مخاطب      درباره سایت
خانه › افعال

نور و رنگ در طبیعت. نور و رنگ: اصول اولیه شکست و پراکندگی نور

کوتوف پاول، دانش آموز 11 کلاس A MBOU "دبیرستان شماره 11" IMRSC

مقاله - پیام شرحی از پدیده های طبیعی جالب مرتبط با شکست نور را ارائه می دهد
، که برای درس آماده شده بود.

دانلود:

پیش نمایش:

نور و رنگ در طبیعت

انتشار:

کار دانش آموز کلاس یازدهم - الف

MBOU "دبیرستان شماره 11"

کوتووا پاول

پیام برای درس، ارائه، کلیپ ویدیویی در مورد موضوع

معرفی

در مورد موضوع پیشنهادی معلم، چیزهای جالب زیادی برای من پیدا کردم، چیزهای غیرمنتظره زیادی، به عنوان مثال، در مورد"شبح شکسته" چیزی که قبلاً حتی در مورد آن نشنیده بودم، تصمیم گرفتم همه چیز را بدون تکرار در کلاس به همکلاسی هایم بگویم. ارائه منعکس کننده زیبایی پدیده هایی نیست که مرا شگفت زده کرده و با قوانین قابل درک فیزیک توضیح داده شده است، بنابراین چندین کلیپ ویدیویی جالب را برای همراهی با پیام خود انتخاب کردم.

چنین منظره ای هیچ کس را بی تفاوت نگذاشت! فکر می کنم نه تنها من، بلکه دیگران هم به خودشان قسم خوردند که این پدیده های طبیعی را ببینند و من آن آدم خوشبختی شوم که همه اینها را به چشم خودم ببینم! برای بعضی ها تمام عمرشان می گذرد و غافل از دنیای زیبا و شگفت انگیزی که در آن زندگی می کنند، چنین چیزی را به چشم خود نخواهند دید.

و اکنون یک نظریه کوچک که ارائه آن را به همکلاسی هایم ضروری دانستم. من تمام مراجع را از منبع اصلی در متن حفظ کرده ام.

حداقل نظری

امکان تجزیه نور اولین بار توسط اسحاق نیوتن کشف شد. یک پرتو باریک از نور که از یک منشور شیشه ای عبور کرد، شکست خورد و یک نوار چند رنگ روی دیوار ایجاد کرد - یک طیف.

بر اساس ویژگی های رنگ، طیف را می توان به دو قسمت تقسیم کرد. یک قسمت شامل رنگ های قرمز، نارنجی، زرد و زرد-سبز، دیگری - سبز، آبی، نیلی و بنفش است.

طول موج پرتوهای طیف مرئی متفاوت است - از 380 تا 760 mmk . فراتر از قسمت مرئی طیف، قسمت نامرئی قرار دارد. بخش هایی از طیف با طول موج های بیشتر از 780 mmk مادون قرمز یا حرارتی نامیده می شود. آنها به راحتی توسط دماسنج نصب شده در این قسمت از طیف تشخیص داده می شوند. بخش هایی از طیف با طول موج های کمتر از 380 mmk ماوراء بنفش نامیده می شود


برنج. 1. تجزیه طیفی یک پرتو رنگ

پرتوهای نوری که از منابع نوری مختلف ساطع می‌شوند، ترکیب طیفی متفاوتی دارند و بنابراین از نظر رنگ تفاوت چشمگیری دارند. نور لامپ برق معمولی زردتر از نور خورشید است و نور شمع استئارین یا پارافین یا لامپ نفت سفید زردتر از نور لامپ برق است. این با این واقعیت توضیح داده می شود که در طیف یک پرتو نور روز، امواج مربوط به رنگ آبی غالب است و در طیف یک پرتو از یک لامپ برقی با تنگستن و به ویژه یک رشته کربن، امواج رنگی قرمز و نارنجی غالب است. بنابراین، یک جسم مشابه بسته به منبع نوری که با آن روشن می شود، می تواند رنگ های مختلفی به خود بگیرد.

در نتیجه بدن در نور طبیعی و مصنوعی رنگ های متفاوتی به خود می گیرد.

رنگ هر جسم به خواص فیزیکی آن بستگی دارد، یعنی توانایی آن در بازتاب، جذب یا انتقال پرتوهای نور. بنابراین، پرتوهای نوری که به یک سطح می خورند به بازتاب، جذب و عبور تقسیم می شوند.

اجسامی که تقریباً به طور کامل پرتوهای نور را منعکس یا جذب می کنند، مات تلقی می شوند.

اجسامی که مقدار قابل توجهی نور را از خود عبور می دهند به عنوان شفاف (شیشه) تلقی می شوند.

اگر یک سطح یا جسم تمام پرتوهای قسمت مرئی طیف را به یک اندازه منعکس یا منتقل کند، آن انعکاس یا نفوذ شار نور غیرانتخابی نامیده می شود.

بنابراین، اگر یک جسم تقریباً تمام پرتوهای طیف را به طور یکسان جذب کند سیاه و اگر کاملاً آنها را منعکس کند سفید به نظر می رسد.

اگر از شیشه شفاف به اجسام نگاه کنیم، رنگ واقعی آنها را خواهیم دید. در نتیجه، شیشه بی رنگ تقریباً به طور کامل تمام پرتوهای رنگی طیف را منتقل می کند، به جز مقدار کمی نور منعکس شده و جذب شده، که همچنین شامل تمام پرتوهای رنگی طیف است.

اگر یک فیلتر آبی بگیرید، تمام اشیاء پشت شیشه آبی به نظر می رسند، زیرا شیشه آبی عمدتاً پرتوهای آبی طیف را منتقل می کند و تقریباً به طور کامل پرتوهای رنگ های دیگر را جذب می کند.

رنگ یک جسم مات همچنین به بازتاب و جذب امواج با ترکیب طیفی مختلف بستگی دارد. بنابراین، اگر جسمی فقط پرتوهای آبی را منعکس کند و بقیه را جذب کند آبی به نظر می رسد. اگر جسمی پرتوهای قرمز را منعکس کند و تمام پرتوهای دیگر طیف را جذب کند، قرمز به نظر می رسد.

