Lumina vizibila. Lumină și culoare: Bazele de bază ale elementelor de bază

Lumina și culoarea. Culoarea naturii valurilor

Toată varietatea lumii înconjurătoare pe care o vedem din cauza luminii și a vederii. Lumina emite diferite corpuri laminate - soarele, firul lămpii electrice, metalul fierbinte, gazele, flacăra lămpii de kerosen, focul, etc., numite sursele originale de lumină. Compoziția luminii iluminând diferite obiecte este în mare parte afectată de omul vizibil Culoarea acestor elemente.

Sub influența valurilor de lumină cu fluctuații în frecvențe diferite, apar o varietate de senzații de lumină și de culoare. Lumina se aplică unei anumite valuri de lungime. Lungimea de undă este distanța la care oscilația este distribuită într-o singură perioadă, adică. În timpul necesar pentru o oscilație completă. Lungimea de undă a luminii este indicată de litera greacă X și este măsurată în micrometre (MKM).

Spectrul vizibil, adică O gamă de valuri percepută de o persoană este limitată de un val de aproximativ 396 - 760 microni. Unii cercetători cred că ochiul uman este capabil să simtă raze ușoare în intervalul de 302-950 μm, dar sensibilitatea ochiului la razele vizibile extreme este de sute de ori mai mică decât razele luminoase cu o lungime de undă de 396 - 760 pm.

Lumina directă a surselor originale (soarele etc.) cade pe obiectele și obiectele înconjurătoare, în timp ce obiectele opace parte a razelor sunt absorbite, iar partea reflectă. Culoarea elementului opac este determinată de lumina care se reflectă din ea. În obiecte transparente sau în structura, lumii sau microporere (de exemplu, țesutul), parte a razelor sunt reflectate, partea este absorbită și partea este omisă. Ca rezultat, toate obiectele și obiectele înșiși devin o sursă de lumină reflectată și destul de semnificativă, cum ar fi Luna, Terenul, Corpul Celestial etc.

Lumina directă definește culoarea caracteristică a iluminării principale a obiectelor și a obiectelor, locurile lor cele mai iluminate, strălucirea. Lumina reflectată este o sursă secundară de lumină, determină, în primul rând, culoarea totală a umbrelor și jumătatea. Lumina reflectată de subiect, la rândul său, cade pe obiecte învecinate, provocând reflexe.

Culoare - Această proprietate a corpurilor provoacă o anumită senzație vizuală în conformitate cu compoziția spectrală și intensitatea radiațiilor reflectate sau emise sau vizibile.

Culorile incluse în spectrul solar și care corespund lungimii undelor luminoase sunt următoarele (în MMK):

Purple 400 - 430 Blue 430 - 470
Blue 470 - 500 verde 500 - 535
Galben 535 - 595 portocaliu 595 - 620
Red 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 \u003d 1 x 10-3 mk (micron) \u003d 1 x 10-6 mm (milimetri).

Spectrul de culori

Newton a formulat mai întâi ideea compoziției complexe a luminii solare albe. Dacă puneți o prismă triunghiulară de sticlă pe calea soarelui, atunci în loc de fasciculul luminos alb va apărea stripe de culoare din diferite culori , numit spectru .

Figura 3 - Separarea fasciculului de lumină albă pe culorile spectrului

Figura 4 - Refracția fasciculului luminos prin prisma

Culorile din spectru sunt situate într-o ordine specifică: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru, violet. Fiecare culoare este treptat, fără limite bruscă, printr-un set de culori intermediare intră într-o altă culoare. Aceleași culori spectrale curate, luminoase și spectrale pot fi văzute în curcubeu. Culorile curcubeului sunt un spectru pe care îl observăm în condiții naturale (refracția și reflexia luminii solare în picăturile de ploaie împrăștiate în aer).

Figura 5 - Localizarea culorilor în curcubeu

Prima încercare de a aduce culori vizibile sistemului a aparținut lui Isaac Newton. Sistemul de culori Newton. - Cercul de culoare compus din șapte sectoare: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru și violet. Aceasta este locația culorilor - Keltsgsf -ușor de reținut pe fraza - Fiecare vânător vrea să știe unde se află Pheasan.

Culori diferite de culoarea diferită (apel roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru, violet) cromatic.

Nu există culori albe, gri în spectru, precum și negru. Aceste culori lipsesc în spectru pot fi distinse numai prin ușurință. Bandă, culori de pictograme gri acromatic(incolor).

Dacă două culori extreme ale spectrului - roșu și violet amestecate unul cu celălalt, se va dovedi noua culoare intermediară – Violet. Prin adăugarea de culori violet la spectrale, puteți închide spectrul în inel - cercul de culoare, adică, este posibil să plasați toată culoarea spectrală și purpurie în jurul cercului.

Ca rezultat, avem opt culori înconjurate în practică cele mai importante: este galben, portocaliu, roșu, violet, violet, albastru, albastru și verde. Cercurile de culoare pot fi diferite în numărul de culori conținute în ele, de exemplu: opt, doisprezece, șaisprezece,

Figura 6 - Cercul de culoare (8 culori)

douăzeci și patru etc. (ochii noștri sunt capabili să distingă mai mult de 150 de culori). Cu toate acestea, secvența de flori în orice cerc de culoare, ca în spectru, este păstrată aceeași cu aceeași secvență de culori ca în spectru.

Culorile cromatice diferă una de cealaltă pentru trei semne: ton de culoare, saturație și ușurință.

Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizarea diapozitivelor este utilizată exclusiv în scopuri informaționale și nu pot oferi idei despre toate capacitățile de prezentare. Dacă sunteți interesat de această lucrare, descărcați versiunea completă.

Scop:asigurarea cunoștințelor studenților: "Proprietățile valurilor ale luminii", dezvoltă interesul cognitiv în acest domeniu, pentru a arăta utilizarea proprietăților de lumină ale luminii în practică, consolidarea competențelor de lucru cu L-micro-micro-echipamente, utilizarea tehnologiilor informaționale, virtuale Lucrări de laborator în lucrare.

Echipament:computer, bord inteligent interactiv, dispozitiv multimedia, disc "EGE în fizică, 100 de puncte", "fizica vie", L-micro echipament pentru munca de laborator.

