Светлина и боја во природата. Светлина и боја: основите. Рефракција и дисперзија на светлината

Котов Павел, ученик 11 А класа МБОУ „Средно училиште бр. 11“ IMRSC

Написот - порака претставува опис на интересни природни феномени поврзани со прекршувањето на светлината
, кој беше подготвен за часот.

Преземи:

Преглед:

СВЕТЛИНАТА И БОЈАТА ВО ПРИРОДАТА

Објавување:

Работа на ученик од 11 одделение - А

МБОУ „Средно училиште бр. 11“

Котова Павел

Порака за лекцијата, презентација, видео клип на темата

Вовед

На темата предложена од наставникот, најдов толку многу интересни работи за мене, толку многу неочекувани работи, на пример, за„Скршен дух“ за што никогаш не сум ни слушнал, дека решив да им раскажувам на соучениците за сè, без повторување, на час. Презентацијата не ја отсликува убавината на појавите кои ме воодушевија и кои се објаснети со разбирливите закони на физиката, па затоа избрав неколку интересни видео клипови како придружба на мојата порака.

• http://www.youtube.com/watch?v=ZsyZFbsiKG0 Мистериозен природен феномен - Хало
• http://www.youtube.com/watch?v=YqAw8CTJkbI Ореол - ВИНОЖИТО околу СОНЦЕТО! САД, Орландо
• http://www.youtube.com/watch?v=TRuXgvU0_Vs Природен феномен - Ореол
• http://www.youtube.com/watch?v=t-U4bnphTqw Необичен феномен на небото над Новокузнецк
• http://www.youtube.com/watch?v=FkNWSjPR_fs Природен феномен - Проекција на крст на небото
• http://www.youtube.com/watch?v=Dv-jjjbwNZI Глорија е оптички феномен во облаците.
• http://www.youtube.com/watch?v=Ix5nydC0maY Фактоманија Број 41 - Утро
• Глорија
• http://www.youtube.com/watch?v=LmxX0a6iZYQ Brocken Ghost на At-Bash

• http://www.youtube.com/watch?v=xrypsgJSOS4&index=3&list=PLEC-4i2P-XFrnbMYN4ez87ZvaJ6yIxQG2 Брокен Спектер на Сгор Донуил
• http://www.youtube.com/watch?v=0I83USDoX6I Супер виножито над Калуга.
• http://www.youtube.com/watch?v=J_PqmnJgBcQ вертикално виножито кај Каилаш
• http://www.youtube.com/watch?v=fn9ynUatjss Тројното виножито сè уште постои

Ваквиот спектакл никого не остави рамнодушен! Мислам дека не само јас, туку и другите си се заколнавме дека ќе ги видат овие природни појави и ќе станам таа среќна личност што ќе го види сето ова со свои очи! На некои ќе им помине целиот живот, а вакво нешто нема да видат со свои очи, несвесни за прекрасниот, неверојатен свет во кој живеат.

И сега малку теорија, која сметав дека е неопходно да им ја дадам на моите соученици. Ги задржав сите референци од оригиналниот извор во текстот.

Теоретски минимум

Можноста за распаѓање на светлината првпат ја откри Исак Њутн. Тесен зрак светлина, помина низ стаклена призма, се прекрши и формираше повеќебојна лента на ѕидот - спектар.

Врз основа на карактеристиките на бојата, спектарот може да се подели на два дела. Еден дел вклучува црвена, портокалова, жолта и жолто-зелена боја, другиот - зелена, сина, индиго и виолетова.

Брановите должини на зраците на видливиот спектар се различни - од 380 до 760ммк . Надвор од видливиот дел од спектарот е невидливиот дел. Делови од спектарот со бранови должини поголеми од 780ммк наречена инфрацрвена или топлинска. Тие лесно се откриваат со термометар инсталиран во овој дел од спектарот. Делови од спектарот со бранови должини помали од 380ммк наречен ултравиолетово

Ориз. 1. Спектрално разложување на зрак во боја

Светлосните зраци кои произлегуваат од различни извори на светлина имаат различен спектрален состав и затоа значително се разликуваат по боја. Светлината на обична електрична сијалица е пожолта од сончевата светлина, а светлината на стеарин или парафинска свеќа или керозинска ламба е пожолта од светлината на електричната сијалица. Ова се објаснува со фактот дека во спектарот на дневна светлина преовладуваат бранови што одговараат на сина боја, а во спектарот на зрак од електрична сијалица со волфрам и особено јаглеродна нишка преовладуваат бранови во црвена и портокалова боја. Затоа, истиот објект може да добие различни бои во зависност од тоа со кој извор на светлина е осветлен.

Како резултат на тоа, телата добиваат различни нијанси на бои при природна и вештачка светлина.

Бојата на секој предмет зависи од неговите физички својства, односно неговата способност да ги рефлектира, апсорбира или пренесува светлосните зраци. Затоа, зраците на светлината што се спуштаат на површината се поделени на рефлектирани, апсорбирани и пренесени.

