Kontakter      Om nettstedet
hjem › Verb

Lys og farger i naturen. Lys og farger: det grunnleggende. Lysbrytning og spredning

Kotov Pavel, elev 11 A klasse MBOU "Secondary School No. 11" IMRSC

Artikkelen - meldingen presenterer en beskrivelse av interessante naturfenomener knyttet til lysbrytning
, som ble forberedt til leksjonen.

Nedlasting:

Forhåndsvisning:

LYS OG FARGE I NATUREN

Utgivelse:

Arbeidet til en elev i klasse 11 - A

MBOU "Videregående skole nr. 11"

Kotova Pavel

Melding til leksjonen, presentasjon, videosnutt om emnet

Introduksjon

Om emnet foreslått av læreren fant jeg så mange interessante ting for meg, så mange uventede ting, for eksempel om"Broken Ghost" som jeg aldri engang hadde hørt om før, at jeg bestemte meg for å fortelle klassekameratene mine om alt, uten repetisjon, i timen. Presentasjonen gjenspeiler ikke skjønnheten i fenomenene som forbløffet meg og som er forklart av fysikkens forståelige lover, så jeg valgte flere interessante videoklipp som følge med budskapet mitt.

Et slikt opptog lot ingen være likegyldig! Jeg tror at ikke bare jeg, men også andre sverget til seg selv at de ville se disse naturfenomenene, og jeg ville bli den lykkelige personen som ville se alt dette med mine egne øyne! For noen vil hele livet passere, og de vil ikke se noe lignende med egne øyne, uvitende om den vakre, fantastiske verden de lever i.

Og nå en liten teori, som jeg anså som nødvendig å gi til klassekameratene mine. Jeg har beholdt alle referanser fra originalkilden i teksten.

Teoretisk minimum

Muligheten for lysnedbrytning ble først oppdaget av Isaac Newton. En smal lysstråle, passert gjennom et glassprisme, ble brutt og dannet en flerfarget stripe på veggen - et spekter.

Basert på fargekarakteristikker kan spekteret deles i to deler. Den ene delen inkluderer røde, oransje, gule og gulgrønne farger, den andre - grønn, blå, indigo og fiolett.

Bølgelengdene til de synlige spektrumstrålene er forskjellige - fra 380 til 760 mmk . Utenfor den synlige delen av spekteret er den usynlige delen. Deler av spekteret med bølgelengder større enn 780 mmk kalt infrarød eller termisk. De oppdages lett av et termometer installert i denne delen av spekteret. Deler av spekteret med bølgelengder mindre enn 380 mmk kalt ultrafiolett


Ris. 1. Spektral dekomponering av en fargestråle

Lysstråler som kommer fra forskjellige lyskilder har ulik spektral sammensetning og er derfor vesentlig forskjellig i farge. Lyset til en vanlig elektrisk lyspære er gulere enn sollys, og lyset fra et stearin- eller parafinlys eller parafinlampe er gulere enn lyset fra en elektrisk lyspære. Dette forklares med at spekteret til en dagslysstråle domineres av bølger som tilsvarer blå farge, og spekteret til en stråle fra en elektrisk lyspære med en wolfram og spesielt en karbonfilament domineres av røde og oransje fargebølger. Derfor kan samme objekt få forskjellige farger avhengig av hvilken lyskilde den er opplyst med.

Som et resultat får kroppen forskjellige fargenyanser i naturlig og kunstig lys.

Fargen på hvert objekt avhenger av dets fysiske egenskaper, det vil si dens evne til å reflektere, absorbere eller overføre lysstråler. Derfor blir lysstråler som faller inn på en overflate delt inn i reflektert, absorbert og transmittert.

Kropper som nesten fullstendig reflekterer eller absorberer lysstråler, oppfattes som ugjennomsiktige.

Kropper som overfører en betydelig mengde lys oppfattes som transparente (glass).

Hvis en overflate eller et legeme reflekterer eller overfører i samme grad alle stråler i den synlige delen av spekteret, kalles slik refleksjon eller penetrering av lysstrømmen ikke-selektiv.

Dermed fremstår et objekt som svart hvis det absorberer nesten alle strålene i spekteret likt, og hvitt hvis det reflekterer dem fullstendig.

Hvis vi ser på gjenstander gjennom klart glass, vil vi se deres sanne farge. Følgelig overfører fargeløst glass nesten fullstendig alle fargestrålene i spekteret, bortsett fra en liten mengde reflektert og absorbert lys, som også består av alle fargestrålene i spekteret.

Hvis du tar et blått filter, vil alle objekter bak glasset se blå ut, siden blått glass overfører hovedsakelig blå stråler fra spekteret, og nesten fullstendig absorberer stråler av andre farger.