هیچ ماده ای در طبیعت وجود ندارد که 100 درصد نوری را که به آن می تابید منعکس یا جذب کند، بنابراین نه سفید کامل وجود دارد و نه سیاه کامل. سفیدترین رنگ پودری از سولفات باریم خالص شیمیایی است که در یک کاشی فشرده شده است که 94 درصد از نور تابیده شده به آن را منعکس می کند. سفید روی تا حدودی تیره‌تر از سولفات باریم است؛ سفید سربی، گچی، سفید لیتوپونیک، کاغذ تحریر درجه یک، گچ و غیره حتی تیره‌تر است. تیره‌ترین سطح مخملی سیاه است که حدود 0.2 درصد نور را منعکس می‌کند.

مخلوط کردن رنگ ها.درک رنگ هایی که در اطراف خود می بینیم ناشی از عمل روی چشم یک جریان رنگ پیچیده است که از امواج نور با طول های مختلف تشکیل شده است. اما ما تصور تنوع و رنگارنگ را نداریم، زیرا چشم توانایی ترکیب رنگ های مختلف را دارد. رنگ‌هایی که نزدیک به هم قرار گرفته‌اند، از فاصله‌ای دور دیده می‌شوند، به نظر می‌رسد که در یک رنگ کلی روی شبکیه چشم ما ادغام می‌شوند. این نوع اختلاط رنگ را فرعی یا افزودنی می نامند.

برنج. 2. چرخ رنگی رنگ های مکمل: 1 - فاصله زیاد، 2 - فاصله متوسط، 3 - فاصله کوچک

در این دایره، رنگ مکمل قرمز، سبز مایل به آبی، به نارنجی - آبی، به زرد - آبی، به زرد-سبز - بنفش است. در هر جفت رنگ مکمل، یکی از آن ها به گروه تن های گرم و دیگری در گروه تن های سرد تعلق دارد.

هنگام اختلاط مکانیکی رنگ‌ها، چیزی که به دست می‌آید افزودن نوری پرتوهای رنگی بر روی شبکیه چشم نیست، بلکه تفریق پرتو سفیدی است که مخلوط رنگی ما را از آن پرتوهایی که توسط ذرات رنگی رنگ جذب می‌شوند، روشن می‌کند. بنابراین، برای مثال، هنگامی که توسط یک پرتو سفید نور بر روی جسمی که با مخلوط رنگی رنگدانه‌های آبی و زرد رنگ شده روشن می‌شود، ذرات آبی آبی پروس پرتوهای قرمز، نارنجی و زرد را جذب می‌کنند و ذرات کادمیوم زرد رنگ بنفش، آبی را جذب می‌کنند. و پرتوهای فیروزه ای پرتوهای سبز و مشابه سبز مایل به آبی و زرد مایل به سبز جذب نشده باقی می مانند که با انعکاس از جسم، توسط شبکیه چشم ما درک می شود.

نمونه ای از اختلاط رنگ های تفریقی پرتویی از نور است که از سه شیشه - زرد، فیروزه ای و سرخابی عبور می کند که یکی پس از دیگری قرار گرفته و به سمت یک صفحه سفید هدایت می شود. در مکان هایی که دو لیوان با هم همپوشانی دارند - سرخابی و زرد - یک نقطه قرمز رنگ زرد و فیروزه ای - سبز، فیروزه ای و سرخابی - آبی خواهید داشت. در جایی که سه رنگ به طور همزمان همپوشانی دارند، یک لکه سیاه ظاهر می شود.

Halo معمولا در اطراف ظاهر می شودآفتاب یا ماه ، گاهی اوقات در اطراف دیگر قدرتمندمانند چراغ های خیابان. هاله ها انواع مختلفی دارند و عمدتاً توسط یخ ایجاد می شوندکریستال ها V ابرهای سیروس در ارتفاع 5-10 کیلومتری در لایه های بالاییتروپوسفر . نوع هاله به شکل و چینش کریستال ها بستگی دارد. نور منعکس شده و شکسته شده توسط کریستال های یخ اغلب به یک طیف تجزیه می شود که باعث می شود هاله شبیه بهرنگين كمان .


هاله خورشید در شهربریانسک

گلوریا ( لات گلوریا - تزیین؛ هاله) یک پدیده نوری در ابرها است.

روی ابرهایی که دقیقاً در مقابل منبع نور قرار دارند مشاهده می شود. ناظر باید در کوه یا در هوا باشد و منبع نور (آفتاب یا ماه ) - پشت سرش.

نشان دهنده حلقه های رنگی نور بر روی ابر در اطراف سایه ناظر است. یک حلقه مایل به آبی در داخل، یک حلقه قرمز مایل به قرمز وجود دارد، سپس حلقه ها را می توان با شدت کمتری تکرار کرد.

گلوریا خودش توضیح می دهدانکسار نوری که قبلاً در قطرات ابر منعکس شده بود به طوری که از ابر در همان جهتی که در آن سقوط کرده است، یعنی به سمت ناظر باز می گردد.


اثر "شبح شکسته" با سایه یک شخص، عکس رویقله کورژنفسکایا , پامیر

شبح براکن زمانی ظاهر می شود که خورشید از پشت کوهنوردی که از یک خط الراس یا قله به مه نگاه می کند می تابد. سایه کوهنورد در میان مه حرکت می کند و اغلب شکل های زاویه ای عجیب و غریب ناشی از پرسپکتیو به خود می گیرد. افزایش ظاهری در اندازه سایه -خطای دید با این واقعیت توضیح داده می شود که ناظر سایه خود را که روی ابرهای نسبتاً نزدیک قرار دارد، با اشیاء سطحی دوردست که از طریق شکاف های موجود در ابرها قابل مشاهده است، مقایسه می کند. یا زمانی که امکان پیمایش در مه و اندازه گیری اندازه وجود ندارد. علاوه بر این، سایه ها بر روی قطرات آب واقع در فواصل مختلف از چشم می افتند که باعث اختلال می شوددرک عمق .