I. Organizația de clasă.Împărțiți clasa pe 4 grupuri și le dați numele:

"Interferențe",
"Difracţie",
"Polarizare",
"Dispersie".

II. Cuvântul profesorului.Pentru o lungă perioadă de timp pe planeta noastră

Multe legende au stat despre lumină,
Au fost multe apoi în el dincolo
Dar lumina tuturor manifestării Misterul este frumos.

Iată prima întrebare:

Care este lumina?

1 grup.

Mulți oameni de știință căutau un răspuns,
Multe descoperiri pe care le-au făcut ...
Să vedem ce ne-au deschis?
În primul rând, lumina este un val,
Se cheamă electromagnetic.
Cu viteza luminii nimic nu se compară
Trei sute de mii de kilometri într-o secundă vor fi folosite.

2 grupuri

Lumina este schimbabilă și nu este ușoară
La urma urmei, are proprietăți de dualitate:
Proprietățile particulelor, desigur, sunt frumoase,
Dar proprietățile valului, el este, de asemenea, supus lui.
Aruncați o privire în caracterul său pe care l-am conectat
Și aici proprietăți au mult pentru noi pentru noi!
Dispersie, refracție, difracție
În multe fenomene ne dau să ne dăm seama
Înțelegeți foarte mult și răspundeți cu precizie
De ce aveți nevoie de lumină și adulți și copii!

3 grup

Să ne uităm la exemple reale.:
De aceea foaia de hârtie este albă?
Răspunsul este foarte simplu, nu se întâmplă mai ușor:
Doar hârtia toate luminile reflectă.
Și aruncați o privire la negru - opusul
În timpul verii este imposibil să mergem în ea.
Și din nou întrebarea: De ce se întâmplă?
Doar culoarea neagră absoarbe.

4 Grupuri

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

Newton, Huygens și Lumină. Nașterea optică în secolul al XVII-lea.

I. Newton cu o mare ingeniozitate și răbdarea a făcut sute de experimente, fiecare dintre ei trebuia să răspundă la întrebări specifice:

culoarea este caracteristica gradului de refracție;
culoare albă - există un amestec de raze multi-colorate;
În timpul separării culoare alba Unghiul de refracție crește de la roșu la violet;
când amestecați toate culorile este din nou formată de culoare albă?

El și-a verificat ipoteza în două moduri:

printr-o combinație de două prisme, livrate la rând cu o rotație de 180 °, a doua prismă amestecată culoarea desfășurată mai întâi;
faimosul disc Newton, cu o rotație rapidă a cărei iluzie de alb are loc.

(Abilitatea ochiului de retină pentru a stoca imagini de ceva timp, aproximativ 0,1 sec.)

Dar inelele lui Newton au devenit cea mai minunată demonstrație a fenomenelor de Optica Wave. Guygens le-a observat înainte, dar a fost Newton care ar putea explica mai întâi acest fenomen, deși era înclinată la modelul corpuscular al luminii. El a sugerat ca razele de lumină să ia periodic două stări: "starea de penalitate" și "starea reflectivității".

Vom vorbi despre proprietățile valului de lumină astăzi.

"Interferențe"

Noi, credem că este vorba de interferența că cea mai convingătoare dovezi ale proprietăților de lumină ale luminii.

Experiență: Includeți un bec de lumină, apoi încă unul - a devenit mai ușor, dar nu vedem imaginile de interferență. Acum, să încercăm să facem ca T. Jung. În experiența sa, partea din față a valului este împărțită în două

sursă asemănătoare. Pe modelul de interferență a ecranului. De asemenea, a determinat lungimea de undă pentru partea purpurie a spectrului - 0,42 pm., Pentru un spectru roșu - 0,7 microni. Interferența a fost însoțită de o descompunere spectrală asupra componentelor monocromatice. Dar imaginea interferenței nu poate fi obținută dacă sursele nu sunt coerente. Coerentă este cele două valuri ușoare de aceeași frecvență, în care diferența de fază este zero. După cum arată experiența, atunci când valurile coerente se adaugă valuri coerente, apare un model de interferență al liniilor maxime și luminoase.

Experimente pe computer.

Interferențele au fost utilizate pe scară largă:

interferometrul Michelson este un dispozitiv care servește pentru măsurători de precizie. Cu ajutorul acestui dispozitiv în 1881 A. Michakelson și E. Morley au încercat să determine dacă diferența există în valoarea ratei de lumină în timpul distribuției sale și în direcția mișcării orbitale a Pământului.
iluminarea opticii. Lumina care trece prin lentile de camere, binocluri se reflectă de pe suprafețele din față și din spate. Reflecția este pierdută 8-10% din energia ușoară și dacă obiectivul este alcătuit din mai multe lentile, până la 50% din energie este pierdută. Pentru a evita acest lucru la suprafața lentilelor, metoda chimică este livrată de o peliculă subțire, grosimea căreia și indicele de refracție este selectată cu un astfel de calcul, astfel încât interferența minimă în lumina reflectată.

Metodele de interferență au fost utilizate pe scară largă într-o serie de alte domenii ale științei tehnologiei. Cu ajutorul interferometrului, este posibilă explorarea calității suprafețelor suprafețelor, pot fi măsurate coeficienții de extindere a solidelor, o mică modificare a mărimii feromagneților într-un câmp magnetic și feroelectric într-un câmp electric , precum și măsurați indicele de refracție al substanțelor, concentrațiile scăzute de impurități în gaze și lichide.

În astronomie, metodele de interferență vă permit să evaluați diametrul unghiular al stelelor.

"Difracţie"

Faptul că lumina depășește marginile obstacolelor este cunoscută de oameni cu mult timp în urmă. Prima descriere științifică a acestui fenomen aparține lui F. Grimaldi, care nu numai că a descris neclaritatea umbrei subiectului, ci și banda de culoare din zona Blur. Pentru prima dată, acest fenomen a numit difracția. Difracția luminii este de a spori lumina obiectelor opace și, ca urmare a acestui fapt, penetrarea luminii în regiunea umbrei geometrice. H. Guigenii au încercat mai întâi să explice acest fenomen, care au prezentat principiul construirii fronturilor de valuri. Dar trebuie să oferim un omagiu unui alt om de știință, O. Freel, care a făcut multe pentru dezvoltarea teoriei de lumină a luminii. În 1818 a prezentat el muncă competitivă Sub denumirea "Notă privind teoria difracției", în care ea a demonstrat că numai teoria valurilor de lumină explică imaginea de difracție.

