Lumină și culoare: elementele de bază ale elementelor de bază. Lungime de undă

Introducere …………………………………………………………………… 1. Conceptul de temperatură a culorii ……………………………………… ……… .. 1.1. Tabelul valorilor numerice ale temperaturii de culoare a surselor de lumină obișnuite ……………………………………………………………… .. 1.2. Diagrama de cromaticitate XYZ ……………………………………………………….

1.3 Lumina soarelui și Indicele de redare a culorilor (CRI)

2. Metode de măsurare a temperaturii culorii ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………….

Introducere.

Conform senzațiilor noastre psihologice, culorile sunt calde și calde, uneori reci și foarte reci. De fapt, toate culorile sunt fierbinți, foarte fierbinți, deoarece fiecare culoare are propria temperatură și este foarte ridicată. Orice obiect din lumea din jurul nostru are o temperatură peste zero absolut, ceea ce înseamnă că emite radiații termice. Chiar și gheața, care are o temperatură negativă, este o sursă de radiație termică. E greu de crezut, dar este adevărat. În natură, temperatura de -89 ° C nu este cea mai scăzută, temperaturi chiar mai scăzute pot fi atinse, totuși, până acum, în condiții de laborator. Cea mai scăzută temperatură care este posibilă teoretic în prezent în universul nostru este temperatura zero absolut și este egală cu -273,15 ° C. La o astfel de temperatură, mișcarea moleculelor de materie se oprește și corpul încetează complet să emită orice radiație (termică, ultravioletă și chiar mai mult vizibilă). Întuneric complet, fără viață, fără căldură. Unii dintre voi știu probabil că temperatura culorii se măsoară în Kelvin. Cei care au cumpărat acasă becuri economice au văzut inscripția de pe ambalaj: 2700K sau 3500K sau 4500K. Aceasta este exact temperatura de culoare a emisiei de lumină de la bec. Dar de ce se măsoară în Kelvin și ce înseamnă Kelvin? Această unitate de măsură a fost propusă în 1848. William Thomson (alias Lord Kelvin) și este aprobat oficial în Sistemul Internațional de Unități. În fizică și științe direct legate de fizică, temperatura termodinamică este măsurată doar de Kelvin. Începutul raportului scalei de temperatură începe la 0 Kelvin, ceea ce înseamnă - 273,15 grade Celsius. Adică, 0K este temperatura zero absolută. Puteți converti cu ușurință temperatura de la Celsius la Kelvin. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să adăugați numărul 273. De exemplu, 0 ° C este 273 K, apoi 1 ° C este 274 K, prin analogie, o temperatură a corpului uman de 36,6 ° C este 36,6 + 273,15 = 309,75 K. Este atât de simplu.

Capitolul 1. Conceptul de temperatură de culoare.

Să încercăm să ne dăm seama care este temperatura de culoare.

Sursele de lumină sunt corpuri incandescente la temperaturi ridicate, ale căror vibrații termice ale atomilor provoacă radiații sub formă de unde electromagnetice de diferite lungimi. Radiația, în funcție de lungimea de undă, are propria sa culoare. La temperaturi scăzute și, în consecință, la lungimi de undă mai mari, predomină radiația cu o culoare caldă, roșiatică a fluxului luminos, iar la temperaturi mai ridicate, cu scădere a lungimii de undă, cu o culoare rece, albastru-albastru. Unitatea de măsură a lungimii de undă este nanometrul (nm), 1nm = 1 / 1.000.000 mm. În secolul al XVII-lea, Isaac Newton a descompus așa-numita lumină albă de zi cu o prismă și a obținut un spectru format din șapte culori: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru, violet, iar în urma diferitelor experimente a demonstrat că orice culoare spectrală poate fi obținută prin amestecarea fluxurilor de lumină, constând din rapoarte diferite de trei culori - roșu, verde și albastru, care au fost numite cele principale. Așa a apărut teoria cu trei componente.

Ochiul uman percepe culoarea luminii datorită receptorilor, așa-numitele conuri, care au trei varietăți, fiecare dintre ele percepând una dintre cele trei culori primare - roșu, verde sau albastru și are propria sensibilitate față de fiecare dintre ele. Ochiul uman percepe unde electromagnetice în intervalul de la 780 la 380 nanometri. Aceasta este partea vizibilă a spectrului. În consecință, receptorii de lumină ai purtătorilor de informații - cinema și film fotografic sau o matrice de cameră - trebuie să aibă o sensibilitate la culoare identică cu cea a ochiului. Filmele sensibilizate și matricele camerelor video percep undele electromagnetice într-un interval ușor mai larg, captând radiațiile infraroșii (IR) în intervalul de 780-900 nm în apropierea zonei roșii și radiațiile ultraviolete (UV) în intervalul 380-300 nanometri în apropierea violetului. Această regiune a spectrului, în care acționează optica geometrică și materialele sensibile la lumină, se numește domeniul optic.

Ochiul uman, pe lângă adaptarea la lumină și întuneric, are o așa-numită adaptare a culorii, datorită căreia, cu diferite surse, cu diferite rapoarte ale lungimii de undă ale culorilor primare, percepe corect culorile. Filmul și matricea nu posedă astfel de proprietăți, ele sunt echilibrate pentru o anumită temperatură de culoare.

Corpul încălzit, în funcție de temperatura de încălzire, în radiația sa are un raport diferit de lungimi de undă diferite și, în consecință, o culoare diferită a fluxului luminos. Standardul prin care se determină cromaticitatea radiației este un corp absolut negru (ABB), așa-numitul. Emițător Planck. Corpul negru absolut - un corp virtual care absoarbe 100% din lumina incidentă pe el, este descris de legile radiației termice. Iar temperatura de culoare este temperatura corpului negru în grade Kelvin, la care cromaticitatea radiației sale coincide cu cromaticitatea sursei de radiație dată. Diferența dintre scara de temperatură în grade Celsius, unde punctul de îngheț al apei este considerat zero, și scara în grade Kelvin este -273, 16, deoarece punctul de referință în scara Kelvin este temperatura la care orice mișcare a atomilor în organism se oprește și, în consecință, orice radiație se oprește, așa-numitul zero absolut, corespunzător unei temperaturi Celsius de -273,16 grade. Adică, 0 grade Kelvin corespunde unei temperaturi de -273,16 grade. Celsius.

Principala sursă naturală de lumină pentru noi este Soarele și diverse surse de lumină - foc sub formă de foc, chibrit, torță și iluminat variind de la aparate electrocasnice, electrocasnice pentru scopuri tehnice și terminând cu corpuri de iluminat profesionale concepute special pentru cinematografie și televiziune. Atât în ​​aparatele de uz casnic, cât și în cele profesionale, sunt utilizate diverse lămpi (nu vom atinge principiul lor de funcționare și diferențele de proiectare) cu raporturi de energie diferite în spectrele lor de emisie de culori primare, care pot fi exprimate prin valoarea temperaturii culorii. . Toate sursele de lumină sunt împărțite în două grupuri principale. Primul, cu temperatura de culoare(Ttsv.) 5600 0K, lumină albă de zi (DS), în a cărei radiație predomină partea de unde scurtă, rece a spectrului optic, acestea din urmă sunt lămpi cu incandescență (LN) cu Ttsv.- 32000K și predominanța în emisie din partea lungă, caldă a spectrului optic.