Телата кои речиси целосно ги рефлектираат или апсорбираат светлосните зраци се перципираат како непроѕирни.

Телата кои пренесуваат значително количество светлина се перципираат како проѕирни (стакло).

Ако една површина или тело ги рефлектира или пренесува во иста мера сите зраци од видливиот дел од спектарот, тогаш таквата рефлексија или пенетрација на светлосниот флукс се нарекува неселективна.

Така, објектот изгледа црн ако подеднакво ги апсорбира речиси сите зраци од спектарот, а бел ако целосно ги рефлектира.

Ако ги погледнеме предметите преку проѕирно стакло, ќе ја видиме нивната вистинска боја. Следствено, безбојното стакло речиси целосно ги пренесува сите зраци на боја на спектарот, освен мала количина на рефлектирана и апсорбирана светлина, која исто така се состои од сите зраци на боја на спектарот.

Ако земете син филтер, тогаш сите предмети зад стаклото ќе изгледаат сини, бидејќи синото стакло пренесува главно сини зраци од спектарот и речиси целосно ги апсорбира зраците од други бои.

Бојата на непроѕирен објект зависи и од неговата рефлексија и апсорпција на бранови со различен спектрален состав. Значи, објектот изгледа сино ако рефлектира само сини зраци и го апсорбира сето останато. Ако некој предмет рефлектира црвени зраци и ги апсорбира сите други зраци од спектарот, тој изгледа црвено.

Не постои материјал во природата што рефлектира или апсорбира 100% од светлината што паѓа на неа, така што нема ниту совршено бело ниту совршено црно. Најбелата боја е прашок од хемиски чист бариум сулфат, втиснат во плочка, кој рефлектира 94% од светлината што влегува на неа. Белата цинк е нешто потемна од бариум сулфатот; оловното бело, гипсот, литопоничната бела, врвната хартија за пишување, кредата итн. се уште потемни. Најтемната површина е црно кадифе, што рефлектира околу 0,2% од светлината.

Мешање бои.Перцепцијата на боите што ги гледаме околу нас е предизвикана од дејството на окото на комплексен тек на бои кој се состои од светлосни бранови со различна должина. Но, не добиваме впечаток на разновидност и разнобојност, бидејќи окото има способност да меша разни бои. Боите лоцирани една до друга, гледани од голема далечина, се чини дека се спојуваат во една целосна боја на мрежницата на нашето око. Овој тип на мешање на бои се нарекува субјунктивно или додаток.

Ориз. 2. Тркало за боја на дополнителни бои: 1 - голем интервал, 2 - среден интервал, 3 - мал интервал

Во овој круг, комплементарната боја на црвената е синкаво-зелена, на портокалова - сина, на жолта - сина, на жолто-зелена - виолетова. Во секој пар комплементарни бои, едната секогаш припаѓа на групата топли тонови, другата во групата на ладни тонови.

При механичко мешање на боите, она што се добива не е оптичко додавање на обоени зраци на мрежницата на окото, туку одземање од белиот зрак што ја осветлува нашата мешавина на бои на оние зраци што се апсорбираат од обоените честички на боите. Така, на пример, кога ќе бидат осветлени со бел зрак светлина на предмет обоен со обоена мешавина од сини и жолти пигменти, сините честички на пруско сино ќе апсорбираат црвени, портокалови и жолти зраци, а жолтите честички на кадмиум ќе апсорбираат виолетова, сина и цијан зраци. Зелените и слични синкаво-зелени и жолто-зелени зраци ќе останат неапсорбирани, кои, рефлектирани од објектот, ќе бидат воочени од мрежницата на нашето око.

Пример за субтрактивно мешање на боите е зрак светлина поминат низ три чаши - жолта, цијан и магента, кои се поставени една по друга и насочени кон бел екран. На места каде што се преклопуваат две чаши - магента и жолта - ќе добиете црвена дамка, жолта и цијан - зелена, цијан и магента - сина. Кога три бои се преклопуваат истовремено, ќе се појави црна дамка.

Ореол обично се појавува наоколуСонцето или Месечината , понекогаш околу други моќни, како што се улични светилки. Постојат многу видови на ореоли и тие главно се предизвикани од мразкристали В цирусни облаци на надморска височина од 5-10 km во горните слоевитропосфера . Типот на ореол зависи од обликот и распоредот на кристалите. Светлината рефлектирана и прекршена од ледените кристали често се распаѓа во спектар, што го прави ореолот да изгледа каковиножито .

Сончев ореол во градотБрајанск

Глорија ( лат. глорија - декорација; ореол) е оптички феномен во облаците.

Забележано на облаци лоцирани директно спроти изворот на светлина. Набљудувачот мора да биде на планина или во воздух, а изворот на светлина (Сонцето или Месечината ) - зад грб.