Fargen på et ugjennomsiktig objekt avhenger også av dets refleksjon og absorpsjon av bølger med forskjellig spektral sammensetning. Så et objekt ser blått ut hvis det bare reflekterer blå stråler og absorberer resten. Hvis et objekt reflekterer røde stråler og absorberer alle andre stråler i spekteret, ser det rødt ut.

Det er ikke noe materiale i naturen som reflekterer eller absorberer 100 % av lyset som faller på det, så det er verken perfekt hvitt eller perfekt svart. Den hviteste fargen er et pulver av kjemisk rent bariumsulfat, presset inn i en flis, som reflekterer 94 % av lyset som faller inn på den. Sinkhvitt er noe mørkere enn bariumsulfat, blyhvitt, gips, litoponisk hvitt, premium skrivepapir, kritt osv. er enda mørkere Den mørkeste overflaten er svart fløyel, som reflekterer omtrent 0,2 % av lyset.

Blande farger.Oppfatningen av fargene som vi ser rundt oss er forårsaket av virkningen på øyet til en kompleks fargestrøm bestående av lysbølger av forskjellige lengder. Men vi får ikke inntrykk av variasjon og flerfarget, siden øyet har evnen til å blande ulike farger. Farger som ligger nær hverandre, sett på lang avstand, ser ut til å smelte sammen til en total farge på netthinnen i øyet vårt. Denne typen fargeblanding kalles konjunktiv eller additiv.

Ris. 2. Fargehjul med komplementære farger: 1 - stort intervall, 2 - middels intervall, 3 - lite intervall

I denne sirkelen er komplementærfargen til rød blågrønn, til oransje - blå, til gul - blå, til gulgrønn - fiolett. I et hvilket som helst par komplementærfarger tilhører den ene alltid gruppen av varme toner, den andre til gruppen av kule toner.

Når man blander maling mekanisk, er det som oppnås ikke den optiske tilsetningen av fargede stråler på netthinnen i øyet, men subtraksjonen fra den hvite strålen som lyser opp fargeblandingen vår av de strålene som absorberes av de fargede partiklene i maling. Så, for eksempel, når den blir opplyst av en hvit lysstråle på en gjenstand malt med en farget blanding av blå og gule pigmenter, vil blå partikler av prøyssisk blått absorbere røde, oransje og gule stråler, og gule kadmiumpartikler vil absorbere fiolett, blått og cyanstråler. Grønne og lignende blågrønne og gulgrønne stråler vil forbli uabsorberte, som, reflektert fra objektet, vil bli oppfattet av netthinnen i øyet vårt.

Et eksempel på subtraktiv fargeblanding er en lysstråle som går gjennom tre glass - gul, cyan og magenta, som plasseres etter hverandre og rettes mot en hvit skjerm. På steder der to glass overlapper hverandre - magenta og gul - vil du få en rød flekk, gul og cyan - grønn, cyan og magenta - blå. Der tre farger overlapper hverandre samtidig, vil en svart flekk vises.

Halo vises vanligvis rundtSol eller Måne , noen ganger rundt andre mektige, for eksempel gatelys. Det finnes mange typer glorier og de er hovedsakelig forårsaket av iskrystaller V cirrusskyer i 5-10 km høyde i de øvre lagenetroposfæren . Typen halo avhenger av formen og arrangementet til krystallene. Lyset som reflekteres og brytes av iskrystaller blir ofte dekomponert til et spektrum, noe som får glorien til å se ut somregnbue .


Solglorie i byenBryansk

Gloria ( lat. gloria - dekorasjon; halo) er et optisk fenomen i skyer.

Observert på skyer som ligger rett overfor lyskilden. Observatøren må være på fjellet eller i luften, og lyskilden (Sol eller Måne ) - bak ryggen.

Representerer fargede ringer av lys på en sky rundt observatørens skygge. Det er en blåaktig ring inni, en rødlig utside, så kan ringene gjentas med mindre intensitet

Gloria forklarer seg selvdiffraksjon lys som tidligere ble reflektert i dråper av en sky slik at det returnerer fra skyen i samme retning som det falt, det vil si til observatøren.


Effekt "Broken Ghost" med en persons skygge, foto påKorzhenevskaya-toppen , Pamir

Brocken-spøkelsen dukker opp når solen skinner bakfra en klatrer som ser ned fra en ås eller topp inn i tåken. Klatrerens skygge beveger seg gjennom tåken, og antar ofte bisarre kantete former forårsaket av perspektiv. Tilsynelatende økning i skyggestørrelse -optisk illusjon , forklart av det faktum at observatøren sammenligner skyggen sin, liggende på relativt nære skyer, med fjerne overflateobjekter som er synlige gjennom hull i skyene; eller når det er umulig å navigere i tåken og måle størrelser. I tillegg faller skygger på vanndråper som ligger i forskjellige avstander fra øyet, noe som forstyrrerdybdesyn .

Brocken-spøkelsen er ofte omgitt av glødende ringer i forskjellige farger -Gloria . De vises rett overfor solen når sollys reflekteres fra skyer laget av like store vanndråper. Effekten skyldesdiffraksjon av lys .