Cum începe totul? Totul începe de la zero, inclusiv emisia de lumină. Negrul este deloc absența luminii. Din punct de vedere al culorii, negrul este 0 intensitate de radiație, 0 saturație, 0 nuanță (pur și simplu nu există), aceasta este absența completă a tuturor culorilor. De ce vedem un obiect negru, ci pentru că absoarbe aproape complet toată lumina care cade pe el. Există așa ceva ca un corp complet negru. Un obiect idealizat este numit un corp absolut negru, care absoarbe toate radiațiile incidente pe el și nu reflectă nimic. Desigur, în realitate acest lucru este de neatins și corpurile absolut negre nu există în natură. Chiar și obiectele care ni se par negre nu sunt de fapt complet negre. Dar este posibil să se realizeze un model al unui corp aproape complet negru. Modelul este un cub cu o structură goală în interior, o gaură mică a fost făcută în cub prin care razele de lumină pătrund în cub. Designul este oarecum asemănător cu o căsuță pentru păsări. Privește imaginea (1).

Poza 1). - Model corp negru.

Lumina care intră prin gaură va fi complet absorbită după mai multe reflexii, iar gaura va apărea complet neagră din exterior. Chiar dacă vopsim cubul în negru, gaura va fi mai neagră decât cubul negru. Această gaură va fi un corp complet negru. În sensul literal al cuvântului, gaura nu este un corp, ci doar vizual ne demonstrează un corp absolut negru.

Toate obiectele au radiație termică (atâta timp cât temperatura lor este peste zero absolut, adică -273,15 grade Celsius), dar niciun obiect nu este un emițător ideal de căldură. Unele obiecte radiaza caldura mai bine, altele mai rau, si toate acestea in functie de diferite conditii de mediu. Prin urmare, se aplică un model de corp negru. Blackbody este emițătorul ideal de căldură. Putem vedea chiar și culoarea unui corp negru dacă îl încălzim, iar culoarea pe care o vedem va depinde de temperatura la care încălzim un corp negru. Ne apropiem de un astfel de concept precum temperatura culorii.

Privește imaginea (2).

Figura (2). - Culoarea unui corp complet negru în funcție de temperatura de încălzire.

a) Există un corp absolut negru, nu-l vedem deloc. Temperatura 0 Kelvin (-273,15 grade Celsius) - zero absolut, absența completă a oricărei radiații.

b) Aprindem „flacăra super-puternică” și începem să ne încălzim corpul absolut negru. Temperatura corpului, prin încălzire, a crescut la 273K.

c) A mai trecut ceva timp și vedem deja o strălucire roșie slabă a unui corp absolut negru. Temperatura a crescut la 800K (527 ° C).

d) Temperatura a crescut la 1300K (1027 ° C), corpul a căpătat o culoare roșu strălucitor. Puteți vedea aceeași culoare strălucitoare când încălziți unele metale.

e) Corpul s-a încălzit până la 2000K (1727 ° C), ceea ce corespunde strălucirii portocalii. Cărbunii fierbinți în foc, unele metale când sunt încălzite și flacăra lumânării au aceeași culoare.

f) Temperatura este deja de 2500K (2227 ° C). Strălucirea la această temperatură devine galbenă. Este extrem de periculos să atingi un astfel de corp cu mâinile!

g) Culoare albă - 5500K (5227 ° C), aceeași culoare a strălucirii Soarelui la amiază.

h) Culoarea albastră a strălucirii - 9000K (8727 ° C). În realitate, va fi imposibil să obțineți o astfel de temperatură prin încălzire cu o flacără. Dar un astfel de prag de temperatură este destul de realizabil în reactoare termonucleare, explozii atomice, iar temperatura stelelor din univers poate ajunge la zeci și sute de mii de Kelvin. Putem vedea doar aceeași nuanță albastră de lumină, de exemplu, de la lumini LED, corpuri cerești sau alte surse de lumină. Culoarea cerului pe vreme senină este aproximativ aceeași culoare. Pentru a rezuma toate cele de mai sus, puteți oferi o definiție clară a temperaturii culorii. Temperatura de culoare este temperatura unui corp negru la care emite radiații în același ton de culoare ca radiația în cauză. Mai simplu spus, o temperatură de 5000K este o culoare care devine un corp absolut negru atunci când este încălzită la 5000K. Temperatura de culoare a portocaliului este de 2000K, ceea ce înseamnă că un corp absolut negru trebuie încălzit la o temperatură de 2000K pentru ca acesta să capete o strălucire portocalie.

Dar culoarea strălucitoare a unui corp roșu nu corespunde întotdeauna cu temperatura acestuia. Dacă flacăra aragazîn bucătărie este albastru-albastru, asta nu înseamnă că temperatura flăcării este peste 9000K (8727 ° C). Fierul topit în stare lichidă are o nuanță de culoare galben-portocaliu, care de fapt corespunde temperaturii sale, care este de aproximativ 2000K (1727 ° C).

Profesor de fizică la Bakhchisarai

Gapeenko Nina Alexandrovna

Lecția 2.78 pe această temă „Dispersia luminii”

Ţintă: explorați concepte: optică undelor, spectru, lumină monocromatică, dispersie; explicați culorile obiectelor.

Metodă: explicativ-ilustrativ, cercetare.

În timpul orelor:

Slide 2-3.

Pe diapozitive, vedem manifestarea legilor reflexiei si a legilor refractiei in culoare. Poate optica geometrică să răspundă la întrebarea: de unde provin anumite culori și ce este culoarea?

Nu. Pentru aceasta este necesar să se studieze structura undelor de lumină. Și aceste întrebări sunt discutate în secțiunea „Optica undelor”.

Slide 4.

("Optica undelor" și principalele sale întrebări)

Slide 5.

Astăzi, în lecție, ne vom uita la proprietatea „varianță”.

Notați tema lecției:

Explicația noului material:

Să trecem la datele experimentale. Înapoi în 1605. Omul de știință englez Thomas Harriot, studiind refracția luminii în lichide, a descoperit că indicele de refracție al aceleiași substanțe este unul pentru razele roșii și altul pentru razele verzi. Aceasta înseamnă că viteza undelor luminii culoare diferitaîn substanță este diferită.

În prezent se știe că Culoare vizibilă pentru ochi este determinată de frecvența undei luminoase. Prin urmare, descoperirea lui Harriot poate fi considerată ca descoperirea dependenței indicelui de refracție al unei substanțe de frecvența luminii.

