Təbiətdə işıq və rəng. İşıq və rəng: əsaslar. İşığın sınması və dispersiyası

Kotov Pavel, 11 A sinif şagirdi MBOU "11 nömrəli orta məktəb" IMRSC

Məqalədə - mesaj işığın sınması ilə əlaqəli maraqlı təbiət hadisələrinin təsvirini təqdim edir
, dərs üçün hazırlanmışdır.

Yüklə:

Önizləmə:

TƏBİƏTDƏ İŞIQ VƏ RƏNG

Nəşr:

11-ci sinif şagirdinin işi - A

MBOU "11 saylı orta məktəb"

Kotova Pavel

Dərs üçün mesaj, təqdimat, mövzu ilə bağlı video klip

Giriş

Müəllimin təklif etdiyi mövzuda mənim üçün o qədər maraqlı şeylər, o qədər gözlənilməz şeylər, məsələn, haqqında"Sınıq Kabus" daha əvvəl heç eşitmədiyim, sinif yoldaşlarıma hər şeyi, təkrar etmədən, dərsdə danışmağa qərar verdim. Təqdimat məni heyran edən və fizikanın başa düşülən qanunları ilə izah edilən hadisələrin gözəlliyini əks etdirmir, ona görə də mesajımı müşayiət etmək üçün bir neçə maraqlı video klip seçdim.

http://www.youtube.com/watch?v=ZsyZFbsiKG0 Sirli təbiət hadisəsi - Halo
http://www.youtube.com/watch?v=YqAw8CTJkbI Halo - GÜNƏŞ ətrafında GÖY qurşağı! ABŞ, Orlando
http://www.youtube.com/watch?v=TRuXgvU0_Vs Təbiət hadisəsi - Halo
http://www.youtube.com/watch?v=t-U4bnphTqw Novokuznetsk üzərində səmada qeyri-adi hadisə
http://www.youtube.com/watch?v=FkNWSjPR_fs Təbiət hadisəsi - Göydə xaçın proyeksiyası
http://www.youtube.com/watch?v=Dv-jjjbwNZI Qloriya buludlarda olan optik bir hadisədir.
http://www.youtube.com/watch?v=Ix5nydC0maY Faktomaniya 41-ci buraxılış - Səhər
Qloriya
http://www.youtube.com/watch?v=LmxX0a6iZYQ At-Bash-da Brocken Ghost

http://www.youtube.com/watch?v=xrypsgJSOS4&index=3&list=PLEC-4i2P-XFrnbMYN4ez87ZvaJ6yIxQG2 Sgorr Dhonuill haqqında Brocken Spectre
http://www.youtube.com/watch?v=0I83USDoX6I Kaluqa üzərində super göy qurşağı.
http://www.youtube.com/watch?v=J_PqmnJgBcQ Kailashda şaquli göy qurşağı
http://www.youtube.com/watch?v=fn9ynUatjss Üçlü göy qurşağı hələ də mövcuddur

Belə bir tamaşa heç kəsi laqeyd qoymadı! Düşünürəm ki, təkcə mən yox, başqaları da özlərinə and içiblər ki, bu təbiət hadisələrini görəcəklər və mən bütün bunları öz gözlərimlə görəcək o xoşbəxt insan olacağam! Bəziləri üçün bütün ömrü keçəcək və yaşadıqları gözəl, heyrətamiz dünyadan xəbərsiz olaraq belə bir şeyi öz gözləri ilə görməyəcəklər.

İndi isə sinif yoldaşlarıma təqdim etməyi zəruri hesab etdiyim kiçik bir nəzəriyyə. Mən mətndə orijinal mənbədən bütün istinadları saxlamışam.

Nəzəri minimum

İşığın parçalanma ehtimalı ilk dəfə İsaak Nyuton tərəfindən kəşf edilmişdir. Şüşə prizmadan keçən dar işıq şüası sındı və divarda çoxrəngli zolaq - spektr əmələ gətirdi.

Rəng xüsusiyyətlərinə əsasən, spektri iki hissəyə bölmək olar. Bir hissəyə qırmızı, narıncı, sarı və sarı-yaşıl rənglər, digərinə isə yaşıl, mavi, indiqo və bənövşəyi daxildir.

Görünən spektr şüalarının dalğa uzunluqları fərqlidir - 380 ilə 760 arasında. mmk . Spektrin görünən hissəsindən kənarda görünməyən hissəsidir. Dalğa uzunluğu 780-dən çox olan spektrin hissələri mmk infraqırmızı və ya termal adlanır. Onlar spektrin bu hissəsində quraşdırılmış termometr tərəfindən asanlıqla aşkar edilir. Dalğa uzunluğu 380-dən az olan spektrin hissələri mmk ultrabənövşəyi deyilir

düyü. 1. Rəng şüasının spektral parçalanması

Müxtəlif işıq mənbələrindən çıxan işıq şüaları müxtəlif spektral tərkibə malikdir və buna görə də rəng baxımından əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Adi elektrik lampasının işığı günəş işığından, stearin və ya parafin şamın və ya kerosin lampasının işığı elektrik lampasının işığından daha sarıdır. Bu, gündüz şüasının spektrində mavi rəngə uyğun dalğaların, volfram və xüsusilə karbon filamentli elektrik lampasından çıxan şüa spektrində qırmızı və narıncı rəngli dalğaların üstünlük təşkil etməsi ilə izah olunur. Buna görə də eyni obyekt hansı işıq mənbəyi ilə işıqlandırıldığından asılı olaraq müxtəlif rənglər ala bilər.

Nəticədə təbii və süni işıqda bədənlər müxtəlif rəng çalarları alır.

Hər bir obyektin rəngi onun fiziki xüsusiyyətlərindən, yəni işıq şüalarını əks etdirmək, udmaq və ya ötürmək qabiliyyətindən asılıdır. Buna görə də səthə düşən işıq şüaları əks olunan, udulan və ötürülən şüalara bölünür.

İşıq şüalarını demək olar ki, tamamilə əks etdirən və ya udan cisimlər qeyri-şəffaf olaraq qəbul edilir.