Utilizarea difracției luminii pe o singură fantă în scopuri practice este foarte dificilă și inconvenabil datorită vizibilității slabe a modelului de difracție. Grila de difracție este un dispozitiv spectral care servește pentru a descompune lumina în spectrul și măsurarea lungimii de undă. Ele sunt metal și sticlă. Aceste laturi sunt aplicate un număr mare de curse paralele: 2000 de curse pe suprafață de milimetru. Caracteristica principală a zăbrească este grila constantă D \u003d A + în, D SIN f.\u003d M. j. (M \u003d 0.1.2 ....), unde colțurile f. Satisface condiția, se observă maxima maximă a modelului de difracție. Printre diversele aplicații practice ale proprietăților valurilor ale lumii în ultimele decenii, unul dintre cele mai interesante este holografia. Esența holografiei este fixată informații complete Despre subiect și informații nu numai despre amplitudinea valului de lumină, ci și despre faza sa. În 1960, cu apariția laserelor, metoda holografică a început să fie folosită mai des. Ideile și principiile holografiei formulate D. Gabor în 1948.golograme sunt: \u200b\u200boptice, voluminoase, acustice. Înregistrările holografice vă permit să fixați vibrațiile și deformările care apar în diferite noduri și părți ale mașinilor de lucru, precum și la cercetarea cantitativă a fluxurilor de aer în conductele aerodinamice.

"Polarizare"

Valurile elastice sunt longitudinale și transversale. În valurile longitudinale, oscilațiile particulelor apar de-a lungul direcției de propagare a valurilor și transversal - perpendicular în această direcție. Lumina în care vectorul luminos fluctuează în mod aleatoriu simultan în toate direcțiile perpendiculare pe fascicul, se numește naturală sau nu polarizată. Un exemplu tipic de astfel de lumină este radiația solară, radiația lămpilor incandescente, lămpile de lumină de zi. Și lumina pe care direcția oscilațiilor vectorului de lumină este strict fixă, se numește polarizată liniar sau polarizată plat. Sub polarizarea luminii, eliberarea oscilațiilor luminoase din lumina naturală cu o anumită direcție a vectorului electric este înțeleasă. Dependența indicatorului de absorbție a substanței din direcția oscilațiilor vectorului luminos se numește dicroism. În utilizarea practică, turmalina nu este foarte convenabilă: este scumpă și de la ea nu poate tăia plăcile de dimensiuni mari. Prin urmare, filmele dicroice speciale plasate între plăci de sticlă sunt mai frecvente ca Polaroids, de exemplu, filme cristaline maratite.

Lumea a fost discutată de mult de problema instalării Polaroids pe faruri și parbrize de autoturisme atunci când elimină mașina orb a mașinii orb. Pentru aceasta, Polaroidul de pe faruri și parbriz ar trebui să curgă oscilațiile la un unghi de 45 ° față de orizont. Apoi, direcția oscilațiilor luminoase a mașinii contra mașinii va fi perpendiculară pe planul în care Polaroid ratează oscilațiile și lumina farurilor va fi prăjită. Propria lumină polarizată a acestei mașini după reflecția de pe șosea va trece prin parbriz. Instalarea de polaroids are sens. Dacă furnizați toate mașinile.

"Dispersie"

Descompunere lumină albă Spectrul cu ajutorul unui prisme de sticlă a fost primit pentru prima dată de I. Newton. Lumina albă este pliată în spectru, dar culorile monocromatice (roșu, albastru, violet) de lângă componentele spectrale nu sunt stabilite.

Fiind un susținător al teoriei corpusculare a luminii, I. Newton a explicat acest fapt după cum urmează: violet Se compune din particule mici, roșii - de la mai mult masiv. Studiul fenomenelor de interferență și difracția luminii a arătat că culoarea este asociată cu lungimea de undă, prin urmare, cu frecvența sa. Această proprietate de valuri poate fi observată în natură.

În cronicile rusești, curcubeul a fost numit Arcul Paradisului. În Grecia antică, curcubeul a personificat zeița Irida, sa alăturat cerului și pământului, era un mediator între oameni și zei. Curcubeul "face" picături de apă: în fluxurile de ploaie, pe țara unui jet de apă de cascadă, fântână. Se află într-o picătură de apă că apare un fenomen optic, din care are loc curcubeul. Refracția la frontiera aeriană - apă conform legii "Raportul unghiului sinusal al căderii la sinusul unghiului de refracție este egal cu indicele relativ de refracție"; Reflecția luminii pe marginea aerului - apa conform legii "Unghiul de reflecție este egal cu unghiul de cădere a fasciculului". Dispersia luminii este descompunerea luminii în spectru. Condițiile de apariție a curcubeului: prezența picăturilor de apă cu un diametru de 0,08 - 0,2 mm; Poziția specială a observatorului se întoarce la soare, din zona de ploaie la înălțimea soarelui peste orizont, nu mai mult de 42 de ani?. Partea superioară a curcubeului este întotdeauna roșie, inferioară - violet. Un frumos fenomen natural nu va lăsa pe nimeni indiferent.

Întrebare: Este adevărat că există curcubeu albi?

Da, ei sunt numiți în ceață. Ele apar atunci când sunt iluminate de razele solare ale unei ceață slabă, constând din picături cu o rază de 0,025 mm și mai puțin. Chiar și lampa stradală poate crea un curcubeu alb vizibil pe un fundal întunecat al cerului de noapte.