Harriot însuși a tăcut despre descoperirea sa și a aflat despre cercetările sale mult mai târziu. În 1611. Un fenomen similar, doar nu în lichide, ci în sticlă, a fost descoperit de un om de știință italian. Mark Antony Dominis.Și, deși rezultatele sale au fost publicate, acestea nu au primit o distribuție largă, iar Dominis însuși a murit 13 ani mai târziu în închisoarea Inchiziției.

V 1648 dispersia luminii a fost redescoperita de savantul ceh J.M.Marci. Cu toate acestea, nici de data aceasta nimeni nu i-a acordat atenție.

Și numai atunci când au fost efectuate experimentele corespunzătoare Isaac Newtonîn 1666 , lumea a aflat în sfârșit despre noul fenomen.

La începutul anului 1666. Newton era ocupat cu șlefuirea ochelarilor optici nesferici și a decis să experimenteze faimosul fenomen al culorilor cu o prismă de sticlă triunghiulară.

Slide 6-8.

„La început, vederea culorilor strălucitoare și vii care au fost obținute în același timp m-a distrat plăcut. - și-a amintit mai târziu Newton. „Dar după un timp, forțându-mă să le privesc mai atent, am fost surprins de forma lor alungită ...”

Poza observată a fost numită prismatic sau spectrul de dispersie.

Înainte de Newton, lumina albă (lumina soarelui) era considerată simplă și culori diferite - modificările sale care apar ca urmare a interacțiunii luminii cu „întunericul” sau orice substanță. Newton, în cuvintele contemporanilor săi, a exprimat o ipoteză „ciudată și neobișnuită”: „Trebuie să distingem două tipuri de culori: unele sunt originale și simple, în timp ce altele sunt compuse din ele”. Unele dintre razele simple, potrivit lui Newton, „sunt capabile să producă roșu și nimic altceva, altele — galben și nimic altceva și așa mai departe.

Newton și-a formulat concluziile finale sub forma mai multor teoreme. Primul dintre ei a citit:

« Teoremaeu . Fasciculele care diferă în culoare diferă și în gradul de refracție.”

« TeoremaII... Lumina soarelui constă din raze de refracție diferită "

Asa de, Lumină albă, conform lui Newton, nu este simplu. Are o compoziție complexă și poate fi descompusă într-un spectru folosind o prismă de sticlă.

Robert Hooke a fost însărcinat să revizuiască munca lui Newton. După ce a stat câteva ore la rând peste recenzii, Hooke în recenzia sa a prezentat o obiecție atât de puternică la teoria lui Newton, încât lui Newton i-a luat șase luni să se gândească la răspunsul său. (Potrivit lui Hooke, afirmația că lumina albă conține raze de toate culorile este echivalentă cu afirmația că aerul conținut în burdufurile de orgă conține toate tonurile sonore simultan. Cu alte cuvinte, aceasta este același lucru cu a spune că acel zgomot este o colecție. a sunetelor muzicale corecte.)

În răspunsul său la recenzia lui Hooke, Newton s-a îndepărtat de problema luată în considerare și s-a concentrat pe punctele slabe ale propriei teorii a lui Hooke.

Obiecțiile lui Hooke au fost însă urmate de criticile lui Huygens. „Dacă faptul că razele de lumină în starea lor inițială ar fi unele roșii, altele albastre și așa mai departe ar fi adevărat”, a scris el, „ar fi foarte greu de explicat pe principii mecanice care este această diferență de culoare”.

Huygens s-a dovedit a fi foarte perspicace - o explicație a acestei radiații a apărut abia în secolul al XIX-lea, când s-a stabilit că radiația diferitelor culori diferă în frecvența oscilațiilor.

Diapozitivul 9.

Într-adevăr, dacă cu ajutorul celei de-a doua prisme, inversată cu 180 de grade față de prima, colectează toate fasciculele de spectru , culoarea va fi din nou albă.

Slide 10-12

Se numește radiație electromagnetică cu o frecvență specifică și strict constantă monocromatic.

(În practică, conține o porțiune îngustă a spectrului)

- Dați o definiție a conceptelor „radiație vizibilă”, „spectru”, „culoare”, „dispersie”.

Culoare- proprietatea corpului de a provoca o anumită senzație vizuală în concordanță cu compoziția spectrală a radiației reflectate sau emise.

Spectru- un set de vibrații armonice (sau unde) generate de orice sursă.

Radiații vizibile- radiații electromagnetice cu o lungime de undă de 380 până la 780 nm.

Dispersia Este descompunerea luminii albe în șapte culori.

Slide 13.

Ieșire:

Prisma nu schimbă lumina, ci doar o descompune în părțile sale componente.

lumină albă constă din raze colorate.

Razele violet sunt refractate mai puternic decât cele roșii.

De ce?

Teoria electromagnetică clasică a dispersiei a fost creată la sfârșitul secolului al XIX-lea de H.A. Lorentz. Conform teoriei electromagnetice, dispersia luminii este rezultatul interacțiunii unei unde luminoase cu moleculele unei substanțe. Când o undă luminoasă pătrunde într-o substanță, sub acțiunea câmpului electric al acestei unde, electronii moleculelor încep să efectueze oscilații forțate. Frecvența acestor vibrații coincide cu frecvența undei, iar amplitudinea depinde de raportul dintre această frecvență și frecvența naturală a vibrațiilor electronilor. La diferite frecvențe ale luminii, amplitudinea oscilațiilor forțate ale electronilor, precum și gradul de polarizare a substanței, sunt de asemenea diferite. În acest caz, constanta dielectrică a substanței se dovedește a fi diferită ... Dar viteza luminii
, și indicele de refracție

Astfel, dacă depinde de frecvența luminii, atunci dependența de frecvență va avea și cu .

Viteza luminii în vid este egală cu c = 3 · 10 8 m/s. Dar lumina este diferită: galben, roșu, verde etc. În vid, razele de toate culorile călătoresc cu aceeași viteză. Să dovedim concluzia că razele de diferite culori se propagă în materie cu viteze diferite în practică.

Să acordăm atenție formulei:
.

Prin urmare,
(ne bazăm pe formula din lucrările de laborator pentru a determina indicele de refracție al sticlei).

Diapozitivul 14.

Ieșire:

Lumina roșie, care este mai puțin refractă, are cea mai mare viteză, iar lumina violetă are cea mai scăzută, astfel încât prisma răspândește lumina.

De ce?

Raționamentul este pus pe tablă:

Aceasta înseamnă că indicele de refracție depinde de lungimea de undă (de la frecvență).

Slide 15.

Ieșire: Indicele de refracție depinde de lungimea de undă radiatie electromagnetica. → Dependența indicelui de refracție al luminii de lungimea de undă se numește dispersie.

Definiție: Dependența vitezei luminii în materie (sau a indicelui de refracție) de frecvența undei (sau a culorii) se numește dispersia luminii.

Slide 16

Verificarea inițială a înțelegerii:

Ce este dispersia luminii?

Ce fel de lumină se numește monocromatică?

Ce fel de lumină se va propaga în materialul prismei (sticlă) la o viteză mai mare?

Ce se întâmplă când razele de lumină ale spectrului sunt conectate?