Regnbuer oppstår fordi solenlys brutt Og reflektert små dråper vann ( regn eller tåke ), flyter inn atmosfære . Disse dråpene avleder lys forskjellig fra forskjelligefarger (brytningsindeks Det er mindre vann for lengre bølgelengde (rødt) lys enn for kort bølgelengde (fiolett), så rødt lys avbøyes svakest – med 137°30’, og fiolett lys sterkest – med 139°20’). Som et resultathvit lys brytes ned tilområde (skjer

levende organisme.

    Fargeoppfatning er kroppens reaksjon på en lysstimulus.

    Lysstrålene som er synlige og følt av mennesker utgjør bare en liten oktav, fra 400 til 700 nanometer (eller millimikron) i spekteret av oscillasjoner av elektromagnetiske bølger, som suksessivt inkluderer: kosmiske stråler, radioaktive stråler, røntgenstråler, ultrafiolette stråler, lysstråler (synlig lys), infrarøde stråler, ultrakorte, korte, middels og lange radiobølger.

    Det synlige spekteret av stråler inkluderer farger som spenner fra fiolett til rødt gjennom blått, grønt, gult og oransje.

    I naturen er det naturlige serier av fargeutvikling fra hvit (spire) gjennom det synlige fargespekteret til svart (råte). Naturen selv setter farger i en bestemt serie.

    Jordens atmosfære omslutter oss og skaper et fantastisk miljø som bærer farger.

    Menneskekroppen, som er en del av naturen, reagerer følsomt på lys og farger og har en individuell, unik skala av fargeoppfatning.

    Fargestråler omgår synet og virker på det menneskelige nervesystemet; rød farge øker blodsirkulasjonen, og blå farge stopper inflammatoriske prosesser.

    Det menneskelige øyet er et unikt optisk system som gir oss muligheten til å skille størrelse, form, tekstur, glans, gjennomsiktighet, flimmer og farge på objekter.

    Lysets natur er slik at alle mørke toner er nederst og lyse toner er på toppen, noe som er en konsekvens av tyngdekraften.

    Ved normal belysning ser øynene våre gjennom «kjegler» og i svakt lys gjennom «staver». Staver gir oss inntrykk av lys, og kjegler gir oss farge.

    I dyreverdenen er tilstedeværelsen av kjegler og stenger fordelt annerledes. For eksempel har kyllinger bare kjegler og de sover når solen går ned, mens ugler tvert imot bare har stenger og ikke ser på dagtid.

    I det menneskelige øyet er bare kjegler plassert i midten av netthinnen, i området av fovea. Deres tetthet er veldig høy. Det er 50 000 kjegler i et område på 1 mm2. Det er dette senteret som er hovedansvarlig for å måle farge i øyet vårt.

    Med skumringssyn er både kjegler og stenger involvert i øyets arbeid, på grunn av dette er det et skarpt skifte i oppfatningen av farge og det er umulig å gi en nøyaktig beskrivelse av farge.

    I levende natur er farge og lys et produkt av den vitale aktiviteten til organismen i prosessen med dens funksjon.

    Gløden til organismer (bioluminescens) har et spesifikt formål: hos maneter er det en reaksjon på mekanisk irritasjon, i bunnlevende "polychaete"-ormer er det et signal i hekkesesongen, blekksprut og reker sender ut lysende slim ved å bruke det som en lys gardin.

    I tillegg til kjertler med fotogene celler som produserer lys, har dyphavsdyr spesielle lysende organer - "fotoforer". Noen ganger er fotoforer utstyrt med lysfiltre og dyret lyser regnbueaktig.

    I levende organismer blir nesten all biokjemisk energi omdannet til lys under oksidasjon, mens i en konvensjonell glødelampe brukes 70% av energien på dannelse av varme, derfor er dannelsen av kunstig levende lys et av de lovende områdene av bionikk.

    Under påvirkning av solenergi skjer prosessen med fotosyntese i bladene til planter, dvs. prosessen med dannelse av organiske stoffer (sukker og karbohydrater) fra uorganiske stoffer (vann, karbondioksid og mineralsalter) hentet fra det ytre miljøet.

    For bedre å fange dagslys av planter, er det laget ulike bladarrangementer i naturen. Dette er vanlig, hvirvler, mosaikk, spiral osv.

    Naturen har gitt mange dyr evnen til å kamuflere - endre deres ytre farge. Dette gjør at dyr kan tilpasse seg best i kampen for å overleve.

    Fargeendring hos dyr er en kompleks biologisk prosess som skjer under påvirkning av ytre stimuli, hovedsakelig gjennom syn. Under huden på dyret er det spesielle elastiske celler kalt "kromatoforer" fylt med et fargestoff. På signal fra dyret strekker noen kromatoforer seg, mens andre trekker seg sammen, noe som resulterer i en endring i fargen på huden.