روح براکن اغلب توسط حلقه های درخشان با رنگ های مختلف احاطه شده است -گلوریا . هنگامی که نور خورشید از ابرهای ساخته شده از قطرات آب به اندازه یکسان منعکس می شود، آنها دقیقاً در مقابل خورشید ظاهر می شوند. اثر ناشی ازپراش نور .

رنگین کمان به دلیل خورشید رخ می دهدسبک شکست و منعکس شده است قطره اب ( باران یا مه )، شناور در جو . این قطرات نور را به طور متفاوت از موارد مختلف منحرف می کنندرنگ ها (ضریب شکست برای نور با طول موج بلندتر (قرمز) آب کمتری نسبت به نور با طول موج کوتاه (بنفش) وجود دارد، بنابراین نور قرمز ضعیف ترین - با 137 درجه 30 دقیقه و نور بنفش شدیدترین - با 139 درجه 20 دقیقه منحرف می شود. در نتیجهسفید نور تجزیه می شوددامنه ( اتفاق می افتد

موجود زنده

    درک رنگ واکنش بدن به یک محرک نوری است.

    پرتوهای نور قابل مشاهده و احساس شده توسط انسان تنها یک اکتاو کوچک را تشکیل می دهند که از 400 تا 700 نانومتر (یا میلی میکرون) در محدوده نوسانات امواج الکترومغناطیسی متغیر است که به طور متوالی شامل: پرتوهای کیهانی، پرتوهای رادیواکتیو، اشعه ایکس، اشعه ماوراء بنفش، پرتوهای نور (نور مرئی)، اشعه مادون قرمز، امواج رادیویی فوق کوتاه، کوتاه، متوسط ​​و بلند.

    طیف مرئی پرتوها شامل رنگ‌هایی از بنفش تا قرمز تا آبی، سبز، زرد و نارنجی است.

    در طبیعت، سری‌های طبیعی رشد رنگ از سفید (جوانه) از طریق طیف رنگی مرئی تا سیاه (پوسیدگی) وجود دارد. طبیعت خودش رنگ ها را در یک سری خاص قرار می دهد.

    جو زمین ما را در بر می گیرد و محیطی شگفت انگیز ایجاد می کند که دارای رنگ است.

    بدن انسان به عنوان بخشی از طبیعت، نسبت به نور و رنگ واکنش حساسی نشان می دهد و دارای مقیاس فردی و منحصر به فرد برای درک رنگ است.

    پرتوهای رنگی دید را دور می زند و روی سیستم عصبی انسان اثر می گذارد؛ رنگ قرمز گردش خون را افزایش می دهد و رنگ آبی فرآیندهای التهابی را متوقف می کند.

    چشم انسان یک سیستم نوری منحصر به فرد است که به ما توانایی تشخیص اندازه، شکل، بافت، درخشش، شفافیت، سوسو زدن و رنگ اجسام را می دهد.

    ماهیت نور به گونه ای است که تمام رنگ های تیره در پایین و رنگ های روشن در بالا قرار می گیرند که نتیجه گرانش است.

    در نور معمولی، چشمان ما از طریق "مخروط" و در نور کم از طریق "میله" می بینند. میله ها به ما احساس نور می دهند و مخروط ها به ما رنگ می دهند.

    در دنیای حیوانات، وجود مخروط ها و میله ها به طور متفاوتی توزیع می شود. به عنوان مثال، جوجه ها فقط مخروط دارند و هنگام غروب خورشید می خوابند، در حالی که جغدها، برعکس، فقط میله دارند و در طول روز نمی بینند.

    در چشم انسان، فقط مخروط ها در مرکز شبکیه، در ناحیه فووآ قرار دارند. تراکم آنها بسیار زیاد است. 50000 مخروط در مساحت 1 میلی متر مربع وجود دارد. این مرکز است که عمدتاً مسئول اندازه گیری رنگ در چشم ما است.

    با دید گرگ و میش، هم مخروط ها و هم میله ها در کار چشم نقش دارند، به همین دلیل یک تغییر شدید در درک رنگ ایجاد می شود و نمی توان توصیف دقیقی از رنگ ارائه داد.

    در طبیعت زنده، رنگ و نور محصول فعالیت حیاتی موجود زنده در فرآیند عملکرد آن است.

    درخشش موجودات زنده (بیولومینسانس) هدف خاصی دارد: در چتر دریایی واکنشی به تحریک مکانیکی است، در کرم‌های "polychaete" که در پایین زندگی می‌کنند سیگنالی در طول فصل تولید مثل است، ماهی مرکب و میگو مخاط نورانی را خارج می‌کنند و از آن به عنوان یک ماده استفاده می‌کنند. پرده نور.

    جانوران اعماق دریا، علاوه بر غدد با سلول های فوتوژنیک که نور تولید می کنند، اندام های نورانی خاصی دارند - "فتوفور". گاهی اوقات فتوفورها مجهز به فیلترهای نور هستند و حیوان به صورت رنگین کمانی می درخشد.

    در موجودات زنده، تقریباً تمام انرژی بیوشیمیایی در طی اکسیداسیون به نور تبدیل می شود، در حالی که در یک لامپ رشته ای معمولی 70 درصد انرژی صرف تشکیل گرما می شود، بنابراین ایجاد نور زنده مصنوعی یکی از زمینه های امیدوار کننده بیونیک است.

    تحت تأثیر انرژی خورشیدی، فرآیند فتوسنتز در برگ گیاهان رخ می دهد، یعنی. فرآیند تشکیل مواد آلی (قندها و کربوهیدرات ها) از مواد معدنی (آب، دی اکسید کربن و نمک های معدنی) به دست آمده از محیط خارجی.

    برای گرفتن بهتر نور روز توسط گیاهان، آرایش های مختلف برگ در طبیعت ایجاد شده است. این منظم، چرخدار، موزاییک، مارپیچ و غیره است.