Əhəmiyyətli miqdarda işıq ötürən cisimlər şəffaf (şüşə) kimi qəbul edilir.

Səth və ya cisim spektrin görünən hissəsinin bütün şüalarını eyni dərəcədə əks etdirir və ya ötürürsə, işıq axınının belə əks olunması və ya nüfuz etməsi qeyri-selektiv adlanır.

Beləliklə, bir cisim spektrin demək olar ki, bütün şüalarını bərabər qəbul edərsə qara, tam əks etdirərsə ağ görünür.

Əgər obyektlərə şəffaf şüşədən baxsaq, onların əsl rəngini görərik. Nəticə etibarilə, rəngsiz şüşə, spektrin bütün rəng şüalarından da ibarət olan əks olunan və udulmuş az miqdarda işıq istisna olmaqla, spektrin bütün rəngli şüalarını demək olar ki, tamamilə ötürür.

Mavi bir filtr götürsəniz, şüşənin arxasındakı bütün obyektlər mavi görünəcək, çünki mavi şüşə əsasən spektrin mavi şüalarını ötürür və digər rənglərin şüalarını demək olar ki, tamamilə udur.

Qeyri-şəffaf obyektin rəngi həm də onun əks olunmasından və müxtəlif spektral tərkibli dalğaların udulmasından asılıdır. Beləliklə, bir cisim yalnız mavi şüaları əks etdirirsə və qalanlarını udursa, mavi görünür. Əgər obyekt qırmızı şüaları əks etdirirsə və spektrin bütün digər şüalarını udursa, qırmızı görünür.

Təbiətdə ona düşən işığı 100% əks etdirən və ya udan heç bir material yoxdur, ona görə də nə mükəmməl ağ, nə də mükəmməl qara var. Ən ağ rəng, üzərinə düşən işığın 94%-ni əks etdirən bir kafelə basdırılmış kimyəvi cəhətdən təmiz barium sulfat tozudur. Sink ağı barium sulfatdan bir qədər tünddür, qurğuşun ağı, gips, litoponik ağ, yüksək səviyyəli yazı kağızı, təbaşir və s.

Rənglərin qarışdırılması.Ətrafımızda gördüyümüz rənglərin qavranılması müxtəlif uzunluqlu işıq dalğalarından ibarət mürəkkəb rəng axınının gözünə təsirindən yaranır. Ancaq göz müxtəlif rəngləri qarışdırmaq qabiliyyətinə malik olduğundan rəngarənglik və çoxrənglilik təəssüratı almırıq. Bir-birinə yaxın olan, çox uzaqdan baxılan rənglər, sanki gözümüzün tor qişasında bir ümumi rəngdə birləşir. Bu cür rəng qarışığı subjunktiv və ya əlavə adlanır.

düyü. 2. Tamamlayıcı rənglərin rəng çarxı: 1 - böyük interval, 2 - orta interval, 3 - kiçik interval

Bu dairədə qırmızıya tamamlayıcı rəng mavi-yaşıl, narıncıya - mavi, sarıya - mavi, sarı-yaşıl üçün bənövşəyə çevrilir. İstənilən tamamlayıcı rəng cütlüyündə biri həmişə isti tonlar qrupuna, digəri soyuq tonlar qrupuna aiddir.

Boyaları mexaniki şəkildə qarışdırarkən, əldə edilən, gözün tor qişasına rəngli şüaların optik əlavə edilməsi deyil, boyaların rəngli hissəcikləri tərəfindən udulmuş bu şüaların rəng qarışığımızı işıqlandıran ağ şüadan çıxılmasıdır. Beləliklə, məsələn, mavi və sarı piqmentlərin rəngli qarışığı ilə boyanmış bir obyekt üzərində ağ işıq şüası ilə işıqlandırıldıqda, Prussiya mavisinin mavi hissəcikləri qırmızı, narıncı və sarı şüaları, sarı kadmium hissəcikləri isə bənövşəyi, mavini udacaq. və mavi şüalar. Yaşıl və buna bənzər mavi-yaşıl və sarı-yaşıl şüalar udulmadan qalacaq, cisimdən əks olunan şüalar gözümüzün tor qişası tərəfindən qəbul ediləcək.

Çıxarıcı rəng qarışığına misal olaraq üç şüşədən - sarı, mavi və qırmızı rəngli, bir-birinin ardınca yerləşdirilən və ağ ekrana yönəldilmiş işıq şüasını göstərmək olar. İki şüşənin üst-üstə düşdüyü yerlərdə - bənövşəyi və sarı - qırmızı ləkə, sarı və mavi - yaşıl, mavi və magenta - mavi alacaqsınız. Üç rəngin eyni vaxtda üst-üstə düşdüyü yerdə qara ləkə görünəcək.

Halo adətən ətrafda görünürGünəş və ya Ay , bəzən digər güclü ətrafında, məsələn, küçə işıqları. Haloların bir çox növləri var və onlar əsasən buzdan qaynaqlanırkristallar V sirr buludları üst qatlarda 5-10 km hündürlükdətroposfer . Halo növü kristalların formasından və düzülüşündən asılıdır. Buz kristallarının əks etdirdiyi və sındırdığı işıq tez-tez bir spektrə parçalanır və bu, halo kimi görünür.göy qurşağı .

Şəhərdə günəş halosuBryansk

Gloria ( lat. gloria - bəzək; halo) buludlarda olan optik hadisədir.

İşıq mənbəyinin birbaşa qarşısında yerləşən buludlarda müşahidə olunur. Müşahidəçi dağda və ya havada olmalıdır və işıq mənbəyi (Günəş və ya Ay ) - arxasınca.

Müşahidəçinin kölgəsi ətrafındakı buludda rəngli işıq halqalarını təmsil edir. İçəridə mavimtıl bir üzük var, xaricində qırmızımtıl, sonra üzüklər daha az intensivliklə təkrarlana bilər.

Gloria özünü izah edirdifraksiya əvvəllər bulud damlalarında əks olunan işıq buluddan düşdüyü istiqamətdə, yəni müşahidəçiyə qayıdır.