    Under kromatoforene ligger andre celler - "iridocyster", fylt med en rekke speil og et system av prismer som bryter og bryter ned lys, på grunn av hvilket huden til dyr får en spesiell metallisk glans.

    I design er farger generelt akseptert for å gi sikkerhet og orden i fargesymbolikk.

Gul farge er en advarselsfarge, som betyr "oppmerksomhet".

Oransje farge - betyr oppmerksomhet, "fare".

Rød farge er brannslukking, "forbyder".

Grønn farge er tillatt, "gratis".

Blå farge er foreskrivende, forklarende.

Hvit farge - bevegelsesretning, "fri".

    I henhold til deres psykologiske innvirkning på en person, er farger delt inn i:

A) Stimulerende (varme farger), fremmer spenning og virker irriterende - rødt, karmin, kanel, oransje, gult.

B) Desintegrerende (kalde farger), dempende irritasjon - fiolett, blå, lyseblå, blågrønn.

C) Pastell (myke farger), demping av rene farger.

D) Statisk (balanserte farger), distraherende fra spennende farger - grønn, oliven, gulgrønn, lilla.

E) Farger av matte toner som ikke forårsaker irritasjon og hjelper konsentrasjonen - basert på grått, hvitt og svart.

E) Varme mørke farger, stabiliserende irritasjon og virker tregt og inert - oker, brun jord, mørkebrun.

G) Kalde mørke farger, isolerende og undertrykkende irritasjon - mørkegrå, svart-blå, mørkeblå, mørkegrønn.

Det faktum at farge er en elektromagnetisk bølge som oppfattes av det menneskelige øyet og den synlige delen av spekteret, I. Newton beskrevet i verket "Optikk". Til tross for at lenge før dette, den engelske filosofen og naturviteren Roger Bacon observerte også det optiske spekteret i et glass vann, den første forklaringen på synlig stråling ble gitt av I. Newton. Lignende forsøk på fargeforskning ble utført litt senere Johann Goethe i verket "The Theory of Colors", på 1700-tallet, i Russland, av M. V. Lomonosov.

I. Newton klarte å dekomponere hvitt lys til fargene i spekteret, noe som var det første betydelige gjennombruddet i studiet av farge.

Forskerens viktigste forutsetning for oppdagelsen av spekteret var ønsket om å forbedre linser for teleskoper: den største ulempen med teleskopiske bilder var tilstedeværelsen av regnbuefargede kanter.

I 1666, i Cambridge, utførte han et eksperiment med å dekomponere hvit farge med et prisme: gjennom et lite rundt hull i vinduslukkeren trengte en lysstråle inn i et mørklagt rom, og i dens bane dukket det opp et trekantet prisme av glass, i som lysstrålen brutt. En flerfarget stripe dukket opp på skjermen bak prismet, senere kalt spekteret. Han bestemte at en stråle med hvitt dagslys består av stråler i forskjellige farger, nemlig: rød, oransje, gul, grønn, blå (cyan), indigo og dyp fiolett.

Newton I. Optikk eller avhandling om refleksjoner, brytninger, bøyninger og lysfarger. - M.: State Publishing House of Technical and Theoretical Literature, 1954.

Han forklarte at blandingen deres er hovedårsaken til variasjonen av fargeharmonier og rikdommen i naturens farger.

Han oppdaget også at en farget stråle, reflektert og brutt et uendelig antall ganger, forblir den samme fargen, noe som betydde at farge er en viss stabil egenskap. Han la også merke til at når hvitt lys legges til en farget stråle, blir det mer komplekst, noe som fører til at fargen blir sjeldnere og svakere til den forsvinner helt, og danner grå eller hvit. Jo mer kompleks fargen er, jo mindre fyldig og intens er den.

I. Newton slo også fast at det er mulig, tvert imot, ved å blande de syv fargene i spekteret, igjen å oppnå hvitt. For å gjøre dette, plasserte han en bikonveks linse i banen til den fargede strålen (spekteret) dekomponert av prismet, som igjen legger forskjellige farger over hverandre; konvergerende danner de en hvit flekk på skjermen. Hvis du plasserer en smal, ugjennomsiktig stripe foran linsen (i banen til fargede stråler) for å blokkere en del av spekteret, vil flekken på skjermen bli farget.

Forskeren bestemte også brytningsindeksen til stråler i forskjellige farger. For dette formålet ble det skåret hull i skjermen; Ved å flytte skjermen var det mulig å frigjøre en smal stråle av stråler av en eller annen farge gjennom hullet. En slik valgt stråle, brutt i det andre prismet, ble ikke lenger strukket til en stripe: den tilsvarer en viss brytningsindeks, hvis verdi avhenger av fargen på den valgte strålen. Brytningsindeksens avhengighet av farge kalles "fargespredning" (fra latin dispergo - scatter).