Rainbow și Halo au aceeași natură fizică. Galo provine din cuvântul vechi grecesc "halos" - un loc rotund. Ele pot arăta foarte diverse - inele strălucitoare în jurul soarelui sau a lunii, cruci, stâlpi, străluciri false. Galo este observat dacă corpurile de iluminat strălucește prin nori subțiri peristo-strad. Aceste nori constau din cristale de gheață sub forma prismei hexagonale corecte. Galo este albă și cu nuanțe de culoare și sunt explicate prin faptul că strălucirea apare ca urmare a refracției luminii în cristaline și reflexii din fețele lor. Adesea în cer puteți repara câteva halo. De exemplu: Foarte complex Halo a fost observat în Sankt Petersburg 18, 1794: În același timp, au existat 12 cercuri și arce pe cer, dintre care 9 au fost colorate. Se numește - fenomenul Petersburg.

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

Oamenii de știință au înregistrat halo și alte planete ale sistemului solar - în atmosfera lui Venus, precum și în atmosfera lui Io, satelitul lui Jupiter.

Miraj - originea franceză Și are două valori: reflecție și fenomen înșelător. Mirazhi este fenomenul, descrierea căreia se găsește destul de des în literatura artistică. Iată un extras din basmul francez "Prințesa Dangober":

"Marinarii au urcat pe RII, iar căpitanul a luat tubul de pilă și a văzut castelul atârnat pe lanțurile de aur între cer și pământ". Ghici ce fenomen vorbim?

Mirage este o imagine a unui obiect cu adevărat existent pe pământ, adesea extins și puternic distorsionat. Ele sunt partea superioară, inferioară și complexă.

Cea mai mică (lac) apare deasupra pertensiunii puternic încălzite. Le observă în deșerturi și în stepele sultry. Aerul de lângă Pământ este încălzit puternic, iar indicele său de refracție este mai mic decât cel al unui aer rece mai înalt. Reflecția din acest strat este similară cu reflecția în apă. Topexistă, dimpotrivă, deasupra suprafeței puternic răcite, de exemplu, peste apă rece. Acestea sunt observate în latitudinile nordice. În acest caz, indicele de refracție al aerului este mai mare la suprafața apei și scade cu o înălțime. Sofisticatmirajele sunt numite Morgan, sunt simultan, adică atunci când există condiții pentru mirajul de sus și pentru partea de jos. Miraje sofisticate au apariția palatelor, castelelor, pajiștilor și grădinilor, în timp ce toată imaginea dispare rapid.

Întrebare: Legenda "Futher olandez" este, de asemenea, un miraj?

Da, desigur, acesta este mirajul superior.

Apus de soare.

Curbura razelor luminoase din atmosferă explică nu numai mirajul, ci și un fenomen optic uimitor de frumos - apus de soare. Într-adevăr, un apus de soare nu este deloc similar cu altul. Dar întotdeauna soarele se aprinde roșu.

Culoarea albastră a cerului este explicată prin difuzia moleculară a luminii asupra fluctuațiilor densității. Coeficientul de dispersie este invers proporțional cu lungimea de undă în a patra grad. Ca rezultat, razele albastre-violet sunt disipate de 16 ori mai puternice decât roșu. Prin urmare, culoarea albastră a cerului de zi. Când soarele este scăzut, calea razelor prin atmosferă este mult mai lungă decât ziua în care soarele este ridicat. Având în vedere că razele albastre sunt mai puternice decât atmosfera, este clar că razele portocalii și roșii ajung la ochi. Prin urmare, soarele la apusul soarelui și la răsăritul soarelui pare portocaliu-roșu.

Întrebare: O pistă spumant este vizibilă împotriva soarelui. Cum se formează? De ce piesa este întotdeauna orientată spre observator?

Răspuns: Pista se produce pe suprafața apei datorită reflexiei luminii din valurile mici, care sunt orientate în diferite direcții. Prin urmare, razele reflectate se încadrează în ochi și fiecare observator își vede calea.

Mulțumesc. Am repetat și am rezumat cunoștințele

Lumina și culoarea. Natura culorii și a bazei sale fizice

În fiecare zi, o persoană se confruntă cu o varietate de factori de mediu externi care îi afectează. Unul dintre acești factori care au o influență puternică este culoarea. Se știe că culoarea poate fi vizibilă de o persoană numai atunci când lumina, nu vedem culori în întuneric. Valurile ușoare percepute de un ochi uman. Vedem obiecte deoarece reflectă lumina și pentru că ochii noștri sunt capabili să perceapă aceste raze reflectate. Razele luminoase ușoare sau electrice - valuri ușoare într-un aparat vizual uman sunt transformate într-o senzație. Această transformare are loc în trei etape: fizic, fiziologic, psihologic.

Fizic - radiația luminii; fiziologic - efectul culorii asupra ochilor și transformării în impulsurile nervoase care merg la creierul uman; psihologic - percepția culorii.

Etapa fizică a formării percepției vizuale constă în transformarea energiei radiațiilor vizibile prin diferite medii în energia fluxului de radiații modificate și este studiată de fizică.

Radiația vizibilă se numește lumină. Lumina este partea vizibilă a spectrului electromagnetic, este un caz special radiatie electromagnetica . Fizica glumă că lumina este cea mai întunecată loc în fizică. Lumina are o natură dublă: când este distribuită, se comportă ca un val și când absorbiți și radiații - ca un flux de particule. Deci, lumina aparține spațiului, iar culoarea este subiectul. Culoarea este un sentiment care apare în organul de vedere al unei persoane când este expus la el .

În conservare, este obișnuit să luați în considerare lumina ca o mișcare a undelor electromagnetice. În regiunea radiației vizibile, fiecare lungime de undă corespunde sentimentului de orice culoare.

În spectrul de lumină al soarelui alb distinge șapte culori principale: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru, violet. Ochiul observatorului de mijloc este capabil să distingă între aproximativ 120 de culori în spectrul luminii albe. Pentru confortul desemnării culorilor, se realizează spectrul radiațiilor optice pe trei zone:

Wave lung - de la roșu la portocaliu;

Middle-val - de la portocaliu la albastru;

Shortwave - de la albastru la violet.

Această diviziune este justificată cu diferențe de înaltă calitate între culorile incluse în diferite domenii ale spectrului. Fiecare culoare a spectrului este caracterizată de lungimea de undă (tabelul 1), adică Poate fi definită cu precizie printr-o lungime de undă sau o frecvență de oscilații. Cele mai scurte valuri sunt violet, cel mai lung - roșu. Valurile ușoare nu au culori. Culoarea apare numai atunci când percepția acestor valuri de către aparatul vizual al unei persoane.