Effekt "Sınıq Kabus" bir insanın kölgəsi, şəkli iləKorzhenevskaya zirvəsi , Pamir

Brocken Ghost, Günəş dağ silsiləsindən və ya zirvədən dumanın içinə baxan alpinistin arxasından parlayanda görünür. Alpinistin kölgəsi dumanda hərəkət edir, tez-tez perspektivdən qaynaqlanan qəribə bucaqlı formalar alır. Kölgə ölçüsündə aydın artım -optik illüziya , müşahidəçinin nisbətən yaxın buludlar üzərində uzanan kölgəsini buludlardakı boşluqlardan görünən uzaq səth obyektləri ilə müqayisə etməsi ilə izah olunur; və ya dumanda hərəkət etmək və ölçüləri ölçmək mümkün olmadıqda. Bundan əlavə, kölgələr gözdən müxtəlif məsafələrdə yerləşən su damcılarına düşür, bu da pozurdərinlik qavrayışı .

Brocken xəyalı tez-tez müxtəlif rəngli parlaq üzüklərlə əhatə olunur -Qloriya . Günəş işığı bərabər ölçülü su damcılarından ibarət buludlardan əks olunduqda onlar birbaşa Günəşin qarşısında görünürlər. Təsiri buna görədirişığın difraksiyası .

Göy qurşağı günəş olduğu üçün meydana gəlirişıq sındı Və əks olunub damcılar su ( yağış və ya duman ), içində üzən atmosfer . Bu damlacıqlar işığı fərqli yöndən yayındırırrənglər (qırılma əmsalı Qısa dalğa uzunluğuna (bənövşəyi) nisbətən daha uzun dalğa uzunluğunda (qırmızı) işıq üçün daha az su var, buna görə də qırmızı işıq ən zəif - 137 ° 30', bənövşəyi işıq isə ən güclü şəkildə - 139 ° 20' əyilir. Nəticə olaraqağ işıq parçalanırdiapazon (baş verir

canlı orqanizm.

Rəng qavrayışı bədənin işıq stimuluna reaksiyasıdır.

İnsanlar tərəfindən görünən və hiss edilən işıq şüaları elektromaqnit dalğalarının salınım diapazonunda 400 ilə 700 nanometr (və ya millimikron) arasında dəyişən kiçik bir oktava təşkil edir, bunlara ardıcıl olaraq aşağıdakılar daxildir: kosmik şüalar, radioaktiv şüalar, rentgen şüaları, ultrabənövşəyi şüalar, işıq şüaları (görünən işıq), infraqırmızı şüalar, ultraqısa, qısa, orta və uzun radio dalğaları.

Şüaların görünən spektrinə bənövşəyidən qırmızıya, mavi, yaşıl, sarı və narıncıya qədər dəyişən rənglər daxildir.

Təbiətdə ağdan (cütdən) görünən rəng spektrindən qaraya (çürüməyə) qədər təbii rəng inkişafı seriyaları mövcuddur. Təbiət özü rəngləri müəyyən bir sıraya qoyur.

Yer atmosferi bizi əhatə edir və rəngləri olan heyrətamiz bir mühit yaradır.

Təbiətin bir hissəsi olan insan bədəni işığa və rəngə həssaslıqla reaksiya verir və rəng qavrayışının fərdi, unikal miqyasına malikdir.

Rəng şüaları görmə qabiliyyətini aşaraq insanın sinir sisteminə təsir göstərir, qırmızı rəng qan dövranını artırır, mavi rəng isə iltihabi prosesləri dayandırır.

İnsan gözü cisimlərin ölçüsünü, formasını, teksturasını, parlaqlığını, şəffaflığını, titrəməsini və rəngini ayırd etmək imkanı verən unikal optik sistemdir.

İşığın təbiəti elədir ki, bütün tünd tonlar aşağıda, açıq tonlar isə yuxarıdadır ki, bu da cazibə qüvvəsinin nəticəsidir.

Normal işıqlandırmada gözlərimiz “konuslar”, zəif işıqda isə “çubuqlar” vasitəsilə görür. Çubuqlar bizə işıq, konuslar isə rəng verir.

Heyvanlar aləmində konusların və çubuqların olması fərqli şəkildə paylanır. Məsələn, toyuqların yalnız konusları var və onlar günəş batanda yatırlar, bayquşların isə əksinə, yalnız çubuqları var və gündüzlər görmürlər.

İnsan gözündə yalnız konuslar retinanın mərkəzində, fovea sahəsində yerləşir. Onların sıxlığı çox yüksəkdir. 1 mm2 sahədə 50.000 konus var. Məhz bu mərkəz gözümüzdəki rəngin ölçülməsinə cavabdehdir.

Alacakaranlıq görmə ilə həm konuslar, həm də çubuqlar gözün işində iştirak edir, buna görə rəng qavrayışında kəskin bir dəyişiklik var və rəngin dəqiq təsvirini vermək mümkün deyil.

Canlı təbiətdə rəng və işıq orqanizmin fəaliyyət prosesində həyati fəaliyyətinin məhsuludur.

Orqanizmlərin parıltısının (bioluminesans) müəyyən məqsədi var: meduzalarda mexaniki qıcıqlanmaya reaksiya, dibdə yaşayan “polixet” qurdlarda çoxalma mövsümündə siqnaldır, kalamar və krevetlər ondan parlaq bəlğəm çıxarır. işıq pərdəsi.

Dərin dəniz heyvanlarında işıq istehsal edən fotogen hüceyrələri olan bezlərə əlavə olaraq, xüsusi parlaq orqanlar - "fotoforlar" var. Bəzən fotoforlar işıq filtrləri ilə təchiz olunur və heyvan göy qurşağı kimi parlayır.

Canlı orqanizmlərdə demək olar ki, bütün biokimyəvi enerji oksidləşmə zamanı işığa çevrilir, halbuki adi közərmə lampasında enerjinin 70%-i istilik əmələ gəlməsinə sərf olunur, buna görə də süni canlı işığın yaradılması bionikanın perspektivli sahələrindən biridir.

Günəş enerjisinin təsiri altında bitkilərin yarpaqlarında fotosintez prosesi baş verir, yəni. xarici mühitdən alınan qeyri-üzvi maddələrdən (su, karbon qazı və mineral duzlar) üzvi maddələrin (şəkərlərin və karbohidratların) əmələ gəlməsi prosesi.