Cum puteți explica culoarea albă a zăpezii, culoarea neagră a funinginei, culoarea verde a frunzelor, culoarea roșie a steagului?

Ce determină culoarea undelor luminoase? Din frecvență (numai ca frecventa nu se schimba la trecerea de la un mediu transparent la altul si nici culoarea nu se schimba)

Explicația cromaticității:

Amplitudinea oscilațiilor electronilor devine deosebit de semnificativă.rons in materie lav≈ v 0 ... În acest caz, o rezonanțăabsorbția energiei și radiația frecvențelor corespunzătoare din incidentlumină „cădea” (absorbită).

În moleculele unei substanțe transparente incolore, cum ar fi sticla, cele mai semnificative frecvențe de rezonanță se află în regiunea ultravioletă. De aceea sticla obisnuita transmite bine lumina vizibilă și absoarbe lumina ultravioletă.

Ochelarii colorați au și rezonanțe în domeniul de frecvență vizibil. Din această cauză, o parte din lumina transmisă este absorbită și rămâne doar cea care dă culoare sticlei. De exemplu, privind o lampă incandescentă printr-un filtru de lumină albastră, o vom vedea albastră, deoarece filtrul de lumină albastră transmite doar raze albastre, violete și albastre din întregul set de radiații de la lampă și absoarbe restul.

Culoarea obiectelor opace este determinată de lumina pe care acestea o reflectă difuz (difuz). Deci, de exemplu, un obiect care absoarbe toate razele cu excepția verdelui, reflectându-l pe acesta din urmă, devine verde. Dacă suprafața unui obiect reflectă la fel de bine razele tuturor culorilor spectrului, atunci acesta va apărea alb. Suprafețele albe sunt foarte reflectorizante. Mai mult, cu cât coeficientul de reflexie al unei suprafețe albe este mai mare, cu atât pare mai strălucitor. Prin urmare, pulberea albă de oxid de magneziu arată foarte ușoară (reflectanță 96%). Zăpada proaspăt căzută reflectă 85% din fluxul de lumină incidentă, hârtie albă - 75%.

„Razele negre” nu există în natură. Un obiect ni se pare negru în cazul în care absoarbe aproape toată lumina care cade pe el, reflectând la fel de slab razele tuturor culorilor. De exemplu, reflectanța catifelei negre este de numai 0,3%.

În general, toate culorile găsite în natură sunt împărțite în acromăticși cromatic. Culorile acromatice includ alb, negru și gri.

Culorile cromatice includ culorile spectrale (de la roșu la violet), mov (purpuriu, cireș și liliac) și toate celelalte (maro, salată etc.), rezultate din amestecarea diferitelor culori între ele. Culorile magenta apar atunci când culorile roșu și violet sau albastru sunt amestecate în proporții diferite.

Roșu, verde și culorile albastre sunt independent reciprocnoi suntem. Aceasta înseamnă că fiecare dintre ele nu poate fi obținut prin amestecarea celorlalte două. Prin direcționarea a trei fascicule de lumină pe un ecran alb, transmise prin filtrele de lumină roșie, verde și, respectiv, albastră, în punctul de intersecție a acestora, puteți obține o culoare albă. Adevărat, se va dovedi doar cu un raport complet clar al luminozității fasciculelor de lumină pliante. Prin modificarea acestui raport, ca rezultat al amestecării roșu, verde și flori albastre se poate obţine aproape orice altă culoare cromatică.

Slide 17

Explicație bazată pe proprietatea de dispersie a luminii a fenomenului natural „Curcubeu”

Ancorare:

Diapozitivul 18

Consolidarea cunoștințelor acumulate în lecție:

Test de dispersie a luminii

Opțiunea 1

Comparați viteza de propagare a radiațiilor roșii și violete în vid.

A. υ к ›υ f

B. υ к = υ f

B. υ к ‹υ f

Cum se va schimba frecvența radiației verzi când lumina trece din aer în apă?

A. Scăderi

B. Nu se schimbă

B. Creșteri

Indicele de refracție al apei la o temperatură de 20 0 С pentru diferite raze monocromatice de radiație vizibilă este în intervalul de la n 1 = 1,3308 la n 2 = 1,3428. Care dintre acestea este indicele de refracție al razelor violete?

A. n 2

B. n 1

V. n 1 și n 2

De ce este o lumină roșie pentru transport o lumină de avertizare?

A. Asociat cu culoarea sângelui

B. Lovitor

B. Are cel mai mic indice de refracție

D. Se risipește cel puțin în aer și ceață.

Textul este scris pe hârtie albă cu litere roșii. Ce culoare vor apărea literele negre prin sticlă?

A. Bely

B. Roșu

V. Zeleny

Opțiunea 2

Comparați viteza de propagare a radiațiilor roșii și violete în sticlă.

A. υ к ›υ f

B. υ к = υ f

B. υ к ‹υ f

Cum se va schimba lungimea de undă a radiației roșii atunci când lumina trece din aer în apă?

A. Scăderi

B. Nu se schimbă

B. Creșteri

Ce determină culoarea undelor luminoase?

A. Din frecvența lor

B. Din viteza de răspândire a acestora

B. De la lungimea de undă

De ce lucrătorii din construcții poartă căști portocalii?

A. culoare portocalie bine vizibil de la distanta

B. Schimbări mici pe vreme rea

B. Cel mai puțin disipat în aer și ceață.

D. Conform cerințelor de securitate a muncii.

Cerneala roșie este turnată într-o sticlă de sticlă verde. Ce culoare apare cerneala?

A. Cherny

B. Roșu

V. Zeleny

Slide 19

Autotestare

Autoanaliză (reflecție)

Teme pentru acasă:

Slide 20.

Teme pentru acasă:

Punctul 53 (manual editat de prof. N.A. Parfentieva)

Rymkevici # 1081,1083,1084

Activitate creativă: „Aplicarea dispersiei luminii”.

Bibliografie:

Rymkevich A.P., „Cartea cu probleme” pentru clasele 10-11, Moscova, editura „Drofa”, 2006

Gromov S.V., „Fizică - 11”, Moscova, editura „Educație”, 2009

Myakishev G.Ya., „Fizica - 11”, Moscova, editura „Educație”, 2014

Pinsky A.A., „Fizica - 11”, Moscova, editura „Prosveshchenie”, 2009

Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate opțiunile de prezentare. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Ţintă: să consolideze cunoștințele elevilor cu privire la tema: „Proprietățile undei ale luminii”, să dezvolte interesul cognitiv pentru subiect, să arate utilizarea proprietăților undei ale luminii în practică, să consolideze abilitățile de lucru cu echipamente de laborator L-micro, să utilizați tehnologia informației, munca de laborator virtual.

Echipament: computer, tablă interactivă SMART, dispozitiv multimedia, disc „Unified State Exam in Physics, 100 points”, „Live Physics”, echipament L-micro pentru lucrări de laborator.