Ochiul este capabil să perceapă valurile de la 400 la 700 nanometri cu o lungime (nanometru - un miliard de metri, unitatea de măsură a lungimii undelor luminoase).

Tabelul 1. Conformitatea lungimilor de undă de lungimi de undă

Pe ambele părți ale părții vizibile a spectrului sunt zone ultraviolete și infraroșii, care nu sunt percepute de un ochi uman, dar pot fi capturați de echipament special (Tabelul 2). Cu ajutorul radiației infraroșii, lucrările camerei de vizionare de noapte și radiațiile ultraviolete, deși este invizibilă pentru ochiul uman, dar poate provoca un rău semnificativ vizual. Rata de propagare a tuturor tipurilor de valuri de oscilație electromagnetică este de aproximativ 300.000 km / s.

Tabelul 2. Soiuri de emisii electromagnetice

Valurile ușoare se aprind pe retina ochiului, unde sunt percepute de receptorii fotosensibili, transmit semnalele creierului și există deja un sentiment de culoare. Această senzație depinde de lungimea de undă și de intensitatea radiațiilor. Și toate elementele care ne înconjoară pot sau emite lumina (culoarea) sau reflectă sau săriți lumina care se încadrează parțial sau complet.

De exemplu, dacă iarba este verde, înseamnă că din întreaga gamă de valuri reflectă în principal valurile din partea verde a spectrului, iar restul absoarbe. Când spunem că "această ceașcă este roșie", atunci înseamnă că absoarbe toate razele luminoase, cu excepția roșu. Cupa însăși nu are nici o culoare, culoarea este creată atunci când este iluminat. Astfel, Cupa Roșie reflectă în esență valul din partea roșie a spectrului. Dacă spunem că orice obiect are o culoare, înseamnă că, de fapt, acest obiect (sau suprafața acestuia) are o proprietate pentru a reflecta valurile de o anumită lungime, iar lumina reflectată este percepută ca o culoare a subiectului. Dacă subiectul întârzie lumina incidentului, va părea negru pentru noi și dacă reflectă toate razele care se încadrează - alb. Adevărat, ultima afirmație va fi corectă numai dacă lumina este albă, nevăzută. Dacă lumina dobândește orice nuanță, atunci suprafața reflectorizantă va avea aceeași umbră. Se poate observa la apusul soarelui, care pete totul în jurul tonurilor purpuriu sau în seara de iarnă, când zăpada pare albastră. Un experiment care utilizează culoarea vopsită este destul de curios descrie I. Cuten în cartea lui "Arta de culoare".

Cum recunoaște aparatul vizual aceste valuri, până la data încă nu este încă cunoscută. Știm doar că apar diferite culori ca urmare a diferențelor cantitative în fotosensibilitate.

În acest context, ar fi logic să reamintim o altă definiție a culorii. Culoarea este un număr diferit de oscilații ale valurilor luminoase ale acestei surse de lumină, percepute de ochiul nostru sub forma unor senzații pe care le numim culoarea .

Sentimentul de culoare este creat sub starea prevalenței în culoarea valurilor de o anumită lungime. Dar dacă intensitatea tuturor valurilor este aceeași, atunci culoarea este percepută ca alb sau gri. Nu emițând subiectul valurilor este perceput ca negru. În acest sens, toate senzațiile vizuale sunt împărțite în două grupe: cromatică și achromatică.

Achromatic apel alb, culori negre și toate culorile gri. Spectrul lor include raze de toate lungimile de undă în mod egal. Dacă apare predominanța unei anumite lungimi de undă, atunci o astfel de culoare devine cromatică. Culorile cromatice includ toate culorile spectrale și alte culori naturale. .

2.2. Principalele caracteristici ale culorii

Pentru o definiție neechivocă (specificație), culoarea este adesea utilizată de un sistem caracteristic psihofizic. Acestea includ următoarele caracteristici:

Nuanta de culoare,

Svetlota;

Saturare.

Nuanta de culoare - calitatea culorii, permițând să-i dea un nume (de exemplu, roșu, albastru etc.) . Interesant, ochiul neinstruit în timpul luminii luminoase distinge cu 180 de tonuri de culoare, iar ochiul uman dezvoltat este capabil să distingă între aproximativ 360 de nuanțe de culoare. Culorile achromatice nu au ton de culoare.

Svetlota este gradul de distincție al acestei culori de la negru. În culorile spectrale, cel mai strălucitor este galben, cel mai întunecat este purpuriu. Într-un ton de culoare, gradul de lumină depinde de utilizarea albă. Svetlota - o diplomă inerentă atât a culorilor cromatice, cât și aocate . Nuanțele unei culori de lumini diferite sunt numite monocromi .

Saturația este gradul de distincție a culorii cromatice de la egal în lumina luminozității achromatice. Deci, dacă o culoare spectrală pură, de exemplu roșu, ia 100%, atunci când amestecat 70% roșu și 30% saturație albă a amestecului va fi de 70%. Gradul de percepție a culorii depinde de saturație.

Cele mai saturate culori de spectru și cel mai saturat purpuriu și cel mai puțin saturat galben.

Culorile achromatice pot fi numite saturație zero cu flori.

Ochiul uman instruit poate distinge aproximativ 25 de culori de culoare în saturație, de la 65 de nuanțe - în lumină la iluminare ridicată și până la 20 - cu redusă.

Calitatea culorii proprie și incomprehensibilă. Culoare, ton, lumină, saturație se numește culoarea colorată. Calitățile proprii sunt calitățile care sunt inerente obiectiv.

Calitățile incomactate nu sunt inerente în mod obiectiv în culori, dar apar ca urmare a unei reacții emoționale în percepția lor. Spunem că culorile sunt calde și reci, ușoare și grele, surde și sunătoare, proeminente și retrase, moi și dure. Aceste caracteristici sunt importante pentru artist, deoarece este îmbunătățită de expresivitatea și starea de spirit emoțională a lucrării.