Gün işığını bitkilər tərəfindən daha yaxşı tutmaq üçün təbiətdə müxtəlif yarpaq düzənləri yaradılmışdır. Bu müntəzəm, fırlanan, mozaika, spiral və s.

Təbiət bir çox heyvana kamuflyaj etmək qabiliyyətini bəxş etmişdir - xarici rənglərini dəyişdirmək. Bu, heyvanların yaşamaq uğrunda mübarizədə ən yaxşı şəkildə uyğunlaşmasına imkan verir.

Heyvanlarda rəng dəyişməsi xarici stimulların təsiri altında, əsasən görmə ilə baş verən mürəkkəb bioloji prosesdir. Heyvanın dərisinin altında boya ilə doldurulmuş "xromatoforlar" adlanan xüsusi elastik hüceyrələr var. Heyvandan gələn siqnalda bəzi xromatoforlar uzanır, digərləri isə büzülür, nəticədə dərinin rəngi dəyişir.

Xromatoforların altında digər hüceyrələr - bir sıra güzgülər və işığı sındıran və parçalayan prizmalar sistemi ilə doldurulmuş "iridokistlər" yatır, bunun sayəsində heyvanların dərisi xüsusi metal parıltı əldə edir.

Dizaynda rənglər ümumiyyətlə rəng simvolizmində təhlükəsizlik və nizam-intizam təmin etmək üçün qəbul edilir.

Sarı rəng “diqqət” mənasını verən xəbərdarlıq rəngidir.

Narıncı rəng - diqqət, "təhlükə" deməkdir.

Qırmızı rəng yanğına qarşıdır, “qadağandır”.

Yaşıl rəng icazəlidir, "pulsuz".

Mavi rəng göstərişdir, izahedicidir.

Ağ rəng - hərəkət istiqaməti, "sərbəst".

Bir insana psixoloji təsirinə görə rənglər aşağıdakılara bölünür:

A) Stimullaşdırıcı (isti rənglər), həyəcanı təşviq edən və qıcıqlandırıcı kimi fəaliyyət göstərən - qırmızı, karmin, cinnabar, narıncı, sarı.

B) Dağılan (soyuq rənglər), səssiz qıcıqlanma - bənövşəyi, göy, açıq göy, göy-yaşıl.

C) Pastellər (yumşaq rənglər), səssiz rənglər.

D) Statik (balanslaşdırılmış rənglər), həyəcan verici rənglərdən yayındıran - yaşıl, zeytun, sarı-yaşıl, bənövşəyi.

E) Qıcıqlanmaya səbəb olmayan və konsentrasiyaya kömək edən tutqun tonların rəngləri - boz, ağ və qara əsasında.

E) İsti tünd rənglər, qıcıqlanmanı sabitləşdirən və ləng və hərəkətsiz hərəkət edən - ox, qəhvəyi torpaqlar, tünd qəhvəyi.

G) Soyuq tünd rənglər, qıcıqlanmanı təcrid edən və yatıran - tünd boz, qara-göy, tünd göy, tünd yaşıl.

Rəngin insan gözü və spektrin görünən hissəsi tərəfindən qəbul edilən elektromaqnit dalğası olması, I. Nyuton “Optika” əsərində təsvir edilmişdir. Baxmayaraq ki, bundan xeyli əvvəl ingilis filosofu və təbiətşünası Rocer Bekon bir stəkan suda da optik spektri müşahidə etdi;görünən şüalanmanın ilk izahını İ.Nyuton verdi. Rəng tədqiqatında oxşar cəhdlər bir az sonra həyata keçirildi Johann Goethe "Rənglər nəzəriyyəsi" əsərində, 18-ci əsrdə, Rusiyada, M. V. Lomonosovun.

İ.Nyuton ağ işığı spektrin rənglərinə parçalamağı bacardı ki, bu da rəngin öyrənilməsində ilk mühüm irəliləyiş oldu.

Alimin spektrin kəşfi üçün əsas şərti teleskoplar üçün linzaları təkmilləşdirmək istəyi idi: teleskopik təsvirlərin əsas çatışmazlığı göy qurşağı rəngli kənarların olması idi.

1666-cı ildə Kembricdə o, ağ rəngin prizma ilə parçalanması üzrə təcrübə apardı: pəncərənin qapağındakı kiçik yuvarlaq deşikdən qaranlıq otağa işıq şüası daxil oldu və onun yolunda şüşə üçbucaqlı prizma peyda oldu. hansı işıq şüasıdır sındı. Prizmanın arxasında ekranda sonradan spektr adlanan çoxrəngli zolaq peyda oldu. O, müəyyən etdi ki, ağ gündüz şüası müxtəlif rəngli şüalardan ibarətdir: qırmızı, narıncı, sarı, yaşıl, mavi (göy), indiqo və tünd bənövşəyi.

Newton I. Optika və ya işığın əks olunması, sınması, əyilmələri və rəngləri haqqında traktat. - M.: Dövlət Texniki və Nəzəri Ədəbiyyat Nəşriyyatı, 1954.

Rəng harmoniyasının müxtəlifliyinin və təbiətin rənglərinin zənginliyinin əsas səbəbinin onların qarışması olduğunu izah etdi.

O, həmçinin sonsuz sayda əks olunan və sınmış rəngli şüanın eyni rəngdə qaldığını aşkar etdi, bu da rəngin müəyyən sabit xüsusiyyət olduğunu bildirir. O, həmçinin qeyd edib ki, rəngli şüaya ağ işıq əlavə edildikdə, daha mürəkkəbləşir, rəng tamamilə yox olana qədər seyrəkləşir və zəifləyir, boz və ya ağ rəng yaradır. Beləliklə, rəng nə qədər mürəkkəbdirsə, o qədər az dolğun və sıx olur.