Претставува обоени светлосни прстени на облак околу сенката на набљудувачот. Внатре има синкав прстен, надвор црвеникав, тогаш прстените може да се повторат со помал интензитет

Глорија се објаснувадифракција светлината претходно рефлектирана во капки од облак, така што се враќа од облакот во истата насока во која паднал, односно до набљудувачот.

Ефект „Скршен дух“ со сенка на личност, фотографија вклученаВрвот Корженевскаја , Памир

Brocken Ghost се појавува кога Сонцето сјае одзади планинар кој гледа надолу од гребен или врв во магла. Сенката на алпинистот се движи низ маглата, често добивајќи бизарни аголни форми предизвикани од перспективата. Очигледно зголемување на големината на сенката -оптичка илузија , објаснето со фактот дека набљудувачот ја споредува неговата сенка, која лежи на релативно блиски облаци, со далечни површински објекти видливи низ празнините во облаците; или кога е невозможно да се движите во магла и да се измерат големини. Покрај тоа, сенките паѓаат на капки вода лоцирани на различни растојанија од окото, што го нарушувадлабинска перцепција .

Духот Брокен често е опкружен со блескави прстени во различни бои -Глорија . Тие се појавуваат директно спроти Сонцето кога сончевата светлина се рефлектира од облаците направени од капки вода со еднаква големина. Ефектот се должи надифракција на светлината .

Виножитата се јавуваат поради сонцетосветлина прекршено И рефлектирана капки вода ( дожд или магла ), лебдат внатре атмосфера . Овие капки ја отфрлаат светлината различно од различнобои (индекс на рефракција Има помалку вода за светлина со подолга бранова должина (црвена) отколку за кратка бранова должина (виолетова), така што црвената светлина се отклонува најслабо - за 137°30’, а виолетовата светлина најсилно - за 139 °20’). Како резултатбело светлината се распаѓа воопсег (се случува

жив организам.

Перцепцијата на бојата е реакција на телото на светлосен стимул.

Светлосните зраци видливи и почувствувани од луѓето сочинуваат само мала октава, која се движи од 400 до 700 нанометри (или милимикрони) во опсегот на осцилации на електромагнетните бранови, кои последователно вклучуваат: космички зраци, радиоактивни зраци, Х-зраци, ултравиолетови зраци, светлосни зраци (видлива светлина), инфрацрвени зраци, ултракратки, кратки, средни и долги радио бранови.

Видливиот спектар на зраци вклучува бои кои се движат од виолетова до црвена до сина, зелена, жолта и портокалова.

Во природата, постојат природни серии на развој на бои од бело (никне) преку видливиот спектар на бои до црно (гниење). Самата природа ги става боите во одредена серија.

Атмосферата на Земјата нè обвива и создава неверојатна средина што носи боја.

Човечкото тело, како дел од природата, реагира чувствително на светлина и боја и има индивидуална, единствена скала на перцепција на бои.

Зраците во боја го заобиколуваат видот и делуваат на човечкиот нервен систем; црвената боја ја зголемува циркулацијата на крвта, а сината боја ги запира воспалителните процеси.

Човечкото око е уникатен оптички систем кој ни дава можност да ги разликуваме големината, обликот, текстурата, сјајот, транспарентноста, треперењето и бојата на предметите.

Природата на светлината е таква што сите темни тонови се на дното, а светлите тонови се на врвот, што е последица на гравитацијата.

При нормално осветлување, нашите очи гледаат преку „конуси“, а при слаба осветленост преку „шипки“. Прачките ни даваат впечаток на светлина, а конусите ни даваат боја.

Во животинскиот свет, присуството на конуси и шипки се дистрибуира поинаку. На пример, кокошките имаат само шишарки и спијат кога ќе зајде сонцето, додека бувовите, напротив, имаат само прачки и не гледаат во текот на денот.

Во човечкото око, само конуси се наоѓаат во центарот на мрежницата, во областа на фовеата. Нивната густина е многу висока. Има 50.000 конуси на површина од 1 mm2. Токму овој центар е главно одговорен за мерење на бојата во нашето око.

Со видот на самракот, и конусите и прачките се вклучени во работата на окото, поради тоа постои остра промена во перцепцијата на бојата и невозможно е да се даде точен опис на бојата.

Во живата природа, бојата и светлината се производ на виталната активност на организмот во процесот на неговото функционирање.

Сјајот на организмите (биолуминисценција) има специфична цел: кај медузата е реакција на механичка иритација, кај црвите „полихетни“ кои живеат на дното е сигнал за време на сезоната на размножување, лигњите и ракчињата исфрлаат светлечка слуз, користејќи ја како светлосна завеса.

Покрај жлездите со фотогенични клетки кои произведуваат светлина, длабинските животни имаат посебни светлечки органи - „фотофори“. Понекогаш фотофорите се опремени со светлосни филтри и животното свети виножито.

Во живите организми, речиси целата биохемиска енергија се претвора во светлина за време на оксидацијата, додека во конвенционалната ламба со блескаво светло 70% од енергијата се троши на формирање на топлина, затоа создавањето на вештачка жива светлина е една од ветувачките области на биониката.