    طبیعت به بسیاری از حیوانات توانایی استتار - تغییر رنگ خارجی آنها را داده است. این به حیوانات اجازه می دهد تا در مبارزه برای بقا به بهترین وجه سازگار شوند.

    تغییر رنگ در حیوانات یک فرآیند بیولوژیکی پیچیده است که تحت تأثیر محرک های خارجی عمدتاً از طریق بینایی رخ می دهد. در زیر پوست حیوان سلول‌های الاستیک خاصی به نام «کروماتوفور» وجود دارد که با رنگ پر شده‌اند. در سیگنال حیوان، برخی از کروماتوفورها کشیده می شوند و برخی دیگر منقبض می شوند و در نتیجه رنگ پوست تغییر می کند.

    در زیر کروماتوفورها سلول های دیگری قرار دارند - "iridocysts" که پر از تعدادی آینه و سیستمی از منشور است که نور را شکسته و تجزیه می کند و به همین دلیل پوست حیوانات درخشش فلزی خاصی پیدا می کند.

    در طراحی، رنگ ها به طور کلی برای ایجاد امنیت و نظم در نمادگرایی رنگ پذیرفته شده اند.

رنگ زرد یک رنگ هشدار دهنده به معنای "توجه" است.

رنگ نارنجی - به معنای توجه، "خطر".

رنگ قرمز اطفاء حریق، "منع" است.

رنگ سبز مجاز، "آزاد" است.

رنگ آبی تجویزی، توضیحی است.

رنگ سفید - جهت حرکت، "آزاد".

    رنگ ها با توجه به تأثیر روانشناختی که بر شخص دارند به دو دسته تقسیم می شوند:

الف) محرک (رنگ های گرم)، تحریک کننده هیجان و عمل به عنوان محرک - قرمز، کارمین، سینابار، نارنجی، زرد.

ب) متلاشی کننده (رنگ های سرد)، تحریک خاموش - بنفش، آبی، آبی روشن، آبی-سبز.

ج) پاستل (رنگ های ملایم)، رنگ های خالص را خاموش می کند.

د) ایستا (رنگ های متعادل)، منحرف کننده از رنگ های هیجان انگیز - سبز، زیتونی، زرد-سبز، بنفش.

ه) رنگ های مات که باعث تحریک نمی شوند و به تمرکز کمک می کنند - بر اساس خاکستری، سفید و سیاه.

ه) رنگ های تیره گرم، تثبیت کننده تحریک و عملکرد کند و بی اثر - اخر، خاک های قهوه ای، قهوه ای تیره.

ز) رنگ های تیره سرد، ایزوله کننده و سرکوب کننده تحریک - خاکستری تیره، سیاه-آبی، آبی تیره، سبز تیره.

این واقعیت که رنگ یک موج الکترومغناطیسی است که توسط چشم انسان و قسمت قابل مشاهده طیف درک می شود، آی. نیوتن در کار "اپتیک" شرح داده شده است. با وجود این واقعیت که مدت ها قبل از این، فیلسوف انگلیسی و دانشمند طبیعی راجر بیکن همچنین طیف نوری را در یک لیوان آب مشاهده کرد؛ اولین توضیح تابش مرئی توسط I. Newton ارائه شد. تلاش های مشابهی برای تحقیقات رنگ کمی بعد انجام شد یوهان گوته در اثر "نظریه رنگ ها"، در قرن 18، در روسیه، توسط M. V. Lomonosov.

نیوتن I. موفق شد نور سفید را به رنگ های طیف تجزیه کند که اولین پیشرفت مهم در مطالعه رنگ بود.

پیش نیاز اصلی دانشمند برای کشف طیف، تمایل به بهبود عدسی برای تلسکوپ ها بود: نقطه ضعف اصلی تصاویر تلسکوپی وجود لبه های رنگین کمان بود.

در سال 1666، در کمبریج، او آزمایشی را در تجزیه رنگ سفید با یک منشور انجام داد: از طریق یک سوراخ گرد کوچک در پنجره، پرتوی نور به اتاقی تاریک نفوذ کرد و در مسیر آن یک منشور سه وجهی شیشه ای ظاهر شد. که پرتو نور شکست. یک نوار چند رنگ بر روی صفحه نمایش پشت منشور ظاهر شد که بعدها طیف نامیده شد. او مشخص کرد که یک پرتو از نور روز سفید شامل پرتوهایی با رنگ های مختلف است، یعنی: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی (فیروزه ای)، نیلی و بنفش عمیق.

نیوتن I. اپتیک یا رساله ای در مورد بازتاب ها، شکست ها، خمش ها و رنگ های نور. - م.: انتشارات دولتی ادبیات فنی و نظری، 1954.

وی توضیح داد که اختلاط آنها دلیل اصلی تنوع هارمونی رنگی و غنای رنگ های طبیعت است.

او همچنین کشف کرد که یک پرتو رنگی، که تعداد بی نهایت بار منعکس و شکست می‌شود، به همان رنگ باقی می‌ماند، که به این معنی است که رنگ یک ویژگی پایدار خاص است. او همچنین متوجه شد که وقتی نور سفید به یک پرتو رنگی اضافه می‌شود، پیچیده‌تر می‌شود و باعث می‌شود که رنگ کمیاب‌تر و ضعیف‌تر شود تا زمانی که کاملاً ناپدید شود و خاکستری یا سفید شود. بنابراین، هر چه رنگ پیچیده تر باشد، پر و شدت آن کمتر است.

I. نیوتن همچنین ثابت کرد که برعکس، با مخلوط کردن هفت رنگ طیف، می توان دوباره سفید را بدست آورد. برای انجام این کار، او در مسیر پرتو رنگی (طیف) تجزیه شده توسط منشور یک عدسی دو محدب قرار داد که دوباره رنگ‌های مختلف را یکی بر روی دیگری قرار می‌دهد. همگرا شده و یک لکه سفید روی صفحه تشکیل می دهند. اگر یک نوار باریک مات در جلوی لنز (در مسیر پرتوهای رنگی) قرار دهید تا هر قسمتی از طیف را مسدود کند، آن نقطه روی صفحه رنگی می شود.