İ.Nyuton onu da müəyyən etdi ki, əksinə, spektrin yeddi rəngini qarışdırmaqla yenidən ağ rəng əldə etmək mümkündür. Bunun üçün o, prizma ilə parçalanmış rəngli şüanın (spektrin) yoluna yenidən müxtəlif rəngləri bir-birinin üstünə qoyan bikonveks lensi yerləşdirdi; birləşərək ekranda ağ ləkə əmələ gətirirlər. Əgər spektrin hər hansı bir hissəsini bağlamaq üçün linzanın önünə (rəngli şüalar yolunda) dar qeyri-şəffaf zolaq qoysanız, ekrandakı ləkə rəngli olacaq.

Alim müxtəlif rəngli şüaların sındırma göstəricisini də müəyyən edib. Bu məqsədlə ekranda bir çuxur kəsildi; Ekranı hərəkət etdirərək, bu və ya digər rəngli şüaların dar şüasını dəlikdən buraxmaq mümkün idi. İkinci prizmada sınmış belə bir seçilmiş şüa artıq bir zolağa uzanmadı: dəyəri seçilmiş şüanın rəngindən asılı olan müəyyən bir refraktiv indeksə uyğundur. Kırılma göstəricisinin rəngdən asılılığına "rəng dispersiyası" (latınca disperqo - səpilmə) deyilir.

İşıq və rəngin təbiətini öyrənərək Nyuton belə nəticəyə gəldi ki, təbii cisimlərin daimi rəngləri bəzi cisimlərin müəyyən növ şüaları əks etdirməsi, digər cisimlərin digər növlərini digərlərinə nisbətən daha çox əks etdirməsi səbəbindən baş verir. Rəngli tozlar, Nyutonun qeyd etdiyi kimi, işıqlandırıldıqları işığın çox əhəmiyyətli hissəsini sıxışdırır və saxlayır. Və onlar rəngli olurlar, öz rənglərinin işığını ən çox əks etdirirlər 2. Newton I. Optika və ya işığın döyüşləri, qırılmaları, əyilmələri və rəngləri haqqında traktat. - M.: Dövlət Texniki və Nəzəri Ədəbiyyat Nəşriyyatı, 1954. - 367 s.

Demək lazımdır ki, sonrakı araşdırmalara baxmayaraq, bu nəzəriyyə (işığın korpuskulyar nəzəriyyəsi) yanlış hesab edilə bilməz, çünki rəng həqiqətən foton axını - işıq sürəti ilə hərəkət edən və elektrik yükü olan elementar kütləsiz hissəciklər kimi qəbul edilə bilər. sıfıra bərabərdir. Foton kvant zərrəciyi kimi dalğa-hissəcik ikiliyi, yəni hissəcik və dalğanın eyni zamanda xassələrinin təzahürü ilə xarakterizə olunur. İ.Nyutonu dalğa nəzəriyyəsinin əleyhdarı adlandırmaq mümkün deyil: o, bu fikri rədd etmirdi. Nyuton bu hadisələrin hər ikisinin oxşar təbiətli olduğuna inanaraq, rəng və səs arasında bənzətmə apardı və bu, yəqin ki, səs və işığın elektromaqnit təbiətinin kəşfini gözləyirdi. “Zəngin, musiqi siminin və ya başqa səs verən cisimlərin səsi salınan bir hərəkətdən başqa bir şey olmadığı və havada bu hərəkətdən başqa heç bir şey yayılmadığı kimi... çiçəklər şəklində görünür”.

Digər tərəfdən, 1675-ci ildə Kral Cəmiyyətinə təqdim olunmuş traktatında o yazır ki, işıq sadəcə efirin titrəməsi ola bilməz, o vaxtdan o, məsələn, səs kimi əyri boru vasitəsilə yayıla bilər. Lakin o, həmçinin təklif edir ki, işığın yayılması efirdə titrəmələri oyadır ki, bu da difraksiya və digər dalğa effektlərinə səbəb olur.

XVIII əsrdə Rusiyada M. V. Lomonosov rəng hadisələrinin problemlərini tədqiq edir və hamıya məlum olmayan bir sıra mühüm kəşflər edir. O, işığın günəşdən və çay kimi işıqlı cisimlərdən axan üç efirdən ibarət olduğunu kəşf etdi. Efirlərin üç növ hərəkəti var ki, bunları o adlandırıb aramsız, qeyri-sabit və fırlanan. Efir axınları müxtəlif ölçülü üç növ hissəcikdən ibarətdir. Bunlardan duz hissəcikləri qırmızı efiri, civə hissəcikləri sarı efiri, kükürd hissəcikləri isə mavi efiri təşkil edir. Qalan rənglər qırmızı, sarı və mavinin qarışdırılması ilə əmələ gəlir. Efir hissəcikləri cisimlərin səthindəki uyğun hissəciklərə yapışır və onların müxtəlif intensivliklə titrəməsinə səbəb olur. Hərəkətin bir hissəsi beləliklə ötürülür, qalan hərəkət isə gördüyümüz rəngi müəyyən edir. Əgər obyektin səthi efir hissəciklərinin fırlanan və ya fırlanan hərəkətini udmuşsa, göz qara rəng görür.

Beləliklə, Lomonosov rəngin fiziki və kimyəvi təbiətini kəşf etdi .

Bu nəzəriyyəyə görə, temperatur boyanın intensivliyinə təsir edir, bunu eksperimental olaraq sübut etdi. İnsan gözü rəngi ona görə qəbul edir ki, cisim tərəfindən udulmayan eterik hissəciklərin hərəkəti gözün dibində müvafiq hərəkət yaradır.

İşığın dalğa nəzəriyyəsi inkişaf etdikcə hər rəngin işıq dalğasının müəyyən tezliyinə uyğun gəldiyi aydınlaşdırıldı. İngilis alimi T. Jung, 1800-cü ildə inkişaf etmişdir müdaxilənin dalğa nəzəriyyəsi onun tərtibinə əsaslanır dalğa superpozisiya prinsipi. Təcrübələrinin nəticələrinə əsasən o, müxtəlif rəng diapazonlarında işığın dalğa uzunluğunu kifayət qədər dəqiq qiymətləndirdi.