Под влијание на сончевата енергија, процесот на фотосинтеза се јавува во лисјата на растенијата, т.е. процесот на формирање на органски материи (шеќери и јаглехидрати) од неоргански материи (вода, јаглерод диоксид и минерални соли) добиени од надворешната средина.

За подобро да се долови дневната светлина од растенијата, во природата се создадени различни аранжмани со листови. Ова е редовна, курва, мозаик, спирала, итн.

Природата обдарила многу животни со способност да се камуфлираат - да ја променат нивната надворешна боја. Ова им овозможува на животните најдобро да се прилагодат во борбата за опстанок.

Промената на бојата кај животните е сложен биолошки процес кој се јавува под влијание на надворешни дразби, главно преку видот. Под кожата на животното има специјални еластични клетки наречени „хроматофори“ исполнети со боја. На сигналот од животното, некои хроматофори се протегаат, а други се собираат, што резултира со промена на бојата на кожата.

Под хроматофорите лежат други клетки - „иридоцисти“, исполнети со голем број огледала и систем на призми кои ја прекршуваат и разградуваат светлината, поради што кожата на животните добива посебен метален сјај.

Во дизајнот, боите се општо прифатени за да обезбедат сигурност и уредност во симболиката на боите.

Жолтата боја е предупредувачка боја, што значи „внимание“.

Портокалова боја - значи внимание, „опасност“.

Црвената боја е противпожарна, „забранувачка“.

Зелената боја е попустлива, „слободна“.

Сината боја е прописна, објаснувачка.

Бела боја - насока на движење, „слободна“.

Според нивното психолошко влијание врз личноста, боите се поделени на:

А) Стимулирачки (топли бои), промовирање на возбуда и делување како надразнувачи - црвена, кармин, цинабар, портокалова, жолта.

Б) Распаѓање (ладни бои), пригушена иритација - виолетова, сина, светло сина, сино-зелена.

В) Пастели (меки бои), пригушени чисти бои.

Г) Статични (урамнотежени бои), одвлекувајќи го вниманието од возбудливите бои - зелена, маслинеста, жолто-зелена, виолетова.

Д) Бои на досадни тонови кои не предизвикуваат иритација и помагаат во концентрацијата - на база на сива, бела и црна боја.

Д) Топли темни бои, стабилизирање на иритацијата и делување слабо и инертно - окер, кафеава земја, темно кафеава.

Г) Ладни темни бои, изолирање и потиснување на иритацијата - темно сива, црно-сина, темно сина, темно зелена.

Фактот дека бојата е електромагнетен бран што го перцепира човечкото око и видливиот дел од спектарот, I. Њутн опишано во делото „Оптика“. И покрај фактот дека долго пред ова, англискиот филозоф и природен научник Роџер Бејкон го набљудувал и оптичкиот спектар во чаша вода; првото објаснување за видливото зрачење го дал И. Њутн. Слични обиди за истражување на бојата беа извршени малку подоцна Јохан Гете во делото „Теоријата на боите“, во 18 век, во Русија, од М.В. Ломоносов.

I. Newton успеа да ја разложи белата светлина во боите на спектарот, што беше првиот значаен пробив во проучувањето на бојата.

Главниот предуслов на научникот за откривање на спектарот беше желбата да се подобрат леќите за телескопите: главниот недостаток на телескопските слики беше присуството на рабови во боја на виножито.

Во 1666 година, во Кембриџ, тој извршил експеримент за разложување на белата боја со призма: низ мала тркалезна дупка на ролетната на прозорецот, зрак светлина навлегол во затемнета просторија, а на нејзиниот пат се појавила стаклена триедрална призма, во кој зракот на светлината прекршено. На екранот зад призмата се појави повеќебојна лента, подоцна наречена спектар. Тој утврдил дека зракот на белата дневна светлина се состои од зраци со различни бои, имено: црвена, портокалова, жолта, зелена, сина (цијан), индиго и длабока виолетова.

Њутн I. Оптика или трактат за рефлексии, прекршувања, свиткувања и бои на светлината. - М.: Државна издавачка куќа за техничка и теориска литература, 1954 година.

Тој објасни дека нивното мешање е главната причина за разновидноста на хармонијата на боите и богатството на боите на природата.

Тој, исто така, открил дека обоениот зрак, кој се рефлектира и прекршува бесконечен број пати, останува иста боја, што значи дека бојата е одредена стабилна карактеристика. Тој исто така забележал дека кога белата светлина се додава на обоениот зрак, таа станува посложена, предизвикувајќи бојата да станува ретка и послаба додека целосно не исчезне, формирајќи сива или бела боја. Така, колку е покомплексна бојата, толку е помалку полна и интензивна.