I. Organizarea clasei.Împărțiți clasa în 4 grupuri și dați-le nume:

• „Interferență”,
• "Difracţie",
• "Polarizare",
• „Dispersie”.

II. Cuvântul profesorului. Din cele mai vechi timpuri pe planeta noastră

S-au spus multe legende despre lumină,
Apoi au fost multe lucruri dincolo de controlul lui,
Dar lumina i-a atras pe toată lumea cu un mister frumos.

Iată prima întrebare:

Ce este lumina?

1 grup.

Mulți oameni de știință căutau un răspuns
Au facut multe descoperiri...
Să vedem ce ne-au dezvăluit?
În primul rând, lumina este un val,
Se numește electromagnetic.
Nimic nu bate viteza luminii
Trei sute de mii de kilometri pe secundă se vor repezi.

Grupa 2

Lumina este schimbătoare și deloc simplă,
La urma urmei, el are o dualitate de proprietăți:
Proprietățile particulelor sunt, desigur, frumoase,
Dar proprietățile undei îi sunt supuse și ele.
Să aruncăm o privire în caracterul lui, vom profund
Și aici sunt multe proprietăți care ne sunt atât de necesare!
Dispersie, refracție, difracție
Ele ne permit să înțelegem multe fenomene,
Pentru a înțelege multe și a răspunde corect,
De ce atât adulții, cât și copiii au nevoie de lumină!

Grupa 3

Să aruncăm o privire la exemple reale:
De aceea foaia de hârtie este albă?
Răspunsul este foarte simplu, nu poate fi mai simplu:
Doar că hârtia reflectă toată lumina.
Și uită-te la negru - opusul,
Este imposibil să mergi în el vara.
Și din nou întrebarea: de ce se întâmplă asta?
Doar că negrul absoarbe totul.

4 grupa

Lumea este atât de frumoasă, planeta este frumoasă
Și aici nu a fost fără ajutorul luminii.
La urma urmei, un curcubeu, frunze, copaci, flori,
Tot ce vedem în culori frumoase
Tot ce este frumos pentru ochi este
Toată această lumină se deschide pentru noi!

Newton, Huygens și lumină. Nașterea opticii în secolul al XVII-lea.

I. Newton a fost cel care, cu multă ingeniozitate și răbdare, a efectuat sute de experimente, fiecare dintre ele trebuind să răspundă la întrebări specifice:

• culoarea este o caracteristică a gradului de refracție;
• culoare albă - există un amestec de raze multicolore;
• la separarea albului, unghiul de refracție crește de la roșu la violet;
• când toate culorile sunt amestecate, albul se formează din nou?

Și-a testat ipoteza în două moduri:

• printr-o combinație de două prisme așezate într-un rând cu o rotație de 180 °, a doua prismă a amestecat culorile așezate de prima;
• cunoscutul disc al lui Newton, cu a cărui rotație rapidă apare iluzia de alb.

(Abilitatea retinei de a stoca imagini pentru o perioadă de timp, aproximativ 0,1 sec.)

Dar cea mai remarcabilă demonstrație a fenomenelor de optică ondulatorie au fost inelele lui Newton. Huygens le-a observat înainte, dar Newton a fost primul care a explicat acest fenomen, deși s-a înclinat spre modelul corpuscular al luminii. El a sugerat că razele de lumină își asumă periodic două stări: „stare acceptabilă” și „stare reflexivă”.

Astăzi vom vorbi despre proprietățile undei ale luminii.

„Interferență”

Credem că interferența este cea mai convingătoare dovadă a proprietăților undei luminii.

Experiență: aprindeți un bec, apoi altul - a devenit mai luminos, dar nu vedem imaginea interferenței. Și acum să încercăm să o facem ca T. Jung. Din experiența sa, frontul de undă este împărțit la două

sursa situată îndeaproape. Există un model de interferență pe ecran. El a determinat, de asemenea, lungimea de undă pentru partea violetă a spectrului - 0,42 microni, pentru spectrul roșu - 0,7 microni.Interferența a fost însoțită de descompunerea spectrală în componente monocromatice. Dar imaginea interferenței nu poate fi obținută dacă sursele nu sunt coerente. Coerente sunt două unde luminoase de aceeași frecvență, în care diferența de fază este zero. Experiența arată că atunci când se adaugă unde coerente apare un model de interferență de maxime și minime de iluminare.

Experimente pe computer.

Interferența este utilizată pe scară largă:

• Interferometrul Michelson este un dispozitiv care este utilizat pentru măsurători de precizie. Cu ajutorul acestui dispozitiv în 1881 A. Michelson și E. Morley au încercat să determine dacă există o diferență în valoarea vitezei luminii în timpul propagării acesteia de-a lungul și peste direcția mișcării orbitale a Pământului.
• iluminarea opticii. Lumina care trece prin lentilele camerelor, binoclul este reflectată de pe suprafețele din față și din spate. La reflectare, se pierde 8-10% din energia luminii, iar dacă lentila constă din mai multe lentile, atunci se pierde până la 50% din energie. Pentru a evita acest lucru, pe suprafața lentilei se aplică chimic o peliculă subțire, a cărei grosime și indicele de refracție sunt selectate astfel încât să apară un minim de interferență în lumina reflectată.

Metodele de interferență au găsit o largă aplicare în alte domenii ale științei și tehnologiei. Folosind un interferometru, se poate investiga calitatea măcinării suprafeței, se pot măsura coeficienții de expansiune ai solidelor, o mică modificare a dimensiunii feromagnetilor într-un câmp magnetic și feroelectricilor într-un câmp electric și, de asemenea, se pot măsura indicii de refracție ai substanțelor, concentrații mici de impurități în gaze și lichide.

În astronomie, metodele de interferență fac posibilă estimarea diametrului unghiular al stelelor.

"Difracţie"

Faptul că lumina trece dincolo de marginile obstacolelor este cunoscut oamenilor de foarte mult timp. Prima descriere științifică a acestui fenomen îi aparține lui F. Grimaldi, care nu numai că a descris estomparea unei umbre dintr-un obiect, ci și o dungă de culoare în zona de estompare. El a numit mai întâi acest fenomen difracție. Difracția luminii este învăluirea obiectelor opace de către lumină și, drept consecință, pătrunderea luminii în zona unei umbre geometrice. H. Huygens a fost primul care a încercat să explice acest fenomen propunând principiul construirii fronturilor de undă pentru aceasta. Dar trebuie să aducem un omagiu unui alt om de știință, O. Fresnel, care a făcut multe pentru dezvoltarea teoriei ondulatorii a luminii. În 1818 a prezentat munca competitiva intitulat „Notă despre teoria difracției”, în care a demonstrat că numai teoria ondulatorie a luminii explică modelul de difracție.