Müdaxilə prinsipinə görə (bir neçə işıq dalğasının intensivliyinin qeyri-xətti əlavə edilməsi) işıqla işığın əlavə edilməsi, yəni işığın qarşılıqlı söndürülməsi yolu ilə qaranlıq əldə etmək olar. Young interferensiya prinsipinin müxtəlif tətbiqlərini tədqiq etdi və işığın dalğa hərəkəti ilə yayılmalı olduğu qənaətinə gəldi. Çıxış nöqteyi-nəzərindən müdaxilə zolaqlarını izah etmək tamamilə qeyri-mümkün oldu. O, həmçinin müxtəlif rəngli işığın orta dalğa uzunluğunu hesablayıb. Bunu Thomas Young təklif etdi rənglər müxtəlif uzunluqlu dalğalara uyğun gəlir, qırmızı şüalar ən uzun dalğalara, bənövşəyi isə ən qısadır.

Kvant mexanikasının inkişafı ilə bu fikir formalaşdı Louis de Broglie dalğa-hissəcik ikiliyi haqqında, buna görə işığın eyni zamanda dalğa xassələri olmalıdır ki, bu da onun difraksiya və müdaxilə qabiliyyətini və udma və emissiyasını izah edən korpuskulyar xassələrə malik olmalıdır.

Tam başa düşmək üçün rəngin mahiyyətləri müraciət edək elektromaqnit şüalanma anlayışı , yəni kosmosda yayılan elektromaqnit sahəsinin pozulmasına. Elektromaqnit şüalanma adətən tezlik diapazonlarına bölünür, aralarında kəskin keçidlər yoxdur - sərhədlər ixtiyaridir. Şəkil 2 elektromaqnit şüalanmanın tam spektrini göstərir, tezliklərin azalması ilə dərəcələnir: radio dalğaları (ultra uzun olanlardan başlayaraq), infraqırmızı radiasiya, görünən işıq, ultrabənövşəyi, rentgen və qamma radiasiya.

Şəkil 2 - Elektromaqnit şüalanmanın tam spektri

Elektromaqnit şüalanmasının ümumi spektrində görünən radiasiya çox kiçik bir faiz təşkil edir.

Bir buket tərtib edərkən, yalnız çiçəklər dəstinə və dekorativ elementlərə, çiçəyin mənasına deyil, həm də müxtəlif işıqlandırmada necə görünəcəyinə və rəng sxeminin insana necə təsir etdiyinə diqqət yetirmək lazımdır.

I. Nyuton 1666-cı ildə günəş şüası və prizmadan istifadə edərək rəng spektrini təyin etdi. Qırmızı, narıncı, sarı, yaşıl, mavi, indiqo və bənövşəyi ağ işığı təşkil edən rənglərdir. Başqa sözlə, işıq insan gözünə görünən elektromaqnit şüalanma (elektromaqnit enerji) bölgəsidir. Məktəbdən bildiyimiz kimi, radiasiya əsas mənbədən - Günəşdən gəlir və infraqırmızı, ultrabənövşəyi və görünən dalğalara bölünür. Radiasiyanın sonuncu növü gördüyümüz ağ işıqdır.

Nyutonun rəng spektri

Qədim yunan alimlərindən başlayaraq insanlar “işıq nədir?”, “haradan gəlir?” suallarına cavab tapmağa çalışmışlar. və "necə yayılır?" Alimlərin Nyuton və digərlərindən qat-qat çox imkanlara malik olduğu dövrümüzdə elm işığın təbiətinin ikililiyindən danışır. Bir çuxurdan nüfuz edərək, özünü dalğa kimi aparır və məsələn, metal səthə dəydikdə, bu səthi bombalayan hissəcik - foton kimi davranır.

İşıq dalğaları

Dalğa tərcümə hərəkəti olan salınımın bir hissəsi kimi başa düşülür. Onlar fərqli şəkildə qırıla bilər və fərqli rəng hisslərinə səbəb ola bilər. Bu, onların uzunluğundan asılıdır.

Bədənin səthinə çatan işıq axını üç hissəyə bölünür: əks olunan, ötürülən və udulan.

Bədənlər şəffaf və ya qeyri-şəffaf ola bilər. Yalnız şəffaf cisimlər işığı əks etdirməyə, udmağa və ötürməyə meyllidirlər. Gözümüz işığın əks olunan işığın dalğa uzunluğundan asılı olan cismin qarşılıqlı təsirini aşkar etdikdən sonra obyektin rəngini təyin edirik. Ağ vərəq ağdır, çünki bütün rəngləri əks etdirir, yaşıl əsasən yaşıl rəngləri, mavi mavi rəngləri əks etdirir və s. Bir cisim bütün rəngləri udursa, o zaman göz tərəfindən qara kimi qəbul edilir.

Bənövşəyi, mavi, mavi şüaların bəziləri havada saxlanılır və səpələnir. Nəticədə biz dağların zirvələrində mavi səma və çəhrayı qar görürük.

Yansıma spekulyar ola bilər (şüanın əks bucağı düşmə bucağı ilə eynidir) və əks olunma şüasının fərqli ola biləcəyi diffuziya. İnsanın təmasda olduğu səthlər şüaları qismən spekulyar, qismən də diffuziya yolu ilə əks etdirir. Parlaq və parlaq səthlər rəngin aydın güzgü əksini verir, tutqun və kobud səthlər isə diffuziya ilə xarakterizə olunur. Buna görə də göz daha az aydın görünən işıq mənbəyini görür.

İşıq mənbələri

Təbii

Təbii Günəş və Kosmosun digər komponentləri. Ancaq planetlərin, ulduzların və Ayın parıltısının atmosferə görə təhrif edildiyini görürük.

Süni

Süni. Bunlara müxtəlif növ lampalar, lazerlər və s. daxildir. Obyekt adi közərmə lampası ilə işıqlandırıldıqda o, isti sarımtıl rəng əldə edir (volfram filamenti sarı rəngə qədər qızır). Floresan lampaların istifadəsi sərin parıltı ilə tanınır (onlar əsasən ultrabənövşəyi işıq yayırlar və görünən spektr bənövşəyi, mavi və yaşıl rənglərdən ibarətdir və çox az istilik radiasiyası var). Halojen lampalar həmçinin volfram filamentindən, vakuumda olmayan bir cüt halogendən ibarətdir (köhnəlmiş İlyiç lampalarından fərqli olaraq). Bu işıqlandırmadakı rənglər daha parlaq, zəngin və daha şən olur.