И. Њутн, исто така, утврди дека е можно, напротив, со мешање на седумте бои од спектарот, повторно да се добие бело. За да го направите ова, на патеката на обоениот зрак (спектрумот) разграден од призмата постави биконвексна леќа, која повторно наметнува различни бои една врз друга; спојувајќи се, тие формираат бела точка на екранот. Ако поставите тесна непроѕирна лента пред објективот (на патеката на обоените зраци) за да блокирате кој било дел од спектарот, тогаш местото на екранот ќе стане обоено.

Научникот го утврдил и индексот на рефракција на зраците со различни бои. За таа цел, дупка беше исечена на екранот; Со поместување на екранот, беше можно да се ослободи тесен зрак на зраци од една или друга боја низ дупката. Таков избраниот зрак, прекршен во втората призма, повеќе не се протегаше во лента: тој одговара на одреден индекс на рефракција, чија вредност зависи од бојата на избраниот зрак. Зависноста на индексот на рефракција од бојата се нарекува „дисперзија на боја“ (од латинскиот дисперго - растура).

Проучувајќи ја природата на светлината и бојата, Њутн дошол до заклучок дека постојаните бои на природните тела настануваат поради фактот што некои тела рефлектираат одредени видови зраци, а други тела рефлектираат други видови пообилно од другите 1. Обоените прашоци, како што забележа Њутн, потиснуваат и задржуваат многу значаен дел од светлината со која се осветлени. И тие стануваат обоени, рефлектирајќи ја светлината на нивната боја најобилно 2. Њутн I. Оптика или трактат за битките, прекршувањата, свиткувањата и боите на светлината. - М.: Државна издавачка куќа за техничка и теориска литература, 1954. - 367 стр.

Мора да се каже дека, и покрај понатамошните истражувања, оваа теорија (корпускуларната теорија на светлината) не може да се смета за неточна, бидејќи бојата навистина може да се смета како поток од фотони - елементарни честички без маса кои се движат со брзина на светлината и имаат електричен полнеж. еднаква на нула. Фотонот, како квантна честичка, се карактеризира со двојност бран-честичка, односно манифестирање на својствата на честичката и бранот во исто време. Не е можно да се нарече И. Њутн противник на теоријата на бранови: тој не ја отфрли оваа идеја. Њутн направил аналогија помеѓу бојата и звукот, верувајќи дека и двата феномени се од слична природа, што веројатно го очекувало откривањето на електромагнетната природа на звукот и светлината. „Како што звукот на ѕвончето, или музичката жица или други звучни тела не е ништо повеќе од осцилирачко движење, а во воздухот од објектот ништо друго освен ова движење не се шири... во вториот сензациите на овие движења се појавуваат во форма на цвеќе“.

Од друга страна, во трактат презентиран на Кралското друштво во 1675 година, тој пишува дека светлината не може да биде само вибрации на етерот, бидејќи тогаш таа може, на пример, да се шири низ закривена цевка, како што тоа го прави звукот. Но, тој исто така сугерира дека ширењето на светлината ги возбудува вибрациите во етерот, што доведува до дифракција и други бранови ефекти.

Во 18 век во Русија, M. V. Ломоносов истражувајќи ги проблемите на феномените во боја и прави голем број важни откритија кои не се широко познати. Тој открил дека светлината се состои од три етери, кои течат од сонцето и светли тела како река. Етери имаат три типа на движење, кои тој ги нарече непрестајна, нестабилна и ротирачка. Етерските струи се состојат од три типа на честички со различни големини. Од нив, честичките на сол го сочинуваат црвениот етер, честичките на живата го сочинуваат жолтиот етер, а честичките на сулфурот го сочинуваат синиот етер. Останатите бои се формираат со мешање на црвена, жолта и сина боја. Етералните честички се лепат до соодветните честички на површината на предметите и предизвикуваат нивно вибрирање со различен интензитет. Дел од движењето така се пренесува, а преостанатото движење ја одредува бојата што ја гледаме. Ако површината на објектот го апсорбира ротирачкото или ротирачкото движење на етерични честички, окото гледа црна боја.

Значи Ломоносов ја откриле физичката и хемиската природа на бојата .

Според оваа теорија, температурата влијае на интензитетот на бојата, што тој го докажал експериментално. Човечкото око ја перцепира бојата поради фактот што движењето на етерични честички, кои не се апсорбираат од предметот, произведува соодветно движење на дното на окото.

Како што се развиваше брановата теорија на светлината, беше разјаснето дека секоја боја одговара на одредена фреквенција на светлосниот бран. англиски научник Т. Јунг, кој се развил во 1800 г бранова теорија на интерференција врз основа на неговата формулација принцип на суперпозиција на бранови. Врз основа на резултатите од неговите експерименти, тој сосема точно ја процени брановата должина на светлината во различни опсези на бои.