این دانشمند همچنین ضریب شکست پرتوهای رنگ های مختلف را تعیین کرد. برای این منظور، یک سوراخ در صفحه نمایش ایجاد شد. با حرکت دادن صفحه نمایش، می توان یک پرتو باریک از پرتوهای یک رنگ یا دیگری را از سوراخ منتشر کرد. چنین پرتو انتخابی که در منشور دوم شکسته شده است، دیگر به یک نوار کشیده نمی شود: با ضریب شکست خاصی مطابقت دارد که مقدار آن به رنگ پرتو انتخاب شده بستگی دارد. وابستگی ضریب شکست به رنگ "پراکندگی رنگ" نامیده می شود (از کلمه لاتین dispergo - scatter).

نیوتن با مطالعه ماهیت نور و رنگ به این نتیجه رسید که رنگهای ثابت اجسام طبیعی به این دلیل است که برخی از اجسام انواع خاصی از پرتوها را منعکس می کنند، اجسام دیگر انواع دیگر را به وفور نسبت به دیگران منعکس می کنند. همانطور که نیوتن اشاره کرد پودرهای رنگی بخش بسیار مهمی از نوری که با آن روشن می شوند را سرکوب کرده و حفظ می کنند. و رنگی می شوند و نور رنگ خود را به فراوانی منعکس می کنند 2. نیوتن I. اپتیک یا رساله ای در مورد نبردها، شکست ها، خمیدگی ها و رنگ های نور. - م.: انتشارات دولتی ادبیات فنی و نظری، 1954. - 367 ص.

باید گفت که علیرغم تحقیقات بیشتر، نمی توان این نظریه (نظریه جسمی نور) را نادرست تلقی کرد، زیرا رنگ را واقعاً می توان جریانی از فوتون ها - ذرات بی جرم بنیادی که با سرعت نور حرکت می کنند و دارای بار الکتریکی هستند - در نظر گرفت. برابر با صفر فوتون، به عنوان یک ذره کوانتومی، با دوگانگی موج-ذره مشخص می شود، یعنی تجلی خواص یک ذره و یک موج به طور همزمان. نمی توان آی. نیوتن را مخالف نظریه موج نامید: او این ایده را رد نکرد. نیوتن قیاسی بین رنگ و صدا ترسیم کرد و معتقد بود که هر دوی این پدیده ها ماهیت مشابهی دارند که احتمالاً کشف ماهیت الکترومغناطیسی صدا و نور را پیش بینی می کرد. همانطور که صدای زنگ، یا تار موسیقی، یا سایر اجسام صدادار، چیزی بیش از یک حرکت نوسانی نیست، و در هوا از جسم چیزی جز این حرکت منتشر نمی شود... در دومی، احساسات این حرکات وجود دارد. به شکل گل ظاهر می شود.»

از سوی دیگر، در رساله‌ای که در سال 1675 به انجمن سلطنتی ارائه شد، می‌نویسد که نور نمی‌تواند صرفاً ارتعاشات اتر باشد، زیرا از آن زمان می‌تواند، برای مثال، مانند صدا از طریق یک لوله منحنی منتشر شود. اما او همچنین پیشنهاد می کند که انتشار نور باعث تحریک ارتعاشات در اتر می شود که باعث پراش و سایر اثرات موج می شود.

در قرن 18 در روسیه، M. V. Lomonosov کاوش در مسائل پدیده های رنگی و انجام تعدادی اکتشاف مهم که به طور گسترده شناخته شده نیست. او کشف کرد که نور از سه اتر تشکیل شده است که از خورشید و اجسام نورانی مانند رودخانه جاری می شوند. اترها سه نوع حرکت دارند که او آنها را نامید بی وقفه، ناپایدار و در حال چرخش. جریان های اتر از سه نوع ذره با اندازه های مختلف تشکیل شده اند. از این میان، ذرات نمک اتر قرمز، ذرات جیوه اتر زرد و ذرات گوگرد اتر آبی را تشکیل می دهند. رنگ های باقی مانده از ترکیب قرمز، زرد و آبی تشکیل می شوند. ذرات اتری به ذرات مناسب روی سطح اجسام می چسبند و باعث ارتعاش آنها با شدت های متفاوت می شوند. بنابراین بخشی از حرکت منتقل می شود و حرکت باقیمانده رنگی را که می بینیم تعیین می کند. اگر سطح جسمی حرکت چرخشی یا چرخشی ذرات اتری را جذب کرده باشد، چشم یک رنگ سیاه می بیند.

بنابراین لومونوسوف ماهیت فیزیکی و شیمیایی رنگ را کشف کرد .

بر اساس این نظریه، دما بر شدت رنگ تأثیر می گذارد که او به طور تجربی ثابت کرد. چشم انسان رنگ را به این دلیل درک می کند که حرکت ذرات اتری که توسط جسم جذب نمی شود، حرکتی مربوطه را در پایین چشم ایجاد می کند.

همانطور که نظریه موج نور توسعه یافت، مشخص شد که هر رنگ مربوط به فرکانس خاصی از موج نور است. دانشمند انگلیسی تی یونگ، که در سال 1800 توسعه یافت نظریه تداخل امواج بر اساس فرمول او اصل برهم نهی موج. او بر اساس نتایج آزمایشات خود، طول موج نور را در طیف های مختلف رنگی به طور کاملا دقیق تخمین زد.

با توجه به اصل تداخل (جمع غیرخطی شدت چند موج نور)، تاریکی را می توان با اضافه کردن نور به نور، یعنی خاموش کردن متقابل نور به دست آورد. یانگ کاربردهای مختلف اصل تداخل را بررسی کرد و به این نتیجه رسید که نور باید در حرکت موجی حرکت کند. معلوم شد که توضیح باندهای تداخل از نقطه نظر خروجی کاملاً غیرممکن است. او همچنین میانگین طول موج نور رنگ های مختلف را محاسبه کرد. توماس یانگ این را پیشنهاد کرد رنگ ها مربوط به امواج با طول های مختلف است که پرتوهای قرمز طولانی ترین و بنفش کوتاه ترین امواج را دارند.