Lazer

İşıq mənbəyinin ən faydalı parçası lazerdir. Lazer borusunda elektrik cərəyanının təsiri altında atomlardan fotonlar ayrılır. Ondan dar bir işıq şüası və ya başqa bir elektromaqnit şüalanması şəklində uçurlar. Bu, fotonların istehsalı üçün istifadə olunan maddədən asılıdır.

Hər gün insan ona təsir edən bir çox ekoloji faktorlarla qarşılaşır. Güclü təsir göstərən belə amillərdən biri də rəngdir. Məlumdur ki, insan rəngi yalnız işıqda görə bilər, qaranlıqda heç bir rəng görmürük. İşıq dalğaları insan gözü tərəfindən qəbul edilir. Biz cisimləri görürük, çünki onlar işığı əks etdirirlər və gözümüz bu əks olunan şüaları qəbul edə bilir. Günəş və ya elektrik işığının şüaları - insanın görmə aparatındakı işıq dalğaları sensasiyaya çevrilir. Bu transformasiya üç mərhələdə baş verir: fiziki, fizioloji, psixoloji.

Fiziki- işıq emissiyası; fizioloji– rəngin gözə təsiri və onun insan beyninə gedən sinir impulslarına çevrilməsi; psixoloji- rəng qavrayışı.

Vizual qavrayışın formalaşmasının fiziki mərhələsi müxtəlif mühitlər tərəfindən görünən şüalanma enerjisinin dəyişdirilmiş şüa axınının enerjisinə çevrilməsindən ibarətdir və fizika tərəfindən öyrənilir.

Görünən radiasiya işıq adlanır. İşıq elektromaqnit spektrinin görünən hissəsidir; elektromaqnit şüalanmasının xüsusi halıdır. . Fiziklər zarafatla deyirlər ki, işıq fizikanın ən qaranlıq yeridir. İşıq ikili təbiətə malikdir: yayılanda özünü dalğa kimi aparır, udulub yayıldıqda isə zərrəciklər axını kimi davranır. Deməli, işıq kosmosa, rəng isə obyektə aiddir. Rəng işığa məruz qaldıqda insanın görmə orqanında yaranan hissdir. .

Rəng elmində işığı elektromaqnit dalğasının hərəkəti kimi qəbul etmək adətdir. Görünən radiasiya bölgəsində hər dalğa uzunluğu bir rəngin hissiyyatına uyğundur.

Ağ günəş işığının spektrində yeddi əsas rəng var: qırmızı, narıncı, sarı, yaşıl, mavi, indiqo və bənövşəyi. Orta müşahidəçinin gözü ağ işığın spektrində təxminən 120 rəngi ayırd edə bilir. Rənglərin təyin edilməsinin rahatlığı üçün optik radiasiya spektrini üç zonaya bölmək adətdir:

Uzun dalğa uzunluğu - qırmızıdan narıncıya qədər;

Orta dalğa - narıncıdan maviyə qədər;

Qısa dalğa uzunluğu - mavidən bənövşəyə qədər.

Bu bölgü spektrin müxtəlif sahələrinə daxil olan rənglər arasındakı keyfiyyət fərqləri ilə əsaslandırılır. Spektrin hər bir rəngi öz dalğa uzunluğu ilə xarakterizə olunur (Cədvəl 1), yəni. dalğa uzunluğu və ya vibrasiya tezliyi ilə dəqiq müəyyən edilə bilər. Ən qısa dalğalar bənövşəyi, ən uzunu qırmızıdır. İşıq dalğalarının özlərinin rəngi yoxdur. Rəng yalnız bu dalğalar insanın vizual aparatı tərəfindən qəbul edildikdə görünür.

Göz uzunluğu 400-700 nanometr olan dalğaları qəbul edə bilir (nanometr metrin milyardda biri, işıq dalğalarının uzunluğunun ölçü vahididir).

Cədvəl 1. Dalğa uzunluğu diapazonlarının rəng hisslərinə uyğunluğu

Spektrin görünən hissəsinin hər iki tərəfində ultrabənövşəyi və infraqırmızı bölgələr var ki, bunlar insan gözü tərəfindən qəbul edilmir, lakin xüsusi avadanlıq vasitəsilə aşkar edilə bilər (Cədvəl 2). Gecə görmə kameraları infraqırmızı radiasiyadan istifadə etməklə işləyir və ultrabənövşəyi radiasiya insan gözünə görünməsə də, görmə qabiliyyətinə ciddi ziyan vura bilər. Bütün növ elektromaqnit salınım dalğalarının yayılma sürəti təxminən 300.000 km/s-dir.

Cədvəl 2. Elektromaqnit şüalanmanın növləri

İşıq dalğaları gözün tor qişasına daxil olur, burada beyinə siqnal ötürən işığa həssas reseptorlar tərəfindən qəbul edilir və orada rəng hissi yaranır. Bu hiss radiasiyanın dalğa uzunluğundan və intensivliyindən asılıdır. Və bizi əhatə edən bütün cisimlər ya işıq (rəng) buraxa, ya da onlara düşən işığı qismən və ya tamamilə əks etdirə və ya ötürə bilər.

Məsələn, ot yaşıldırsa, bu o deməkdir ki, dalğaların bütün diapazonundan əsasən spektrin yaşıl hissəsinin dalğalarını əks etdirir, qalanını isə udur. “Bu fincan qırmızıdır” dedikdə əslində nəzərdə tutduğumuz odur ki, o, qırmızıdan başqa bütün işıq şüalarını udur. Kubokun özünün rəngi yoxdur, rəng onu işıqlandırmaqla yaranır. Beləliklə, qırmızı kubok əsasən spektrin qırmızı hissəsinin dalğalarını əks etdirir. Əgər cismin rəngi var desək, bu o deməkdir ki, əslində bu cismin (və ya onun səthinin) müəyyən uzunluqda dalğaları əks etdirmə xüsusiyyəti var və əks olunan işıq cismin rəngi kimi qəbul edilir. Bir cisim düşən işığı tamamilə bloklayırsa, o, bizə qara, bütün gələn şüaları əks etdirirsə, ağ görünür. Düzdür, sonuncu ifadə yalnız işıq ağ, rəngsiz olduqda doğru olacaq. İşıq hər hansı bir kölgə əldə edərsə, əks etdirən səth eyni kölgəyə sahib olacaqdır. Bu, ətrafdakı hər şeyi al-qırmızı tonlarla rəngləndirən gün batımında və ya qarın mavi göründüyü toran qış axşamında müşahidə edilə bilər. Rəngli rəngdən istifadə təcrübəsi İ.İtten tərəfindən “Rəng sənəti” kitabında olduqca maraqlı təsvir edilmişdir.