Når han studerte naturen til lys og farger, kom Newton til den konklusjon at de konstante fargene til naturlige kropper oppstår på grunn av det faktum at noen kropper reflekterer visse typer stråler, andre reflekterer andre typer mer rikelig enn andre 1. Fargede pulver, som Newton bemerket, undertrykker og beholder en svært betydelig del av lyset som de blir opplyst med. Og de blir farget, og reflekterer lyset i sin egen farge mest rikelig 2. Newton I. Optikk eller en avhandling om kampene, brytningene, bøyningene og lysets farger. - M.: Statens forlag for teknisk og teoretisk litteratur, 1954. - 367 s.

Det må sies at denne teorien (den korpuskulære teorien om lys) til tross for videre forskning ikke kan betraktes som feil, fordi farge virkelig kan betraktes som en strøm av fotoner - elementære masseløse partikler som beveger seg med lysets hastighet og har en elektrisk ladning lik null. Fotonet, som en kvantepartikkel, er preget av bølge-partikkel-dualitet, det vil si manifestasjonen av egenskapene til en partikkel og en bølge på samme tid. Det er ikke mulig å kalle I. Newton en motstander av bølgeteorien: han avviste ikke denne ideen. Newton trakk en analogi mellom farge og lyd, og mente at begge disse fenomenene var av lignende art, noe som sannsynligvis forutså oppdagelsen av den elektromagnetiske naturen til lyd og lys. "Akkurat som lyden av en bjelle, eller en musikalsk streng, eller andre klingende kropper ikke er noe mer enn en oscillerende bevegelse, og i luften fra en gjenstand sprer ingenting annet enn denne bevegelsen ... i sistnevnte sensasjoner av disse bevegelsene vises i form av blomster."

På den annen side, i en avhandling presentert for Royal Society i 1675, skriver han at lys ikke bare kan være vibrasjoner av eteren, siden det da for eksempel kunne forplante seg gjennom et buet rør, slik lyd gjør. Men han antyder også at lysets forplantning eksiterer vibrasjoner i eteren, noe som gir opphav til diffraksjon og andre bølgeeffekter.

På 1700-tallet i Russland, M.V. Lomonosov utforsker problemene med fargefenomener og gjør en rekke viktige funn som ikke er allment kjent. Han oppdaget at lys består av tre etere, som strømmer fra solen og lysende legemer som en elv. Etere har tre typer bevegelser, som han kalte uopphørlig, ustø og roterende. Eterstrømmer består av tre typer partikler av forskjellige størrelser. Av disse utgjør saltpartikler den røde eter, kvikksølvpartikler utgjør den gule eter, og svovelpartikler utgjør den blå eter. De resterende fargene dannes ved å blande rødt, gult og blått. Eteriske partikler fester seg til egnede partikler på overflaten av objekter og får dem til å vibrere med varierende intensitet. En del av bevegelsen overføres dermed, og den gjenværende bevegelsen bestemmer fargen vi ser. Hvis overflaten til en gjenstand har absorbert den roterende eller roterende bevegelsen til eteriske partikler, ser øyet en svart farge.

Så Lomonosov oppdaget fargens fysiske og kjemiske natur .

I følge denne teorien påvirker temperaturen intensiteten til malingen, noe han beviste eksperimentelt. Det menneskelige øyet oppfatter farge på grunn av det faktum at bevegelsen av eteriske partikler, som ikke absorberes av objektet, produserer en tilsvarende bevegelse nederst i øyet.

Etter hvert som bølgeteorien om lys utviklet seg, ble det avklart at hver farge tilsvarer en viss frekvens av lysbølgen. engelsk vitenskapsmann T. Jung, som utviklet seg i 1800 bølgeteori om interferens basert på hans formulering bølgesuperposisjonsprinsipp. Basert på resultatene av eksperimentene hans estimerte han ganske nøyaktig bølgelengden til lys i forskjellige fargeområder.

I henhold til interferensprinsippet (ikke-lineær tillegg av intensiteten til flere lysbølger), kan mørke oppnås ved å legge til lys med lys, det vil si gjensidig slukkende lys. Young utforsket ulike anvendelser av interferensprinsippet og kom til den konklusjonen at lys må bevege seg i bølgebevegelse. Det viste seg å være helt umulig å forklare interferensbåndene fra utstrømningssynspunktet. Han beregnet også den gjennomsnittlige bølgelengden til lys av forskjellige farger. Thomas Young foreslo det fargene tilsvarer bølger av forskjellig lengde, med røde stråler som har de lengste bølgene og fiolette de korteste.

Med utviklingen av kvantemekanikk ble ideen etablert Louis de Broglie om bølge-partikkel-dualitet, ifølge hvilken lys samtidig må ha bølgeegenskaper, noe som forklarer dets evne til diffraksjon og interferens, og korpuskulære egenskaper, som forklarer dets absorpsjon og emisjon.