Utilizarea difracției luminii dintr-o fantă în scopuri practice este foarte dificilă și incomodă din cauza vizibilității slabe a modelului de difracție. O rețea de difracție este un dispozitiv spectral folosit pentru a descompune lumina într-un spectru și pentru a măsura lungimea de undă. Vin în metal și sticlă. Pe aceste grătare se aplică un număr mare de curse paralele: 2000 de curse pe milimetru de suprafață. Caracteristica principală a rețelei este constanta rețelei d = a + b, d sin f= m j(m = 0,1,2 ....), unde unghiurile f satisface condiția, se observă maximele principale ale modelului de difracție. Printre diversele aplicații practice ale proprietăților de undă ale luminii din ultimele decenii, una dintre cele mai interesante este holografia. Esența holografiei este fixarea informatii complete despre subiect și informații nu numai despre amplitudinea undei luminoase, ci și despre faza acesteia. În 1960, odată cu apariția laserelor, metoda holografică a început să fie folosită mai des. Ideile și principiile holografiei au fost formulate de D. Gabor în 1948. Există holograme: optice, volumetrice, acustice. Înregistrările holografice fac posibilă înregistrarea vibrațiilor și deformațiilor care apar în diferite unități și părți ale mașinilor de operare, precum și studii cantitative ale fluxurilor de aer în tunelurile de vânt.

"Polarizare"

Undele elastice sunt longitudinale și transversale. În undele longitudinale, vibrațiile particulelor apar de-a lungul direcției de propagare a undelor, iar undele transversale - perpendiculare pe această direcție. Lumina, în care vectorul luminos oscilează aleatoriu în același timp în toate direcțiile perpendiculare pe fascicul, se numește naturală sau nepolarizată. Exemple tipice de astfel de lumină sunt radiația solară, lămpile cu incandescență, lămpile fluorescente. Iar lumina, în care direcția de oscilație a vectorului luminos este strict fixată, se numește polarizat liniar sau polarizat în plan. Polarizarea luminii este înțeleasă ca separarea vibrațiilor luminii de lumina naturală cu o anumită direcție a vectorului electric. Dependența indicelui de absorbție al unei substanțe de direcția de vibrație a vectorului luminos se numește dicroism. În utilizarea practică, turmalina nu este foarte convenabilă: este costisitoare și nu pot fi tăiate plăci mari din ea. Prin urmare, filmele dicroice speciale plasate între plăcile de sticlă, de exemplu, filmele din cristale de herapatită, sunt mai frecvente ca polaroizi.

Lumea a discutat de multă vreme problema instalării polaroid-urilor pe farurile și parbrizele mașinilor atunci când se elimină strălucirea farurilor mașinilor care se apropie. Pentru a face acest lucru, polaroidul de pe faruri și parbriz trebuie să permită vibrații la un unghi de 45 ° față de orizont. Apoi direcția vibrațiilor luminoase ale mașinii care se apropie va fi perpendiculară pe planul în care polaroidul trece vibrațiile și farurile se vor stinge. Lumina polarizată a mașinii, după ce a fost reflectată de pe șosea, va trece prin parbriz. Configurarea polaroidelor are sens. Dacă echipați toate mașinile cu ele.

"Dispersie"

Descompunerea luminii albe într-un spectru folosind o prismă de sticlă a fost obținută mai întâi de I. Newton. Lumina albă este descompusă într-un spectru, dar culorile monocromatice (roșu, albastru, violet) nu sunt descompuse mai departe în componente spectrale.

Fiind un susținător al teoriei corpusculare a luminii, I. Newton a explicat acest fapt după cum urmează: Violet constă din particule mici, roșii - din cele mai masive. Studiul fenomenelor de interferență și difracție a luminii a arătat că culoarea este asociată cu lungimea de undă și, prin urmare, cu frecvența acesteia. Această proprietate a valurilor poate fi observată în natură.

În cronicile rusești, curcubeul era numit arcul paradisului. În Grecia antică, curcubeul a fost personificat de zeița Iris, ea a făcut legătura între cer și pământ, a fost un mijlocitor între oameni și zei. Curcubeul este „facut” de picături de apă: pe cer, picături de ploaie, pe pământ, stropi de jet de apă al unei cascade, o fântână. Într-o picătură de apă apar fenomene optice, datorită cărora ia naștere un curcubeu. Refracția la interfața aer-apă conform legii „raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinusul unghiului de refracție este egal cu indicele de refracție relativ”; reflectarea luminii la interfața aer-apă conform legii „unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidență al razei”. Dispersia luminii este descompunerea luminii într-un spectru. Condiții pentru apariția unui curcubeu: prezența picăturilor de apă cu diametrul de 0,08 - 0,2 mm; o poziție specială a observatorului - cu spatele la soare, în afara zonei de ploaie cu înălțimea soarelui deasupra orizontului nu mai mult de 42? Partea de sus a curcubeului este întotdeauna roșie, partea de jos este violet. Un fenomen natural frumos nu va lăsa pe nimeni indiferent.

Întrebare: Este adevărat că există curcubee albe?

Da, se numesc ceață. Ele apar atunci când sunt iluminate de razele solare ale unei cețe slabe, formate din picături cu o rază de 0,025 mm sau mai puțin. Chiar și o lampă stradală poate crea un curcubeu alb vizibil pe fundalul întunecat al cerului nopții.

Curcubeul și aureola sunt de aceeași natură fizică. Halo provine din cuvântul grecesc antic „halos” - o platformă rotundă. Ele pot arăta foarte diverse - inele luminoase în jurul Soarelui sau Lunii, cruci, stâlpi, stele false. Se observă un halou dacă lumina strălucește prin nori subțiri cirrostratus. Acești nori sunt alcătuiți din cristale de gheață sub forma unei prisme hexagonale regulate. halourile sunt albe și cu nuanțe de culoare și se explică prin faptul că o strălucire apare ca urmare a refracției luminii în cristale și a reflecției de pe fețele lor. Mai multe halouri pot fi văzute adesea pe cer. De exemplu: un halou foarte complex a fost observat la Sankt Petersburg pe 18 iunie 1794: erau 12 cercuri și arce pe cer în același timp, 9 dintre ele erau colorate. Se numește așa - fenomenul Petersburg.

Întrebare: Interesant, dar pe alte planete poate exista un astfel de fenomen?

Oamenii de știință au înregistrat un halou pe alte planete ale sistemului solar - în atmosfera lui Venus, precum și în atmosfera lui Io, luna lui Jupiter.

Miraj - origine francezași are două sensuri: reflecție și fenomen înșelător. Mirajele sunt fenomene, a căror descriere este destul de comună în fictiune... Iată un fragment din basmul francez „Prițesa Dangobert”:

„Marinarii s-au urcat pe curți, iar căpitanul a luat telescopul și a văzut castelul atârnat pe lanțuri de aur între cer și pământ”. Ghici despre ce fenomen vorbim?

Un miraj este o imagine a unui obiect existent efectiv pe pământ, adesea mărită și foarte distorsionată. Sunt de sus, de jos și compuse.

