе. Длина волны красного света составляет около 750 нанометров, а волны синего или фиолетового цвета — около 400 нанометров. Нанометр — это одна миллиардная часть метра. Человеческий волос имеет толщину около 50 000 нанометров! Так что длины волн видимого света очень и очень малы.

Еще одна важная вещь, которую нужно знать о свете, это то, что он распространяется по прямой линии, если что-то не мешает

• отразить (как зеркало)
• согните его (как призму)
• или разбросать его (подобно молекулам газов в атмосфере)

Когда белый свет от Солнца входит в атмосферу Земли, большая часть красных, желтых и зеленых длин волн света (смешанные вместе и все еще почти белые) проходят прямо через атмосферу к нашим глазам.Синие и фиолетовые волны, однако, как раз такого размера, чтобы сталкиваться с молекулами газа в атмосфере и отскакивать от них. Это приводит к тому, что синие и фиолетовые волны отделяются от остального света и рассеиваются во всех направлениях для всеобщего обозрения. Другие длины волн слипаются в группу и поэтому остаются белыми.

Так что же происходит со всеми «несиними» длинами волн? Они все еще смешаны вместе, не рассеяны атмосферой, поэтому они все еще кажутся белыми. Рассеянный фиолетовый и синий свет доминирует над небом, делая его голубым.Что происходит с фиалкой? Часть фиолетового света поглощается верхними слоями атмосферы. Кроме того, наши глаза не так чувствительны к фиолетовому, как к синему.

Ближе к горизонту небо становится светло-голубым или белым. Солнечный свет, достигающий нас от горизонта, прошел через даже больше воздуха, чем солнечный свет, достигающий нас сверху. Молекулы газа перерассеивали синий свет в стольких направлениях столько раз, что до нас доходит все меньше синего света.

Что делает закат красным?

Кредит: USGS

По мере того, как Солнце опускается в небе, его свет проходит через большую часть атмосферы, чтобы достичь вас.Рассеивается еще больше синего и фиолетового света, позволяя красному и желтому проникать прямо к вашим глазам без всякой конкуренции со стороны синего.

Кроме того, более крупные частицы пыли, загрязнений и водяного пара в атмосфере отражают и рассеивают больше красного и желтого цветов, иногда заставляя все западное небо светиться красным.

Почему рассеяние имеет значение?

Какая часть солнечного света отражается в атмосфере Земли и какая часть отражается обратно в космос? Сколько света поглощают земля и вода, асфальтированные шоссе и загорелые серферы? Сколько света вода и облака отражают обратно в космос? И почему мы заботимся?

Солнечный свет несет энергию, которая нагревает Землю и питает все живое на Земле.На наш климат влияет то, как солнечный свет рассеивается, отражается обратно в космос или поглощается лесами, пустынями, покрытыми снегом и льдом поверхностями, различными типами облаков, дымом от лесных пожаров и другими загрязняющими веществами в воздухе.

Подобно тому, как атмосфера Земли преломляет и рассеивает свет, проходящий через нее от Солнца к поверхности, атмосфера влияет на свет, отражающийся от поверхности обратно в космос.

Вот почему спутники могут выполнять то, что называется дистанционным зондированием из космоса, и многое раскрывать о поверхности и атмосфере.Приборы на спутниках, такие как GOES , изображенные выше, могут измерять интенсивность света различных длин волн. Анализируя эту информацию, ученые-атмосферники выясняют температуру поверхности и атмосферы, уровни углекислого газа, водяного пара, загрязняющих веществ, озона и других газовых примесей.

GOES хорошо использует влияние нашей атмосферы на свет, чтобы помочь нам прогнозировать погоду, понимать и заботиться о нашей планете.

Спутники GOES следующего поколения, называемые серией GOES-R, будут обладать еще лучшими возможностями получения изображений.Серия метеорологических спутников GOES-R разработана NOAA и NASA . Первый спутник серии ГОЭС-16 запущен в 2016 году.