Според принципот на интерференција (нелинеарно собирање на интензитетите на неколку светлосни бранови), темнината може да се добие со додавање светлина со светлина, односно меѓусебно гаснење на светлината. Јанг истражувал различни примени на принципот на интерференција и дошол до заклучок дека светлината мора да патува во движење на бранови. Се покажа дека е сосема невозможно да се објаснат појасите на пречки од гледна точка на одлив. Тој ја пресметал и просечната бранова должина на светлината од различни бои. Томас Јанг го предложи тоа боите одговараат на бранови со различна должина, при што црвените зраци имаат најдолги бранови, а виолетовите најкратки.

Со развојот на квантната механика, идејата се воспостави Луј де Броље за двојноста бран-честичка, според која светлината истовремено мора да има бранови својства, што ја објаснува нејзината способност за дифракција и интерференција, и корпускуларни својства, кои ја објаснуваат нејзината апсорпција и емисија.

За целосно разбирање есенции на боја да се свртиме кон концепт на електромагнетно зрачење , односно до нарушување на електромагнетното поле што се шири во вселената. Електромагнетното зрачење обично се дели на фреквентни опсези, меѓу кои нема остри транзиции - границите се произволни. Слика 2 го прикажува целосниот спектар на електромагнетно зрачење, градуиран со намалување на фреквенцијата: радио бранови (почнувајќи со ултра долги), инфрацрвено зрачење, видлива светлина, ултравиолетово, рентген и гама зрачење.

Слика 2 - Целосен спектар на електромагнетно зрачење

Во општиот спектар на електромагнетно зрачење видливо зрачење претставува многу мал процент.

Кога составувате букет, треба да обрнете внимание не само на множеството цвеќиња и украсни елементи, значењето на цветот, туку и на тоа како ќе изгледа во различно осветлување и како шемата на бои влијае на личноста.

I. Newton во 1666 година, користејќи сончев зрак и призма, го определил спектарот на бои. Црвена, портокалова, жолта, зелена, сина, индиго и виолетова се боите што ја сочинуваат белата светлина. Со други зборови, светлината е област на електромагнетно зрачење (електромагнетна енергија) видлива за човечкото око. Како што знаеме од училиште, зрачењето доаѓа од главниот извор - Сонцето и е поделено на инфрацрвени, ултравиолетови и видливи бранови. Последниот тип на зрачење е белата светлина што ја гледаме.

Њутновиот спектар на бои

Почнувајќи од античките грчки научници, луѓето се обидоа да го најдат одговорот на прашањата „што е светлина?“, „од каде доаѓа?“ и "како се шири?" Во наше време, кога научниците имаат многу повеќе можности од Њутн и другите, науката зборува за двојноста на природата на светлината. Продирајќи низ дупка, се однесува како бран, а кога ќе удри, на пример, на метална површина, се однесува како честичка - фотон - што ја бомбардира оваа површина.

Светлосни бранови

Бран се подразбира како дел од осцилација што има преводно движење. Тие можат да се прекршуваат поинаку и да предизвикаат различни сензации на бои. Тоа зависи од нивната должина.

Протокот на светлината, по достигнувањето на површината на телото, е поделен на три дела: рефлектирана, пренесена и апсорбирана.

Телата можат да бидат проѕирни или непроѕирни. Само проѕирните тела имаат тенденција да рефлектираат, апсорбираат и пренесуваат светлина преку себе. Бојата на објектот ја одредуваме откако нашето око ќе ја открие интеракцијата на светлината и предметот, што зависи од брановата должина на рефлектираната светлина. Белиот лист е бел затоа што ги рефлектира сите бои, зелената ќе ги одразува главно зелените бои, сината ќе рефлектира сина, итн. Ако некој предмет ги апсорбира сите бои, тогаш окото го доживува како црно.

Некои од виолетовите, сините, цијановите зраци се задржуваат и се расфрлаат во воздухот. Како резултат на тоа, гледаме сино небо и розов снег на планинските врвови.

Рефлексијата може да биде спекуларна (аголот на рефлексија на зракот е ист како оној на инциденцата) и дифузија, во која зракот на рефлексија може да биде различен. Површините со кои лицето доаѓа во контакт ги рефлектираат зраците делумно спекуларно, а делумно со дифузија. Сјајните и сјајни површини даваат јасен огледален одраз на бојата, додека матните и грубите површини се карактеризираат со дифузија. Затоа окото гледа помалку јасно прикажан извор на светлина.

Извори на светлина

Природно

Природно.Сонцето и другите компоненти на Космосот. Но, го гледаме сјајот на планетите, ѕвездите и Месечината искривен поради атмосферата.

Вештачки

Вештачки. Тука спаѓаат разни видови светилки, ласери итн. Кога некој предмет е осветлен со конвенционална ламба со вжарено влакно, тој добива топла жолтеникава нијанса (волфрамовото влакно се загрева до жолта боја). Употребата на флуоресцентни светилки е позната по нивниот ладен сјај (тие емитуваат претежно ултравиолетова светлина, а видливиот спектар се состои од виолетова, сина и зелена боја, а има многу малку топлинско зрачење). Халогените светилки исто така се состојат од волфрамово влакно, пар халогени кои не се во вакуум (за разлика од застарените Иличови светилки). Боите во ова осветлување стануваат посветли, побогати и повесели.