با توسعه مکانیک کوانتومی، این ایده شکل گرفت لویی دو بروگلی در مورد دوگانگی موج-ذره، که طبق آن نور باید همزمان دارای خواص موجی باشد که توانایی آن در پراش و تداخل را توضیح می‌دهد و خواص جسمی که جذب و گسیل آن را توضیح می‌دهد.

برای درک کامل اسانس های رنگ بیایید به مفهوم تابش الکترومغناطیسی یعنی اختلال در میدان الکترومغناطیسی منتشر شده در فضا. تشعشعات الکترومغناطیسی معمولاً به محدوده های فرکانس تقسیم می شوند که بین آنها هیچ انتقال شدیدی وجود ندارد - مرزها دلخواه هستند. شکل 2 طیف کامل تابش الکترومغناطیسی را نشان می دهد که با کاهش فرکانس درجه بندی شده است: امواج رادیویی (شروع با امواج فوق طولانی)، تابش مادون قرمز، نور مرئی، فرابنفش، اشعه ایکس و تابش گاما.

شکل 2 - طیف کامل تابش الکترومغناطیسی

در طیف عمومی تابش الکترومغناطیسی تشعشع مرئی درصد بسیار کمی را تشکیل می دهد.

هنگام تنظیم یک دسته گل، شما باید نه تنها به مجموعه گل ها و عناصر تزئینی، معنای گل، بلکه به اینکه چگونه در نورهای مختلف به نظر می رسد و طرح رنگ چگونه بر شخص تأثیر می گذارد توجه کنید.

I. نیوتن در سال 1666 با استفاده از یک پرتو خورشید و یک منشور، طیف رنگ را تعیین کرد. قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش رنگ هایی هستند که نور سفید را تشکیل می دهند. به عبارت دیگر، نور ناحیه ای از تابش الکترومغناطیسی (انرژی الکترومغناطیسی) است که با چشم انسان قابل مشاهده است. همانطور که از مدرسه می دانیم، تابش از منبع اصلی - خورشید می آید و به امواج مادون قرمز، فرابنفش و مرئی تقسیم می شود. آخرین نوع تابش نور سفیدی است که می بینیم.

طیف رنگ نیوتن

با شروع از دانشمندان یونان باستان، مردم سعی کرده اند پاسخ سؤالات "نور چیست؟"، "نور از کجا می آید؟" را بیابند. و "چگونه گسترش می یابد؟" در زمان ما، زمانی که دانشمندان فرصت های بسیار بیشتری نسبت به نیوتن و دیگران دارند، علم از دوگانگی ماهیت نور صحبت می کند. با نفوذ از طریق یک سوراخ، مانند یک موج رفتار می کند و زمانی که مثلاً به یک سطح فلزی برخورد می کند، مانند یک ذره - فوتون - رفتار می کند که این سطح را بمباران می کند.

امواج نور

موج به عنوان بخشی از یک نوسان شناخته می شود که دارای حرکت انتقالی است. آنها می توانند به طور متفاوتی شکسته شوند و احساسات رنگی متفاوتی ایجاد کنند. بستگی به طول آنها دارد.

جریان نور پس از رسیدن به سطح بدن به سه قسمت بازتابی، انتقالی و جذبی تقسیم می شود.

بدنه ها می توانند شفاف یا مات باشند. فقط اجسام شفاف تمایل به بازتاب، جذب و عبور نور از طریق خود دارند. ما رنگ یک جسم را بعد از اینکه چشم ما برهمکنش نور و جسم را تشخیص داد، تعیین می کنیم که بستگی به طول موج نور منعکس شده دارد. ورق سفید سفید است زیرا همه رنگ ها را منعکس می کند، سبز عمدتاً رنگ های سبز را منعکس می کند، آبی آبی و غیره را منعکس می کند. اگر جسمی همه رنگ ها را جذب کند، در آن صورت توسط چشم سیاه می شود.

برخی از پرتوهای بنفش، آبی، فیروزه ای در هوا حفظ شده و پراکنده می شوند. در نتیجه آسمان آبی و برف صورتی را در قله کوه ها می بینیم.

انعکاس می تواند به صورت معکوس باشد (زاویه انعکاس پرتو با زاویه تابش یکسان است) و انتشار که در آن پرتو انعکاس می تواند متفاوت باشد. سطوحی که فرد با آنها تماس پیدا می کند، پرتوها را تا حدی به صورت چشمی و بخشی از طریق انتشار منعکس می کند. سطوح براق و براق انعکاس آینه ای واضحی از رنگ می دهند، در حالی که سطوح مات و زبر با انتشار مشخص می شوند. به همین دلیل است که چشم منبع نوری با وضوح کمتری را می بیند.

منابع نور

طبیعی

طبیعی خورشید و سایر اجزای کیهان. اما ما می بینیم که درخشش سیارات، ستارگان و ماه به دلیل جو منحرف شده است.

ساختگی

ساختگی. اینها شامل انواع مختلفی از لامپ ها، لیزرها و غیره است. هنگامی که یک جسم با یک لامپ رشته ای معمولی روشن می شود، رنگ زرد گرمی به خود می گیرد (رشته تنگستن به رنگ زرد گرم می شود). استفاده از لامپ های فلورسنت به دلیل درخشش خنک آنها شناخته شده است (آنها عمدتاً نور ماوراء بنفش ساطع می کنند و طیف مرئی از بنفش، آبی و سبز تشکیل شده است و تابش حرارتی بسیار کمی وجود دارد). لامپ های هالوژن همچنین از یک رشته تنگستن تشکیل شده است، یک جفت هالوژن که در خلاء نیستند (برخلاف لامپ های قدیمی ایلیچ). رنگ ها در این نورپردازی روشن تر، غنی تر و شادتر می شوند.

لیزر

مفیدترین منبع نور لیزر است. در یک لوله لیزر، فوتون ها از اتم ها تحت تأثیر الکتریسیته آزاد می شوند. آنها به شکل یک پرتو باریک نور یا شکل دیگری از تابش الکترومغناطیسی از آن خارج می شوند. این بستگی به ماده ای دارد که برای تولید فوتون استفاده می شود.