For full forståelse essenser av farge la oss slå til begrepet elektromagnetisk stråling , det vil si til en forstyrrelse av det elektromagnetiske feltet som forplanter seg i rommet. Elektromagnetisk stråling er vanligvis delt inn i frekvensområder, mellom hvilke det ikke er skarpe overganger - grensene er vilkårlige. Figur 2 viser hele spekteret av elektromagnetisk stråling, gradert etter synkende frekvens: radiobølger (begynner med ultralange), infrarød stråling, synlig lys, ultrafiolett, røntgen- og gammastråling.

Figur 2 - Fullt spekter av elektromagnetisk stråling

I det generelle spekteret av elektromagnetisk stråling synlig stråling utgjør en svært liten prosentandel.

Når du komponerer en bukett, må du være oppmerksom ikke bare på settet med blomster og dekorative elementer, betydningen av blomsten, men også til hvordan den vil se ut i forskjellig belysning og hvordan fargeskjemaet påvirker en person.

I. Newton i 1666, ved hjelp av en solstråle og et prisme, bestemte fargespekteret. Rødt, oransje, gult, grønt, blått, indigo og fiolett er fargene som utgjør hvitt lys. Med andre ord er lys området for elektromagnetisk stråling (elektromagnetisk energi) som er synlig for det menneskelige øyet. Som vi vet fra skolen kommer stråling fra hovedkilden - Solen og deles inn i infrarøde, ultrafiolette og synlige bølger. Den siste typen stråling er det hvite lyset vi ser.

Newtons fargespekter

Fra gamle greske forskere har folk prøvd å finne svaret på spørsmålene "hva er lys?", "hvor kommer det fra?" og "hvordan sprer det seg?" I vår tid, når forskere har mye flere muligheter enn Newton og andre, snakker vitenskapen om dualiteten i lysets natur. Trenger den gjennom et hull, oppfører den seg som en bølge, og når den treffer for eksempel en metalloverflate, oppfører den seg som en partikkel - et foton - som bombarderer denne overflaten.

Lette bølger

En bølge forstås som den delen av en oscillasjon som har translasjonsbevegelse. De kan brytes forskjellig og forårsake forskjellige fargeopplevelser. Det avhenger av lengden deres.

Strømmen av lys, når den når overflaten av kroppen, er delt inn i tre deler: reflektert, transmittert og absorbert.

Kroppene kan være gjennomsiktige eller ugjennomsiktige. Bare gjennomsiktige kropper har en tendens til å reflektere, absorbere og overføre lys gjennom seg selv. Vi bestemmer fargen på et objekt etter at øyet vårt har oppdaget samspillet mellom lys og objektet, som avhenger av bølgelengden til det reflekterte lyset. Et hvitt ark er hvitt fordi det reflekterer alle farger, grønt vil hovedsakelig reflektere grønne farger, blått vil reflektere blått osv. Hvis et objekt absorberer alle farger, oppfattes det av øyet som svart.

Noen av de fiolette, blå, cyanstrålene beholdes og spres av luften. Som et resultat ser vi blå himmel og rosa snø på fjelltoppene.

Refleksjon kan være speilvendt (refleksjonsvinkelen til strålen er den samme som innfallsvinkelen) og diffusjon, der refleksjonsstrålen kan være forskjellig. Overflatene som en person kommer i kontakt med reflekterer strålene dels speilvendt og dels ved diffusjon. Blanke og blanke overflater gir en tydelig speilrefleksjon av farge, mens matte og ru overflater preges av diffusjon. Det er grunnen til at øyet ser en mindre tydelig vist lyskilde.

Kilder til lys

Naturlig

Naturlig. Solen og andre komponenter i kosmos. Men vi ser gløden til planeter, stjerner og Månen forvrengt på grunn av atmosfæren.

Kunstig

Kunstig. Disse inkluderer ulike typer lamper, lasere osv. Når en gjenstand belyses med en konvensjonell glødelampe, får den en varm gulaktig fargetone (wolframglødetråden varmes opp til en gul farge). Bruken av fluorescerende lamper er kjent for sin kjølige glød (de sender ut overveiende ultrafiolett lys, og det synlige spekteret består av fiolett, blått og grønt, og det er svært lite termisk stråling). Halogenlamper består også av en wolframglødetråd, et par halogener som ikke er i vakuum (i motsetning til de utdaterte Ilyich-lyspærene). Fargene i denne belysningen blir lysere, rikere og mer munter.

Laser

Den mest nyttige lyskilden er en laser. I et laserrør frigjøres fotoner fra atomer under påvirkning av elektrisitet. De flyr ut av det i form av en smal lysstråle eller en annen form for elektromagnetisk stråling. Det avhenger av stoffet som brukes til å produsere fotoner.