Ласерски

Најкорисен извор на светлина е ласерот. Во ласерска цевка, фотоните се ослободуваат од атомите под влијание на електрична енергија. Тие летаат надвор од него во форма на тесен зрак на светлина или некоја друга форма на електромагнетно зрачење. Тоа зависи од супстанцијата што се користи за производство на фотони.

Секој ден човек се соочува со многу фактори на животната средина кои влијаат на него. Еден таков фактор кој има силно влијание е бојата. Познато е дека бојата може да ја види личноста само на светлина, а во темнината не гледаме никакви бои. Светлинските бранови се перципираат со човечкото око. Ги гледаме предметите затоа што ја рефлектираат светлината и затоа што нашето око е способно да ги согледа овие рефлектирани зраци. Зраци на сончева или електрична светлина - светлосните бранови во човечкиот визуелен апарат се претвораат во сензација. Оваа трансформација се случува во три фази: физички, физиолошки, психолошки.

Физички– емисија на светлина; физиолошки– ефектот на бојата врз окото и неговата трансформација во нервни импулси кои одат во човечкиот мозок; психолошки– перцепција на боја.

Физичката фаза на формирање на визуелна перцепција се состои во трансформација на енергијата на видливото зрачење од различни медиуми во енергија на модифициран флукс на зрачење и се изучува од физиката.

Видливото зрачење се нарекува светлина. Светлината е видливиот дел од електромагнетниот спектар; тоа е посебен случај на електромагнетно зрачење . Физичарите се шегуваат дека светлината е најтемното место во физиката. Светлината има двојна природа: кога се шири, се однесува како бран, а кога се апсорбира и емитува, се однесува како млаз од честички. Значи, светлината му припаѓа на просторот, а бојата му припаѓа на објектот. Бојата е сензација што се јавува во човечкиот орган на видот кога е изложен на светлина. .

Во науката за боја, вообичаено е да се смета светлината како движење на електромагнетни бранови. Во регионот на видливо зрачење, секоја бранова должина одговара на чувството на боја.

Постојат седум основни бои во спектарот на белата сончева светлина: црвена, портокалова, жолта, зелена, сина, индиго и виолетова. Просечното око на набљудувач може да разликува околу 120 бои во спектарот на белата светлина. За погодност за означување на боите, вообичаено е да се подели спектарот на оптичко зрачење во три зони:

Долга бранова должина - од црвена до портокалова;

Среден бран - од портокалова до сина;

Кратка бранова должина - од сина до виолетова.

Оваа поделба е оправдана со квалитативните разлики помеѓу боите вклучени во различни области на спектарот. Секоја боја на спектарот се карактеризира со сопствена бранова должина (Табела 1), т.е. може прецизно да се специфицира со брановата должина или фреквенцијата на вибрации. Најкратките бранови се виолетови, најдолгите се црвени. Самите светлосни бранови немаат боја. Бојата се појавува само кога овие бранови се воочени од човечкиот визуелен апарат.

Окото може да воочи бранови со должина од 400 до 700 нанометри (нанометар е една милијардити дел од метар, мерна единица за должината на светлосните бранови).

Табела 1. Соодветност на опсегот на брановите должини со сензациите на бојата

Од двете страни на видливиот дел од спектарот има ултравиолетови и инфрацрвени региони, кои не се перцепирани од човечкото око, но можат да се детектираат со специјална опрема (Табела 2). Камерите за ноќно гледање работат со помош на инфрацрвено зрачење, а ултравиолетовото зрачење, иако невидливо за човечкото око, може да предизвика значително оштетување на видот. Брзината на ширење на сите видови бранови на електромагнетни осцилации е приближно 300.000 km/s.

Табела 2. Видови на електромагнетно зрачење

Светлинските бранови навлегуваат во мрежницата на окото, каде што се перципираат од рецептори чувствителни на светлина кои пренесуваат сигнали до мозокот и таму се формира чувството на боја. Ова чувство зависи од брановата должина и интензитетот на зрачењето. И сите предмети што не опкружуваат можат или да емитираат светлина (боја), или делумно или целосно да ја рефлектираат или да ја пренесат светлината што паѓа врз нив.