Schimbarea volumului imaginii depinde de saturația culorii (figura 1) culorile activ saturate fac ca imaginea mai voluminos decât culoarea să fie slab saturată sau întunecată. Uscarea și întunecarea nu numai că reduce activitatea culorii, dar, de asemenea, slăbesc contrastele de culoare dintre pete. Imaginea monocromă, precum și saturată, poate transmite în mod activ volumul aproximat opțiunii achromatice.

Smochin. 1. Schimbați volumul imaginii în funcție de saturația culorii:

a - culori saturate în mod optim; b - culori saturate (rele) (rele); B - versiunea achromatică; g - culori wexoase (întunecate); D - imagine monocromă a obiectului, a reliefului, a volumului și a compoziției de dispoziție emoțională. Când utilizați culori scăzute (răutate sau întunecate), volumul va fi simțit mai mic decât atunci când se utilizează saturat.

Spectrul electromagnetic reprezintă gama de toate frecvențele sau lungimile de undă ale radiației electromagnetice de la frecvențe de energie foarte scăzute ca undă radio la frecvențe foarte înalte, cum ar fi razele gamma. Lumina face parte din radiația electromagnetică, care este vizibilă pentru ochiul uman și se numește lumină vizibilă.

Razele soarelui sunt mult mai largi decât spectrul vizibil al luminii și sunt descrise ca un spectru complet, incluzând gama de lungimi de undă necesare pentru a menține viața pe Pământ și: infraroșu, vizibil și ultraviolet (UV).

Ochiul uman reacționează numai la lumina vizibilă, care se află între radiațiile infraroșu și ultraviolete având lungimi de undă mici. Lungime de undă lumina vizibila Este de numai 400 până la 700 nm (nanometru miliard de metri).

Spectrul vizibil al luminii include șapte benzi de culoare, când razele soarelui sunt refractate prin prisme: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru și violet.

Prima persoană care a descoperit că albul constă din culori curcubeu a fost Isaac Newton, care în 1666 a trimis un soare printr-o fantă îngustă și apoi prin prisma pe perete - primind toate culorile vizibile.

Aplicație de lumină vizibilă

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

În anii 1960, oamenii de știință au venit cu termenul "întreaga gamă de iluminare" pentru a descrie sursele care emit similitudinea luminii naturale complete, care a inclus ultraviolet și spectrul vizibil necesare pentru sănătatea corpului uman, a animalelor și a plantelor.

Iluminarea artificială pentru casă sau birou implică lumina zilei În distribuția continuă a puterii spectrale care reprezintă puterea sursei, în funcție de lungimea de undă cu un nivel uniform de energie radiantă asociată cu lămpi de halon.

Lumina vizibilă face parte din radiația electromagnetică (EM), ca unde radio, radiații infraroșii, radiații ultraviolete, raze X și microunde. De regulă, lumina vizibilă este definită ca fiind definită vizual pentru majoritatea ochilor umani.

Radiația em transmite un val sau particule pe diferite valori ale valurilor și frecvențelor. Atât de largă gama de lungimi de undă se numește un spectru electromagnetic..

Spectrul este, de obicei, împărțit în șapte intervale pentru a reduce lungimea de undă și creșterea energiei și a frecvenței. Desemnarea generală reprezintă unde radio, cuptor cu microunde, infraroșu (IR), lumină vizibilă, ultraviolete (UV), raze X și gamma.

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

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

Ce este culoarea

Poate cea mai importantă caracteristică a luminii vizibile este explicație Ce este culoarea. Culoarea este o proprietate integrală și artefacte ale ochiului uman. Destul de ciudat, dar obiectele "nu au" culori - există numai în capul aspectului. Ochii noștri conțin celule specializate care formează retina, care acționează ca receptoare, configurate pe lungimile de undă din această bandă de frecvență îngustă.

Radiația la fundul spectrului vizibil având o lungime de undă mai mare (aproximativ 740 nm) este percepută ca roșie, în mijloc, ca verde și la capătul superior al spectrului, cu o lungime de undă de aproximativ 380 nm, se ia în considerare albastru. Toate celelalte culori pe care le percepem sunt un amestec al acestor culori.

De exemplu, culoarea galbenă conține roșu și verde; Albastru - un amestec de verde și albastru, purpuriu - un amestec de roșu și albastru. White conține toate culorile în combinație. Negru este o absență completă a radiațiilor vizibile.

Culoare și temperatură

Radiația energetică este percepută ca o schimbare a culorii. De exemplu, flacăra lămpii de lipit variază de la roșu la albastru și poate fi ajustat la friptura ars. Acest proces de transformare a energiei termice în energia vizibilă se numește incandescentă.

Lampa incandescentă eliberează o parte din energia termică ca fotoni. Aproximativ 800 de grade Celsius, energia emisă de obiectul atinge radiațiile infraroșii. Cu o temperatură crescătoare, energia se transformă într-un spectru vizibil și obiectul apare o strălucire roșiatică. Când obiectul devine mai cald, culoarea se schimbă la "cationul albă" și în cele din urmă se transformă într-un albastru.

Radiații vizibile în astronomie

Lumina vizibilă a obiectelor fierbinți, cum ar fi stelele, poate fi utilizată pentru a evalua temperatura acestora.

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

Energia emisă are o lungime maximă de oscilații la aproximativ 550 nm, pe care le percepem ca alb vizibil (sau ușor gălbuie).

Dacă temperatura de suprafață a soarelui a fost mai rece, aproximativ 3.000 de ore, ar arăta ca o culoare roșiatică, cum ar fi Bethelgei Star. Dacă ar fi mai fierbinte, aproximativ 12.000 de ore, va arăta albastru, ca o stea de rigidă.

Star Bethelgeuse

Star rigidă.

Astronomii pot determina, de asemenea, obiectele care constau, deoarece fiecare element absoarbe lumina în anumite lungimi de undă, numită spectrul de absorbție. Cunoașterea spectrelor de absorbție a elementelor, astronomii pot folosi spectroscopii pentru a determina compoziția chimică a stelelor, a nori-ardei și a altor obiecte la distanță.