Vizual aparatın bu dalğaları necə tanıdığı hələ tam məlum deyil. Bildiyimiz tək şey odur ki, müxtəlif rənglər işığa həssaslıqdakı kəmiyyət fərqlərindən yaranır.

Bu kontekstdə rəngin başqa bir tərifini xatırlatmaq məntiqli olardı. Rəng, rəng adlandırdığımız müəyyən hisslər şəklində gözümüz tərəfindən qəbul edilən, müəyyən bir işıq mənbəyindən gələn işıq dalğalarının fərqli sayda titrəmələridir. .

Rəng hissi rəngdə müəyyən uzunluqda dalğalar üstünlük təşkil etdikdə yaranır. Ancaq bütün dalğaların intensivliyi eyni olarsa, rəng ağ və ya boz kimi qəbul edilir. Dalğalar buraxmayan cisim qara kimi qəbul edilir. Bu baxımdan rəngin bütün vizual hissləri iki qrupa bölünür: xromatik və akromatik.

Ağ, qara və bütün boz rənglərə akromatik deyilir.. Onların spektrinə bərabər olaraq bütün dalğa uzunluqlu şüalar daxildir. Bir dalğa uzunluğunun üstünlüyü varsa, bu rəng xromatik olur. Xromatik rənglərə bütün spektral və digər təbii rənglər daxildir. .

2.2. Əsas rəng xüsusiyyətləri

Rəngi birmənalı şəkildə müəyyən etmək (konkret etmək) üçün tez-tez psixofizik xüsusiyyətlər sistemi istifadə olunur. Bunlara aşağıdakı xüsusiyyətlər daxildir:

Rəng tonu,

Yüngüllük;

Doyma.

Rəng tonu - adlandırmağa imkan verən rəngin keyfiyyəti (məsələn, qırmızı, mavi və s.) . Maraqlıdır ki, öyrədilməmiş göz parlaq gün işığında 180-ə qədər rəng tonunu, inkişaf etmiş insan gözü isə təxminən 360 rəng çalarını ayırd edə bilir. Akromatik rənglərin rəngi yoxdur.

Yüngüllük müəyyən bir rəngin qaradan fərqlənmə dərəcəsidir.. Spektral rənglərdə sarı ən açıq rəng, bənövşəyi isə ən tünd rəngdir. Bir rəng tonu daxilində yüngüllük dərəcəsi ağın istifadəsindən asılıdır. Yüngüllük həm xromatik, həm də akromatik rənglərə xas olan dərəcədir . Fərqli yüngüllükdə eyni rəngli çalarlar monoxrom adlanır .

Doyma xromatik rəng ilə bərabər açıqlıqdakı akromatik rəng arasındakı fərq dərəcəsidir. Beləliklə, əgər təmiz spektral rəng, məsələn, qırmızı, 100% qəbul edilərsə, 70% qırmızı və 30% ağ qarışdırıldıqda, yaranan qarışığın doyma dərəcəsi 70% olacaqdır. Rəng qavrayış dərəcəsi doymadan asılıdır.

Spektrin rəngləri ən doymuş, ən doymuş bənövşəyi, ən az doymuş isə sarıdır.

Akromatik rəngləri sıfır doyma rəngləri adlandırmaq olar.

Təlim edilmiş insan gözü doyma dərəcəsinə görə təxminən 25 rəng çalarını, yüksək işıq şəraitində 65 çalardan açıqlığa görə, zəif işıqlandırma şəraitində isə 20-ə qədər rəng çalarını ayıra bilir.

Rəngin düzgün və qeyri-müvafiq keyfiyyətləri. Rəng, çalar, açıqlıq, doyma rəngin daxili keyfiyyətləri adlanır. Öz keyfiyyətləri ona obyektiv olaraq xas olan keyfiyyətlərdir.

Qeyri-adekvat keyfiyyətlər çiçəklərə obyektiv olaraq xas deyil, onlar qəbul edildikdə emosional reaksiya nəticəsində yaranır. Rənglərin isti və soyuq, açıq və ağır, tutqun və zəngli, çıxıntılı və geri çəkilən, yumşaq və sərt olduğunu deyirik. Bu xüsusiyyətlər sənətkar üçün vacibdir, çünki onların vasitəsilə əsərin ifadəliliyi və emosional əhval-ruhiyyəsi yüksəlir.

Şəklin həcminin dəyişməsi rəngin doymasından asılıdır (şək. 1) Aktiv doymuş rənglər təsviri zəif doymuş və ya qaralmış rənglərdən daha həcmli edir. Ağartma və qaralma yalnız rəng aktivliyini azaltmaqla yanaşı, ləkələr arasında rəng kontrastlarını da zəiflədir. Monoxrom təsvir, doymuş kimi, akromatik versiyaya yaxın həcmdə aktiv şəkildə ötürməyə qadirdir.

düyü. 1. Rəng doymasından asılı olaraq şəklin həcminin dəyişdirilməsi:

a – optimal doymuş rənglər; b – zəif doymuş (açıqlanmış) rənglər; c – akromatik versiya; d – zəif doymuş (tündləşmiş) rənglər; d – obyektin monoxrom təsviri, relyef, kompozisiyanın həcmi və emosional əhval-ruhiyyəsi. Zəif doymuş rənglərdən (vurğulanmış və ya tündləşdirilmiş) istifadə edərkən həcm doymuş rənglərdən istifadə etdikdən daha az hiss olunacaq.