Hver dag blir en person møtt med mange miljøfaktorer som påvirker ham. En slik faktor som har en sterk innflytelse er farge. Det er kjent at farge kan sees av en person bare i lys; i mørket ser vi ingen farger. Lysbølger oppfattes av det menneskelige øyet. Vi ser objekter fordi de reflekterer lys og fordi øyet vårt er i stand til å oppfatte disse reflekterte strålene. Solstråler eller elektrisk lys - lysbølger i det menneskelige visuelle apparatet omdannes til sensasjon. Denne transformasjonen skjer i tre stadier: fysisk, fysiologisk, psykologisk.

Fysisk- lysutslipp; fysiologisk- effekten av farge på øyet og dets transformasjon til nerveimpulser som går til den menneskelige hjernen; psykologisk– fargeoppfatning.

Det fysiske stadiet for dannelsen av visuell persepsjon består i transformasjonen av energien til synlig stråling av forskjellige medier til energien til en modifisert strålingsfluks og studeres av fysikk.

Synlig stråling kalles lys. Lys er den synlige delen av det elektromagnetiske spekteret; det er et spesielt tilfelle av elektromagnetisk stråling . Fysikere spøker med at lys er det mørkeste stedet i fysikk. Lys har en dobbel natur: når det forplanter seg, oppfører det seg som en bølge, og når det absorberes og sendes ut, oppfører det seg som en strøm av partikler. Så, lys tilhører rommet, og farge tilhører objektet. Farge er en følelse som oppstår i det menneskelige synsorganet når det utsettes for lys. .

I fargevitenskap er det vanlig å betrakte lys som elektromagnetisk bølgebevegelse. I området med synlig stråling tilsvarer hver bølgelengde følelsen av en farge.

Det er syv primærfarger i spekteret av hvitt sollys: rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og fiolett. Den gjennomsnittlige observatørens øye kan skille rundt 120 farger i spekteret av hvitt lys. For å gjøre det lettere å angi farger, er det vanlig å dele det optiske strålingsspekteret i tre soner:

Lang bølgelengde - fra rød til oransje;

Middels bølge - fra oransje til blå;

Kort bølgelengde - fra blått til fiolett.

Denne inndelingen er begrunnet med de kvalitative forskjellene mellom fargene som er inkludert i forskjellige områder av spekteret. Hver farge i spekteret er preget av sin egen bølgelengde (tabell 1), dvs. den kan spesifiseres nøyaktig av bølgelengden eller svingningsfrekvensen. De korteste bølgene er fiolette, de lengste er røde. Lysbølger i seg selv har ingen farge. Farge vises bare når disse bølgene oppfattes av det menneskelige visuelle apparatet.

Øyet kan oppfatte bølger med en lengde på 400 til 700 nanometer (en nanometer er en milliarddels meter, en måleenhet for lengden på lysbølger).

Tabell 1. Korrespondanse mellom bølgelengdeområder og fargesensasjoner

På begge sider av den synlige delen av spekteret er det ultrafiolette og infrarøde områder, som ikke oppfattes av det menneskelige øyet, men kan oppdages av spesialutstyr (tabell 2). Nattsynskameraer bruker infrarød stråling, og ultrafiolett stråling, selv om den er usynlig for det menneskelige øyet, kan forårsake betydelig skade på synet. Forplantningshastigheten for alle typer bølger av elektromagnetiske svingninger er omtrent 300 000 km/s.

Tabell 2. Typer elektromagnetisk stråling

Lysbølger kommer inn i netthinnen i øyet, hvor de oppfattes av lysfølsomme reseptorer som overfører signaler til hjernen, og der dannes fargesansen. Denne følelsen avhenger av bølgelengden og intensiteten til strålingen. Og alle objektene som omgir oss kan enten sende ut lys (farge), eller reflektere eller overføre lyset som faller på dem delvis eller helt.

For eksempel, hvis gress er grønt, betyr dette at ut av hele bølgeområdet reflekterer det hovedsakelig bølgene i den grønne delen av spekteret, og absorberer resten. Når vi sier «denne koppen er rød», mener vi egentlig at den absorberer alle lysstråler bortsett fra røde. Selve koppen har ingen farge; fargen skapes ved å tenne den. Dermed reflekterer den røde koppen hovedsakelig bølgene i den røde delen av spekteret. Hvis vi sier at et objekt har en farge, betyr det at faktisk denne gjenstanden (eller dens overflate) har egenskapen til å reflektere bølger av en viss lengde, og det reflekterte lyset oppfattes som fargen på objektet. Hvis en gjenstand blokkerer det innfallende lyset fullstendig, vil det virke svart for oss, og hvis det reflekterer alle de innfallende strålene, vil det virke hvitt. Riktignok vil det siste utsagnet bare være sant hvis lyset er hvitt, ufarget. Hvis lyset får noen nyanse, vil den reflekterende overflaten ha samme nyanse. Dette kan observeres ved solnedgang, som farger alt rundt med røde toner, eller på en skumring vinterkveld, når snøen ser blå ut. Eksperimentet med bruk av farget farge er ganske merkelig beskrevet av I. Itten i sin bok "The Art of Color".