هر روز انسان با عوامل محیطی زیادی مواجه می شود که بر او تأثیر می گذارد. یکی از این عوامل که تاثیر زیادی دارد رنگ است. معلوم است که انسان فقط در نور می تواند رنگ را ببیند و در تاریکی هیچ رنگی را نمی بینیم. امواج نور توسط چشم انسان درک می شود. ما اجسام را به این دلیل می بینیم که نور را منعکس می کنند و چشم ما قادر به درک این پرتوهای بازتاب شده است. پرتوهای نور خورشیدی یا الکتریکی - امواج نور در دستگاه بینایی انسان به حس تبدیل می شود. این تحول در سه مرحله رخ می دهد: فیزیکی, فیزیولوژیکی, روانشناسی.

فیزیکی- انتشار نور؛ فیزیولوژیکی- تأثیر رنگ بر چشم و تبدیل آن به تکانه های عصبی که به مغز انسان می رسد. روانشناسی- درک رنگ

مرحله فیزیکی شکل گیری ادراک بصری شامل تبدیل انرژی تابش مرئی توسط رسانه های مختلف به انرژی یک شار تابشی اصلاح شده است و توسط فیزیک مورد مطالعه قرار می گیرد.

تابش مرئی نور نامیده می شود. نور بخش قابل مشاهده طیف الکترومغناطیسی است؛ این یک مورد خاص از تابش الکترومغناطیسی است . فیزیکدانان به شوخی می گویند که نور تاریک ترین مکان در فیزیک است. نور ماهیت دوگانه ای دارد: وقتی منتشر می شود مانند یک موج رفتار می کند و وقتی جذب و ساطع می شود مانند جریانی از ذرات رفتار می کند. پس نور متعلق به فضاست و رنگ به جسم. رنگ حسی است که هنگام قرار گرفتن در معرض نور در اندام بینایی انسان ایجاد می شود. .

در علم رنگ مرسوم است که نور را حرکت موج الکترومغناطیسی می دانند. در ناحیه تابش مرئی، هر طول موج مربوط به احساس یک رنگ است.

هفت رنگ اصلی در طیف نور سفید خورشید وجود دارد: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش. چشم ناظر متوسط ​​می تواند حدود 120 رنگ را در طیف نور سفید تشخیص دهد. برای سهولت در تعیین رنگ ها، مرسوم است که طیف تابش نوری را به سه منطقه تقسیم کنید:

طول موج بلند - از قرمز تا نارنجی؛

موج متوسط ​​- از نارنجی تا آبی؛

طول موج کوتاه - از آبی تا بنفش.

این تقسیم بندی با تفاوت های کیفی بین رنگ های موجود در مناطق مختلف طیف توجیه می شود. هر رنگ از طیف با طول موج خود مشخص می شود (جدول 1)، به عنوان مثال. می توان آن را دقیقاً با طول موج یا فرکانس نوسان مشخص کرد. کوتاه ترین امواج بنفش و طولانی ترین امواج قرمز است. امواج نور خود رنگ ندارند. رنگ تنها زمانی ظاهر می شود که این امواج توسط دستگاه بینایی انسان درک شوند.

چشم می تواند امواجی با طول 400 تا 700 نانومتر را درک کند (یک نانومتر یک میلیاردم متر است، واحد اندازه گیری طول امواج نور).

جدول 1. مطابقت دامنه طول موج با احساس رنگ

در دو طرف قسمت مرئی طیف، نواحی فرابنفش و مادون قرمز وجود دارد که توسط چشم انسان درک نمی شود، اما می توان آنها را با تجهیزات ویژه تشخیص داد (جدول 2). دوربین های دید در شب با استفاده از اشعه مادون قرمز کار می کنند و اشعه ماوراء بنفش اگرچه برای چشم انسان نامرئی است، می تواند آسیب قابل توجهی به بینایی وارد کند. سرعت انتشار انواع امواج نوسانات الکترومغناطیسی تقریباً 300000 کیلومتر بر ثانیه است.

جدول 2. انواع تابش الکترومغناطیسی

امواج نور وارد شبکیه چشم می شوند، جایی که توسط گیرنده های حساس به نور که سیگنال ها را به مغز منتقل می کنند، درک می شوند و در آنجا احساس رنگ شکل می گیرد. این حس به طول موج و شدت تابش بستگی دارد. و تمام اشیایی که ما را احاطه کرده اند، می توانند نور (رنگی) ساطع کنند، یا نوری را که روی آنها می افتد به طور جزئی یا کامل منعکس یا منتقل کنند.

به عنوان مثال، اگر چمن سبز باشد، به این معنی است که از کل طیف امواج، عمدتاً امواج قسمت سبز طیف را منعکس می کند و بقیه را جذب می کند. وقتی می گوییم "این فنجان قرمز است"، منظور ما این است که تمام پرتوهای نور به جز پرتوهای قرمز را جذب می کند. فنجان به خودی خود رنگی ندارد و با روشن کردن آن رنگ ایجاد می شود. بنابراین، جام قرمز عمدتاً امواج قسمت قرمز طیف را منعکس می کند. اگر بگوییم یک جسم دارای رنگ است یعنی در واقع این جسم (یا سطح آن) دارای خاصیت انعکاس امواج با طول معین است و نور بازتاب شده به عنوان رنگ جسم درک می شود. اگر جسمی نور فرودی را به طور کامل مسدود کند، برای ما سیاه و اگر تمام پرتوهای فرود را منعکس کند، سفید به نظر می رسد. درست است، آخرین گزاره تنها در صورتی درست خواهد بود که نور سفید، بدون رنگ باشد. اگر نور هر سایه ای به دست آورد، سطح بازتابنده همان سایه را خواهد داشت. این را می توان در غروب خورشید مشاهده کرد، که همه چیز را با رنگ های زرشکی رنگ می کند، یا در یک غروب زمستانی که برف آبی به نظر می رسد. آزمایش استفاده از رنگ های رنگی توسط I. Itten در کتاب خود "هنر رنگ" به طرز عجیبی توصیف شده است.