Introducere ................................................. .................................................. . 1. Conceptul de temperatură a culorii ........................................... ..... ... .. 1.1. Tabelul valorilor numerice ale temperaturii culorii a surselor de lumină comune ..................................... .................................................... . 1.2. XYZ CHRIMA Diagrama ............................................... .......................

1.3. Indicele de randare a luminii și a culorilor (indice de redare CRI - Color) ..

2. Metode de măsurare a temperaturii de culoare .......................................... surse de informare ............................................... ....................

Introducere

Conform senzațiilor noastre psihologice, culoarea este caldă și fierbinte, sunt reci și foarte reci. De fapt, toate culorile sunt fierbinți, foarte calde, deoarece fiecare culoare are o temperatură proprie și este foarte mare. Orice element din lumea din jurul nostru are o temperatură, peste zero absolut, ceea ce înseamnă că emite radiațiile termice. Chiar și gheața, care are o temperatură negativă, este o sursă de radiație termică. Este greu de crezut în ea, dar este. În natură, temperatura este -89 ° C nu este cea mai scăzută, este posibilă obținerea unor temperaturi chiar mai scăzute, până în prezent, în condițiile de laborator. Cea mai mică temperatură care este în prezent din punct de vedere teoretic în interiorul universului nostru este temperatura zero absolută și este egală cu -273.15 ° C. La o astfel de temperatură, mișcarea moleculelor substanței și a corpului este complet încetată să emită orice radiație (termică, ultravioletă și chiar mai vizibilă). Întuneric complet, nu există viață, nici o căldură. Poate că unul dintre voi știe că temperatura culorii este măsurată în Kelvin. Cine a cumpărat becuri de economisire a energiei, a văzut inscripția pe ambalaj: 2700k sau 3500k sau 4500k. Aceasta este exact temperatura de culoare a becului. Dar de ce este măsurată în Kelvin și ce înseamnă Kelvin? Această unitate de măsură a fost propusă în 1848. Ulyam Thomson (el este Lordul Kelvin) și aprobat oficial în sistemul internațional de unități. În fizică și științe care sunt direct legate de fizică, temperatura termodinamică este măsurată de Celvin. Începutul raportului la scară de temperatură începe cu un punct de 0kelvin, ceea ce înseamnă - 273,15 grade Celsius. Asta este 0k - acesta este zero absolut al temperaturii. Puteți traduce cu ușurință temperatura de la Celsius la Kelvin. Pentru a face acest lucru, adăugați pur și simplu numărul 273. De exemplu, 0 ° C este de 273k, apoi 1 ° C este de 274k, cu analogie, temperatura corpului uman este de 36,6 ° C este de 36,6 + 273,15 \u003d 309,75K. Așa se dovedește.

Capitolul 1. Conceptul de temperatură a culorii.

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

Sursele de lumină sunt fierbinți la temperatura ridicată a corpului, oscilațiile termice ale atomilor care determină radiații sub formă de valuri electromagnetice de diferite lungimi. Radiația, în funcție de lungimea de undă, are cromaticitatea proprie. La temperaturi scăzute și, în consecință, cu o valuri mai lungi, radiații cu culoarea caldă și roșie a fluxului de lumină și la o temperatură mai mare, cu o scădere a lungimii de undă, cu crom albastru rece, albastru. Unitatea de lungime de undă este nanometrul (nm), 1nm \u003d 1/1 000 000 mm. În secolul al XVII-lea, Isaac Newton cu ajutorul prismei a pus așa-numita lumină de zi albă și a primit un spectru format din șapte culori: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru, violet și ca rezultat al diferitelor Experimentele au demonstrat că orice culoare spectrală poate obține amestecarea fluxurilor de lumină constând din diferite rapoarte de trei culori - roșu, verde și albastru, numit principal. Așa că a apărut teoria celor trei componente.

Ochiul uman percepe cromaticitatea lumii datorită receptorilor, așa-numitele coloane care au trei soiuri, fiecare percepe una dintre cele trei culori principale - roșu, verde sau albastru și are o sensibilitate proprie la fiecare dintre ele. Ochiul uman percepe unde electromagnetice în intervalul de la 780 la 380 nanometri. Aceasta este partea vizibilă a spectrului. În consecință, și recepționiștii de recepție a mijloacelor de informare - cinema și matricea de film sau camera trebuie să aibă o sensibilitate identică a ochilor la culoare. Filmele și matricele sensibilizate ale camerelor video percep undele electromagnetice într-o gamă ușor mai largă, capturarea radiației infraroșii (IR) în apropierea zonei roșii (IR) în intervalul 780-900 nm și în apropiere de radiația Purple - Ultraviolet (UV) în intervalul de 380-300 nanometri. Această zonă a spectrului în care sunt valabile optică geometrică și materiale fotosensibile, se numește o gamă optică.

Ochiul uman În plus față de adaptarea ușoară și întunecată, are așa-numita adaptare a culorilor, datorită cărora cu diferite surse, cu diferite rapoarte de lungimi de undă ale culorilor principale, percepe corect culorile. Filmul și matricea nu posedă astfel de proprietăți, ele sunt echilibrate sub o anumită temperatură a culorii.

Corpul încălzit, în funcție de temperatura de încălzire în radiația sa, are un raport diferit de diferite lungimi de undă și, în consecință, culoarea diferită a fluxului luminos. Standardul pentru care se determină culoarea radiațiilor, există un corp absolut negru (act), așa-numitul. Planck emițător. Absolut corp negru - un corp virtual absorbind 100% din radiația luminii care se încadrează pe ea este descrisă de legile radiației termice. Iar temperatura de culoare este temperatura actului în gradele de kelvin, în care cromaticitatea radiației sale coincide cu cromaticitatea acestei surse de radiații. Diferența dintre scala de temperatură în grade Celsius, unde temperatura de înghețare a apei a fost adoptată pentru zero și scala de grad de kelvin este -273, 16, deoarece punctul de temperatură din scara kelvin, temperatura în care se oprește orice mișcare de atomi Corpul și orice radiație sunt terminate în organism., așa-numitul zero absolut, corespunzător temperaturii Celsius -273,16 grade. Aceasta este, 0 grade pe kelvin corespunde temperaturii de -273,16 grade. Celsius.