Hvordan det visuelle apparatet gjenkjenner disse bølgene er fortsatt ikke helt kjent. Alt vi vet er at forskjellige farger skyldes kvantitative forskjeller i lysfølsomhet.

I denne sammenhengen ville det være logisk å minne om en annen definisjon av farge. Farge er et annet antall vibrasjoner av lysbølger fra en gitt lyskilde, oppfattet av øyet vårt i form av visse sensasjoner, som vi kaller farge .

Følelsen av farge skapes når bølger av en viss lengde dominerer i fargen. Men hvis intensiteten til alle bølger er den samme, oppfattes fargen som hvit eller grå. En gjenstand som ikke sender ut bølger oppfattes som svart. I denne forbindelse er alle visuelle opplevelser av farge delt inn i to grupper: kromatisk og akromatisk.

Hvitt, svart og alle grå farger kalles akromatisk.. Spekteret deres inkluderer stråler av alle bølgelengder likt. Hvis det er en overvekt av en bølgelengde, blir denne fargen kromatisk. Kromatiske farger inkluderer alle spektrale og andre naturlige farger. .

2.2. Grunnleggende fargeegenskaper

For entydig å definere (spesifisere) farge, brukes ofte et system med psykofysiske egenskaper. Disse inkluderer følgende egenskaper:

Fargetone,

Letthet;

Metning.

Fargetone - kvaliteten på en farge som gjør at den kan navngis (for eksempel rød, blå osv.) . Interessant nok kan det utrente øyet skille opptil 180 fargetoner i sterkt dagslys, mens det utviklede menneskelige øyet kan skille rundt 360 fargenyanser. Akromatiske farger har ingen nyanse.

Lyshet er i hvilken grad en gitt farge skiller seg fra svart.. I spektralfarger er gul den lyseste fargen og fiolett er den mørkeste. Innenfor én fargetone avhenger graden av lyshet av bruken av hvitt. Lyshet er en grad som ligger i både kromatiske og akromatiske farger . Nyanser av samme farge med forskjellig lyshet kalles monokrome .

Metning er graden av forskjell mellom en kromatisk farge og en akromatisk farge med lik lyshet. Så hvis en ren spektralfarge, for eksempel rød, tas som 100 %, vil metningen av den resulterende blandingen være 70 % når man blander 70 % rødt og 30 % hvitt. Graden av fargeoppfatning avhenger av metning.

Fargene i spekteret er de mest mettede, med den mest mettede er fiolett og den minst mettede er gul.

Akromatiske farger kan kalles farger med null metning.

Et trenet menneskeøye kan skille rundt 25 nyanser av farge ved metning, fra 65 nyanser ved lyshet under høye lysforhold og opptil 20 nyanser under dårlige lysforhold.

Riktige og ikke-riktige fargekvaliteter. Farge, nyanse, lyshet, metning kalles fargens iboende kvaliteter. Egne egenskaper er de egenskapene som er objektivt iboende for ham.

Upassende egenskaper er ikke objektivt iboende i blomster, men oppstår som et resultat av en følelsesmessig reaksjon når de oppfattes. Vi sier at farger er varme og kalde, lette og tunge, matte og klangfulle, utstikkende og vikende, myke og harde. Disse egenskapene er viktige for kunstneren, siden verkets uttrykksevne og følelsesmessige stemning forsterkes gjennom dem.

Endringen i bildets volum avhenger av fargemetningen (fig. 1) Aktivt mettede farger gjør bildet mer voluminøst enn svakt mettede eller mørknede farger. Bleking og mørklegging reduserer ikke bare fargeaktiviteten, men svekker også fargekontrastene mellom flekkene. Et monokromt bilde, akkurat som et mettet, er i stand til aktivt å formidle volum nær den akromatiske versjonen.

Ris. 1. Endre volumet på bildet avhengig av fargemetning:

a – optimalt mettede farger; b - svakt mettede (opplyste) farger; c - akromatisk versjon; d - svakt mettede (mørkede) farger; d – monokromt bilde av objektet, relieff, volum og emosjonell stemning i komposisjonen. Ved bruk av svakt mettede farger (fremhevet eller mørkere), vil volumet merkes mindre enn ved bruk av mettede farger.

Del med venner eller spar selv:

Laster inn...
Vi anbefaler artikler om emnet
De klareste stjernene som er synlige fra jorden er Sirius, Venus
De klareste stjernene som er synlige fra jorden er Sirius, Venus
Joseph Brodsky - samlet verk vestlig og russisk poesi
Joseph Brodsky - samlet verk vestlig og russisk poesi
Kampoperasjoner av tyske ubåter under andre verdenskrig Wehrmacht-ubåter
Kampoperasjoner av tyske ubåter under andre verdenskrig Wehrmacht-ubåter