На пример, ако тревата е зелена, тоа значи дека од целиот опсег на бранови, таа главно ги рефлектира брановите од зелениот дел од спектарот, а го апсорбира остатокот. Кога велиме „оваа чаша е црвена“, она што навистина мислиме е дека ги апсорбира сите светлосни зраци освен црвените. Самата чаша нема боја, бојата се создава со нејзино осветлување. Така, црвената чаша ги рефлектира главно брановите на црвениот дел од спектарот. Ако кажеме дека објектот има боја, тоа значи дека всушност овој објект (или неговата површина) има својство да рефлектира бранови со одредена должина, а рефлектираната светлина се перцепира како боја на објектот. Ако некој предмет целосно ја блокира упадната светлина, ќе ни изгледа црно, а ако ги рефлектира сите упадни зраци, ќе изгледа бело. Точно, последната изјава ќе биде вистинита само ако светлината е бела, необоена. Ако светлината добие каква било сенка, тогаш рефлектирачката површина ќе ја има истата сенка. Ова може да се забележи на зајдисонце, кое обои сè наоколу со темноцрвени тонови или во зимска вечер на самрак, кога снегот се појавува сино. Експериментот со употреба на обоени бои е опишан доста љубопитно од И. Итен во неговата книга „Уметноста на бојата“.

Како визуелниот апарат ги препознава овие бранови сè уште не е целосно познато. Сè што знаеме е дека различните бои произлегуваат од квантитативните разлики во осетливоста на светлината.

Во овој контекст, би било логично да се потсетиме на друга дефиниција за бојата. Бојата е различен број на вибрации на светлосните бранови од даден извор на светлина, воочени од нашето око во форма на одредени сензации, кои ги нарекуваме боја .

Чувството на боја се создава кога во бојата преовладуваат бранови со одредена должина. Но, ако интензитетот на сите бранови е ист, тогаш бојата се перцепира како бела или сива. Објектот што не испушта бранови се перцепира како црн. Во овој поглед, сите визуелни сензации на боја се поделени во две групи: хроматски и ахроматски.

Белата, црната и сите сиви бои се нарекуваат ахроматични.. Нивниот спектар вклучува зраци од сите бранови должини подеднакво. Ако има доминација на една бранова должина, тогаш оваа боја станува хроматска. Хроматските бои ги вклучуваат сите спектрални и други природни бои. .

2.2. Основни карактеристики на бојата

За недвосмислено дефинирање (спецификување) на бојата, често се користи систем на психофизички карактеристики. Тие ги вклучуваат следните карактеристики:

Тон на боја,

Леснотија;

Заситеност.

Тон на боја - квалитетот на бојата што овозможува да се именува (на пример, црвена, сина, итн.) . Интересно е тоа што необученото око може да разликува до 180 тонови на бои при силна дневна светлина, додека развиеното човечко око може да разликува околу 360 нијанси на бои. Ахроматските бои немаат нијанса.

Леснотијата е степенот до кој одредена боја се разликува од црната.. Во спектралните бои, жолтата е најсветлата боја, а виолетовата е најтемна. Во рамките на еден тон на боја, степенот на леснотија зависи од употребата на бело. Леснотијата е степен својствен и за хроматските и за ахроматските бои . Нијанси со иста боја со различна светлина се нарекуваат монохроматски .

Заситеноста е степенот на разлика помеѓу хроматска боја и ахроматска боја со еднаква леснотија.Значи, ако чиста спектрална боја, на пример црвена, се земе како 100%, тогаш кога се меша 70% црвена и 30% бела, заситеноста на добиената мешавина ќе биде 70%. Степенот на перцепција на бојата зависи од заситеноста.

Боите на спектарот се најзаситени, со најзаситена виолетова, а најмалку заситена жолта.

Ахроматските бои може да се наречат бои со нулта заситеност.

Обученото човечко око може да разликува околу 25 нијанси на боја по заситеност, од 65 нијанси по леснотија во услови на висока осветленост и до 20 нијанси во услови на слаба осветленост.

Правилни и несоодветни квалитети на бојата.Боја, нијанса, леснотија, сатурација се нарекуваат внатрешни квалитети на бојата. Сопствените квалитети се оние квалитети кои се објективно својствени за него.

Несоодветните квалитети не се објективно својствени за цвеќето, туку се јавуваат како резултат на емоционална реакција кога тие се перцепираат. Велиме дека боите се топли и ладни, лесни и тешки, досадни и ѕвонечки, испакнати и повлекувања, меки и тврди. Овие карактеристики се важни за уметникот, бидејќи преку нив се зголемува експресивноста и емотивното расположение на делото.

Промената на јачината на сликата зависи од заситеноста на бојата (сл. 1).Активно заситените бои ја прават сликата пообемна од слабо заситените или затемнетите бои. Белењето и затемнувањето не само што ја намалуваат активноста на бојата, туку и ги ослабуваат контрастите на боите помеѓу дамките. Монохроматската слика, исто како и заситената, е способна активно да пренесува волумен блиску до ахроматската верзија.

Ориз. 1. Промена на јачината на сликата во зависност од заситеноста на бојата:

а – оптимално заситени бои; б – слабо заситени (осветлени) бои; в – ахроматска верзија; г – слабо заситени (затемнети) бои; г – монохроматска слика на објектот, релјеф, волумен и емотивно расположение на композицијата. Кога користите слабо заситени бои (нагласени или затемнети), јачината на звукот ќе се чувствува помалку отколку кога користите заситени бои.