Principala sursă naturală de lumină pentru noi este soarele și diferitele surse de lumină - foc sub formă de incendiu, meci, torță și iluminat, variind de la aparate de uz casnic, instrumente tehnice și terminând cu dispozitivele de iluminat profesionale create special pentru cinematografie și televiziune. Atât în \u200b\u200baparatele de uz casnic, cât și în domeniul profesional, se utilizează diferite lămpi (nu ne vom referi la principiul acțiunii și diferențele constructive) cu diferite rapoarte energetice în spectrele lor de radiație a culorilor de bază care pot fi exprimate prin dimensiunea temperaturii culorii. Toate sursele de lumină sunt împărțite în două grupuri principale. Primul, S. temperatura de culoare (Tcl.) 5600 0k, lumina zilei albe (DS), în radiația pe care o parte scurtă, o parte rece a spectrului optic predomină, cea de-a doua lămpi cu incandescență (LN) cu TCV.- 32000k și predominanța radiației partea lungă, partea caldă a spectrului optic.

Ce începe totul? Totul începe de la zero, inclusiv radiații ușoare. Culoarea neagră este lipsa de lumină. Din punctul de vedere al culorii, negrul este 0 intensitatea radiației, 0 saturație, 0 ton de culoare (este pur și simplu nu), este o absență completă a tuturor culorilor deloc. De ce vedem bucata de negru, dar pentru că aproape complet absoarbe întreaga lumină care se încadrează pe ea. Există un astfel de concept ca un corp negru absolut negru. Un obiect idealizat este numit un corp absolut negru care absoarbe tot ceea ce cade pe ea și nu reflectivă. Desigur, în realitate, nu există cadavre de neatins și absolut negru în natură nu există. Chiar și acele obiecte care par negru pentru noi nu sunt chiar absolut negre. Dar puteți face un model de corp aproape absolut negru. Modelul este un cub cu o structură goală în interior, o gaură mică se face în Cuba, prin care razele luminoase penetrează în interiorul cubului. Proiectați ceva de genul unei păsări. Uită-te la figura (1).

Imaginea 1). - Modelul corpului absolut negru.

Lumina care se încadrează în interiorul gaurei, după reflexii repetate, va fi complet absorbită, iar deschiderea exterioară va arăta complet negru. Chiar dacă vopsăm cubul în negru, gaura va fi cubul negru. Aceasta este o gaură și va fi un corp absolut negru. În sensul literal al cuvântului, gaura nu este un corp, ci doar demonstrează în mod clar corpul absolut negru.

Toate obiectele au radiații termice (în timp ce temperatura lor este peste zero absolută, adică -273,15 grade Celsius), dar nici un obiect nu este un emițător de căldură ideal. Unele obiecte emit mai bine, alții mai rău și toate acestea în funcție de diferitele condiții de mediu. Prin urmare, se utilizează modelul corpului absolut negru. Corpul absolut negru este un emițător termic ideal. Putem vedea chiar culoarea corpului absolut negru, dacă este încălzit și culoarea pe care o vom vedea va depinde de cât de mult căldurăm corpul absolut negru. Ne-am apropiat îndeaproape de acest concept ca o temperatură a culorii.

Uită-te la figura (2).

Figura (2). - Culoarea corpului absolut negru în funcție de temperatura de încălzire.

a) Există un corp negru absolut, nu îl vedem deloc. Temperatura 0 Kelvin (-273.15 grade Celsius) - Absolut zero, absența completă a oricărei radiații.

b) Ne întoarcem "flacăra grea grea" și începem să încălzim corpul nostru absolut negru. Temperatura corpului, prin încălzire, a crescut la 273K.

c) Un pic mai mult timp a trecut și vedem deja o strălucire roșie slabă de corpuri absolut negre. Temperatura a crescut la 800k (527 ° C).

d) Temperatura a crescut la 1300k (1027 ° C), corpul a dobândit roșu aprins. Puteți vedea aceeași culoare a luminescenței atunci când unele metale sunt încălzite.

e) corpul încălzit la 2000k (1727 ° C), care corespunde culorii portocalii a strălucirii. Aceeași culoare are cărbuni fierbinți în foc, unele metale atunci când sunt încălzite, flacăra lumânărilor.

e) Temperatura este deja de 2500k (2227 ° C). Strălucirea unei astfel de temperaturi dobândește galben. Atingeți mâinile un astfel de corp este extrem de periculos!

g) Culoare albă - 5500K (5227 ° C), aceeași culoare a lumânărilor la soare la prânz.

h) culoarea albastră a strălucirii - 9000k (8727 ° C). Această temperatură prin încălzirea flacării pentru a obține în realitate va fi imposibilă. Dar acest prag al temperaturii este destul de realizabil în reactoarele termonucleare, explozii atomice, iar temperatura Universului poate ajunge la zeci și sute de mii de Celvin. Putem vedea doar aceeași nuanță albastră de lumină, de exemplu, în lămpile cu LED-uri, strălucitoare celeste sau alte surse de lumină. Culoarea cerului în vreme clară este de aproximativ aceeași culoare. Rezumând până la cele de mai sus, puteți da o definiție clară a temperaturii culorii. Temperatura de culoare este temperatura unui corp absolut negru la care emite radiația aceluiași ton de culoare ca și radiația luată în considerare. Pur și simplu, temperatura de 5000k este o culoare care dobândește un corp absolut negru atunci când este încălzit la 5000k. Temperatura de culoare a culorii portocalii - 2000k înseamnă că corpul absolut negru trebuie să fie încălzit la o temperatură de 2000k, astfel încât să dobândească o culoare portocalie a strălucirii.

Dar culoarea luminescenței corpului cioplit nu corespunde întotdeauna temperaturii sale. Dacă flăcările aragaz În bucătăria albastru albastru, acest lucru nu înseamnă că temperatura flacără este de peste 9000k (8727 ° C). Fierul topit într-o stare lichidă are o nuanță de culoare galbenă de culoare portocalie, care corespunde efectiv temperaturii sale și aceasta este de aproximativ 2000K (1727 ° C).