Cele inferioare (lacustre) apar pe o suprafață foarte încălzită. Ele sunt observate în deșerturi și stepe sufocante. Aerul din apropierea solului este foarte fierbinte, iar indicele său de refracție este mai mic decât cel al aerului rece care se află mai sus. Reflexia în acest strat este similară cu reflexia în apă. Superior apar, dimpotrivă, pe o suprafață puternic răcită, de exemplu, peste apă rece. Ele sunt observate la latitudinile nordice. În acest caz, indicele de refracție al aerului este mai mare la suprafața apei și scade odată cu înălțimea. Complex mirajele se numesc fata - morgana, apar concomitent, adica atunci cand sunt conditii atat pentru mirajul superior cat si pentru cel inferior. Mirajele complexe arată ca palate fantomatice, castele, pajiști și grădini, iar întreaga imagine dispare rapid.

Întrebare: Este și legenda „Olandezului zburător” un miraj?

Da, cu siguranță este un miraj superior.

Apus de soare.

Curbura traseului razelor de lumină în atmosferă explică nu numai mirajul, ci și un fenomen optic uimitor de frumos - apusul. Într-adevăr, un apus de soare nu seamănă deloc cu altul. Dar întotdeauna soarele apus devine roșu.

Cerul albastru se datorează împrăștierii moleculare a luminii prin fluctuațiile de densitate. Factorul de disipare este invers proporțional cu lungimea de undă cu a patra putere. Drept urmare, razele albastru-violete sunt împrăștiate de 16 ori mai mult decât cele roșii. De aici culoarea albastră a cerului în timpul zilei. Când soarele este scăzut, calea razelor prin atmosferă este mult mai lungă decât în ​​timpul zilei când soarele este sus. Având în vedere că razele albastre sunt mai puternic împrăștiate de atmosferă, este clar că în principal razele portocalii și roșu-galbene ajung la ochi de la soare. Prin urmare, soarele la apus și la răsărit apare roșu portocaliu.

Întrebare: O potecă strălucitoare este vizibilă împotriva soarelui. Cum se formează? De ce pista este întotdeauna orientată spre observator?

Răspuns: Calea apare la suprafața apei datorită reflectării luminii de la undele mici, care sunt orientate în direcții diferite. Prin urmare, razele reflectate intră în ochi și fiecare observator își vede propriul drum.

Mulțumiri. Avem cunoștințe repetate și generalizate

Spectrul electromagnetic reprezintă gama tuturor frecvențelor sau lungimilor de undă ale radiațiilor electromagnetice, de la frecvențe foarte joase de energie, cum ar fi undele radio, până la frecvențe foarte înalte, cum ar fi razele gamma. Lumina este partea radiației electromagnetice care este vizibilă pentru ochiul uman și se numește lumină vizibilă.

Razele soarelui sunt mult mai largi spectru vizibil lumina și sunt descrise ca spectrul complet, inclusiv gama de lungimi de undă necesare pentru a susține viața pe pământ și: infraroșu, vizibil și ultraviolet (UV).

Ochiul uman reacționează doar la lumina vizibilă, care se află între radiațiile infraroșii și ultraviolete la lungimi de undă mici. Lungime de undă lumina vizibila este de numai 400 până la 700 Nm (nanometru o miliardime de metru).

Spectrul vizibil al luminii include șapte benzi de culoare atunci când razele soarelui sunt refractate printr-o prismă: roșu, portocaliu, galben, verde, cyan, albastru și violet.

Prima persoană care a descoperit că albul constă din culorile curcubeului a fost Isaac Newton, care în 1666 a trimis o rază de soare printr-o fantă îngustă și apoi printr-o prismă pe un perete - primind totul. culori vizibile.

Aplicare cu lumină vizibilă

De-a lungul anilor, industria de iluminat a dezvoltat rapid surse electrice și artificiale care imită proprietățile radiației solare.

În anii 1960, oamenii de știință au inventat termenul „iluminare cu spectru complet” pentru a descrie sursele care emit o aparență de lumină naturală completă, care includea spectrul ultraviolet și vizibil necesar pentru sănătatea oamenilor, animalelor și plantelor.

Iluminarea artificială pentru o casă sau un birou implică lumina zileiîntr-o distribuție continuă a puterii spectrale care reprezintă puterea sursei în funcție de lungimea de undă cu un nivel uniform de energie radiantă asociat cu lămpile cu halogen.

Lumina vizibilă face parte din radiația electromagnetică (EM), cum ar fi undele radio, radiațiile infraroșii, radiațiile ultraviolete, razele X și microundele. În general, lumina vizibilă este definită ca fiind detectabilă vizual pentru majoritatea ochilor umani.

Radiația EM transmite unde sau particule la diferite mărimi de unde și frecvențe. Atât de larg gama de lungimi de undă se numește spectru electromagnetic.

Spectrul este de obicei împărțit în șapte benzi, în ordinea lungimii de undă descrescătoare și a creșterii energiei și frecvenței. Termenul generic reprezintă unde radio, microunde, infraroșu (IR), lumină vizibilă, ultravioletă (UV), raze X și raze gamma.

Lungimea de undă a luminii vizibile este în intervalul spectrului electromagnetic între infraroșu (IR) și ultraviolet (UV).

Are o frecvență de 4 × 10 14 până la 8 × 10 14 cicluri pe secundă, sau hertz (Hz) și lungimi de oscilație de la 740 nanometri (nm) sau 7,4 × 10 -5 cm la 380 nm sau 3,8 × 10 - 5 cm.

Ce este culoarea

Poate că cea mai importantă caracteristică a luminii vizibile este explicație ce este culoarea... Culoarea este o proprietate inerentă și un artefact al ochiului uman. Destul de ciudat, dar obiectele „nu au” culoare - există doar în capul privitorului. Ochii noștri conțin celule specializate care formează retina, care acționează ca receptoare reglate pe lungimi de undă în această bandă îngustă de frecvențe.

Radiația din partea inferioară a spectrului vizibil, care are o lungime de undă mare (aproximativ 740 nm), este percepută ca roșie, în mijloc, ca verde, iar la capătul superior al spectrului, cu o lungime de undă de aproximativ 380 nm, este considerat albastru. Toate celelalte culori pe care le percepem sunt un amestec al acestor culori.

De exemplu, galben conține roșu și verde; cyan este un amestec de verde și albastru, magenta este un amestec de roșu și albastru... Albul conține toate culorile combinate. Negrul este absența completă a radiațiilor vizibile.

Culoare și temperatură

Radiația de energie este percepută ca o schimbare de culoare. De exemplu, flacăra unei pistolețe se schimbă de la roșcat la albastru și poate fi reglată pentru a arde mai fierbinte. Acest proces de transformare a energiei termice în energie vizibilă se numește incandescență.

O lampă incandescentă eliberează o parte din energia sa termică sub formă de fotoni. La aproximativ 800 de grade Celsius, energia emisă de obiect ajunge la radiația infraroșie. Pe măsură ce temperatura crește, energia se transformă în spectrul vizibil și obiectul dezvoltă o strălucire roșiatică. Pe măsură ce obiectul devine mai fierbinte, culoarea se schimbă în „căldură albă” și în cele din urmă devine albastră.