اینکه چگونه دستگاه بصری این امواج را تشخیص می دهد هنوز به طور کامل مشخص نیست. تنها چیزی که می دانیم این است که رنگ های مختلف ناشی از تفاوت های کمی در حساسیت به نور است.

در این زمینه، منطقی است که تعریف دیگری از رنگ را یادآوری کنیم. رنگ تعداد متفاوتی از ارتعاشات امواج نور از یک منبع نور مشخص است که توسط چشم ما به شکل احساسات خاصی درک می شود که ما آن را رنگ می نامیم. .

احساس رنگ زمانی ایجاد می شود که امواجی با طول مشخص در رنگ غالب شوند. اما اگر شدت همه امواج یکسان باشد، رنگ سفید یا خاکستری درک می شود. جسمی که امواجی از خود ساطع نمی کند سیاه تلقی می شود. در این راستا، تمام حس های بصری رنگ به دو گروه رنگی و رنگی تقسیم می شوند.

رنگ های سفید، سیاه و تمام خاکستری را آکروماتیک می نامند.. طیف آنها شامل پرتوهایی با تمام طول موجها به طور مساوی است. اگر یک طول موج غالب باشد، این رنگ رنگی می شود. رنگ های کروماتیک شامل تمام رنگ های طیفی و سایر رنگ های طبیعی می شود. .

2.2. ویژگی های اصلی رنگ

برای تعریف بدون ابهام (مشخص کردن) رنگ، اغلب از سیستمی از ویژگی های روانی استفاده می شود. اینها شامل ویژگی های زیر است:

تن رنگ،

سبکی؛

اشباع.

تن رنگ - کیفیت رنگی که امکان نامگذاری آن را فراهم می کند (به عنوان مثال قرمز، آبی و غیره) . جالب توجه است که چشم آموزش ندیده می تواند تا 180 تن رنگ را در نور روز روشن تشخیص دهد، در حالی که چشم انسان توسعه یافته می تواند حدود 360 سایه رنگ را تشخیص دهد. رنگ های آکروماتیک هیچ رنگی ندارند.

روشنی درجه تفاوت یک رنگ معین با سیاه است.. در رنگ های طیفی، زرد روشن ترین رنگ و بنفش تیره ترین رنگ است. در یک تن رنگ، درجه روشنی به استفاده از رنگ سفید بستگی دارد. سبکی درجه ای است که در هر دو رنگ کروماتیک و بی رنگ وجود دارد . سایه هایی از همان رنگ با روشنایی مختلف تک رنگ نامیده می شود .

اشباع درجه تفاوت بین یک رنگ رنگی و یک رنگ آکروماتیک با روشنایی برابر است.بنابراین، اگر یک رنگ طیفی خالص، به عنوان مثال قرمز، 100٪ در نظر گرفته شود، در آن صورت هنگام مخلوط کردن 70٪ قرمز و 30٪ سفید، اشباع مخلوط حاصل 70٪ خواهد بود. درجه درک رنگ به اشباع بستگی دارد.

رنگ های طیف بیشترین اشباع را دارند که بیشترین اشباع رنگ بنفش و کمترین اشباع رنگ زرد است.

رنگ های آکروماتیک را می توان رنگ های اشباع صفر نامید.

یک چشم انسان آموزش دیده می تواند حدود 25 سایه رنگ را از طریق اشباع، از 65 سایه با روشنی در شرایط نور بالا و تا 20 سایه در شرایط کم نور تشخیص دهد.

کیفیت های مناسب و نامناسب رنگ.رنگ، رنگ، روشنایی، اشباع کیفیت های ذاتی رنگ نامیده می شوند. صفات خود آن صفاتی هستند که به طور عینی برای او ذاتی هستند.

ویژگی های نامناسب به طور عینی در گل ها ذاتی نیستند، اما در نتیجه یک واکنش عاطفی هنگام درک آنها به وجود می آیند. می گوییم رنگ ها گرم و سرد، سبک و سنگین، کسل کننده و خوش صدا، بیرون زده و عقب نشین، نرم و سخت هستند. این ویژگی ها برای هنرمند مهم است، زیرا از طریق آنها بیان و روحیه عاطفی اثر افزایش می یابد.

تغییر در حجم تصویر به اشباع رنگ بستگی دارد (شکل 1). سفید شدن و تیره شدن نه تنها فعالیت رنگ را کاهش می دهد، بلکه تضاد رنگ بین لکه ها را نیز ضعیف می کند. یک تصویر تک رنگ، درست مانند یک تصویر اشباع شده، می تواند به طور فعال حجم را نزدیک به نسخه آکروماتیک منتقل کند.

برنج. 1. تغییر حجم تصویر بسته به اشباع رنگ:

الف - رنگ های اشباع بهینه؛ ب - رنگ های ضعیف اشباع (روشن شده)؛ ج – نسخه آکروماتیک؛ د - رنگ های ضعیف اشباع (تیره)؛ د - تصویر تک رنگ از شی، تسکین، حجم و حالت احساسی ترکیب. هنگام استفاده از رنگ‌های با اشباع ضعیف (برجسته یا تیره)، حجم صدا کمتر از رنگ‌های اشباع شده احساس می‌شود.

با دوستان به اشتراک بگذارید یا برای خود ذخیره کنید:

بارگذاری...
ما مقالاتی را در این زمینه توصیه می کنیم
درخشان ترین ستارگان قابل مشاهده از زمین سیریوس، زهره هستند
درخشان ترین ستارگان قابل مشاهده از زمین سیریوس، زهره هستند
جوزف برادسکی - مجموعه آثار شعر غربی و روسی
جوزف برادسکی - مجموعه آثار شعر غربی و روسی
عملیات رزمی زیردریایی های آلمانی در طول جنگ جهانی دوم زیردریایی های ورماخت
عملیات رزمی زیردریایی های آلمانی در طول جنگ جهانی دوم زیردریایی های ورماخت