Radiația vizibilă în astronomie

Lumina vizibilă a obiectelor fierbinți, cum ar fi stelele, poate fi folosită pentru a estima temperatura acestora.

De exemplu, temperatura de suprafață a Soarelui este de aproximativ 5800 0 Kelvin sau 5527 0 Celsius.

Energia radiată are o lungime de undă de vârf de aproximativ 550 nm, pe care o percepem ca alb vizibil (sau ușor gălbuie).

Dacă temperatura suprafeței Soarelui ar fi mai rece, aproximativ 3000 0 C, ar arăta ca o culoare roșiatică, ca steaua Betelgeuse. Dacă ar fi mai cald, pe la 12000 C, ar părea albastru, ca steaua lui Rigel.

Steaua Betelgeuse

Steaua Rigel

Astronomii pot determina, de asemenea, din ce obiecte sunt făcute, deoarece fiecare element absoarbe lumina la anumite lungimi de undă numite spectre de absorbție. Cunoscând spectrele de absorbție ale elementelor, astronomii pot folosi spectroscoape pentru a determina compoziția chimică a stelelor, a norilor de gaz și praf și a altor obiecte îndepărtate.

Lumină și culoare. Natura ondulată a culorii

Vedem toată diversitatea lumii înconjurătoare datorită luminii și viziunii. Lumina este emisă de diverse corpuri incandescente - soarele, un filament al unei lămpi electrice, un metal incandescent, gaze, o flacără a unei lămpi cu kerosen, un foc etc., care sunt numite surse primare de lumină. Compoziția luminii care iluminează diverse obiecte afectează foarte mult uman vizibil culoarea acestor articole.

Sub influența undelor de lumină cu vibrații de diferite frecvențe, o persoană experimentează senzații diferite de lumină și culoare. Lumina călătorește în valuri de o anumită lungime. Lungimea de undă este distanța pe care se propagă oscilația într-o perioadă, adică. în timpul necesar unei singure oscilații. Lungimea de undă a luminii este indicată de litera greacă X și este măsurată în micrometri (μm).

Spectrul vizibil, de ex. intervalul de lungimi de undă perceput de om este limitat la aproximativ 396 - 760 microni. Unii cercetători cred că ochiul uman este capabil să sesizeze razele de lumină în intervalul 302 - 950 microni, dar sensibilitatea ochiului la razele vizibile extreme este de sute de ori mai mică decât la razele luminoase cu o lungime de undă de 396 - 760 microni.

Lumina directă a surselor primare (Soarele etc.) cade asupra obiectelor și obiectelor din jur, în timp ce obiectele opace absorb o parte din raze și reflectă o parte din ele. Culoarea unui obiect opac este determinată de lumina care este reflectată de acesta. În obiectele transparente sau cu goluri sau micropori în structura lor (de exemplu, țesutul), o parte din raze este reflectată, o parte este absorbită și o parte este transmisă. Ca urmare, toate obiectele și obiectele în sine devin o sursă de lumină reflectată și destul de semnificativă, cum ar fi Luna, Pământul, corpurile cerești etc.

Lumina directă determină culoarea caracteristică a iluminării principale a obiectelor și obiectelor, locurile lor cele mai iluminate, strălucirea. Lumina reflectată - o sursă secundară de lumină, determină, în primul rând, culoarea generală a umbrelor și a tonurilor medii. Lumina reflectată de un obiect, la rândul său, cade asupra obiectelor învecinate, provocând reflexe.

Culoare - această proprietate a corpurilor de a provoca o anumită senzație vizuală în concordanță cu compoziția spectrală și intensitatea radiației reflectate sau emise sau vizibile.

Culorile incluse în spectrul solar și lungimile de undă corespunzătoare ale luminii sunt următoarele (în mmq):

Violet 400 - 430 Albastru 430 - 470
Albastru 470 - 500 Verde 500 - 535
Galben 535 - 595 Portocaliu 595 - 620
Roșu 620 - 700

Ochiul uman percepe energia radiantă ca o culoare vizibilă cu o lungime de undă de 400 - 760 nanometri.

Unitatea de măsurare a lungimii de undă a regiunii optice a spectrului de radiații este nanometrul (nm); 1 nm = 1 x 10 -3 microni (microni) = 1 x 10 -6 mm (milimetri).

Spectru de culori

Newton a formulat mai întâi ideea compoziției complexe a luminii albe a soarelui. Dacă puneți o prismă triunghiulară de sticlă în calea razei de soare, atunci în loc de un fascicul de lumină albă, dungă colorată de diferite culori numit spectru .

Figura 3 - Separarea unui fascicul de lumină albă în culori de spectru

Figura 4 - Refracția unui fascicul de lumină printr-o prismă

Culorile din spectru sunt aranjate într-o anumită ordine: roșu, portocaliu, galben, verde, cyan, albastru, violet. Fiecare culoare treptat, fara limite ascutite, printr-o multitudine de culori intermediare trece intr-o alta culoare. Aceleași culori pure, vibrante, spectrale pot fi văzute în curcubeu. Culorile curcubeului sunt spectrul pe care îl observăm în condiții naturale (refracția și reflectarea luminii solare în picăturile de ploaie împrăștiate în aer).

Figura 5 - Aranjarea culorilor în curcubeu

Prima încercare de a aduce culori vizibile într-un sistem a fost făcută de Isaac Newton. Sistemul de culori al lui Newton - o roată de culori formată din șapte sectoare: roșu, portocaliu, galben, verde, cyan, albastru și violet. Acesta este aranjamentul culorilor - KOZHZGSF - ușor de reținut prin frază - FIECARE VÂNĂTOR DOREȘTE SĂ ȘTIE UNDE SĂ ȘEZĂ PHASANUL.

Se numesc culori care diferă în diferite culori (roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru, violet). cromatic.

Nu există culori albe, gri sau negre în spectru. Aceste culori, care sunt absente în spectru, pot fi distinse doar prin luminozitatea lor. Se numește un grup de culori alb, gri și negru acromatic(incolor).

Dacă cele două culori extreme ale spectrului - roșu și violet sunt amestecate între ele, se va dovedi culoare intermediară nouă –Violet. Adăugând magenta la culoarea spectrală, puteți închide spectrul într-un inel - un cerc de culoare, adică aranjați toate culorile spectrale și magenta în jurul unui cerc.

Ca urmare, avem opt culori care sunt considerate cele mai importante în practică: sunt galben, portocaliu, roșu, magenta, violet, albastru, cyan și verde. Roțile de culoare pot fi diferite în ceea ce privește numărul de culori pe care le conțin, de exemplu: opt, doisprezece, șaisprezece,

Figura 6 - Roata de culori (8 culori)

douăzeci și patru etc. (ochiul nostru este capabil să distingă mai mult de 150 de nuanțe de culori). Cu toate acestea, secvența de culori din orice roată de culori, ca și în spectru, rămâne aceeași cu aceeași secvență de culori ca și în spectru.

Culorile cromatice diferă între ele în trei moduri: nuanță, saturație și luminozitate.