что такое белый цвет в физике
Лекция 3. Физика и биология цвета. Цветовой круг
Фиалки – бесцветные, ваша помада оттенка bordo – бесцветная и даже любимое желтое платье не имеет цвета. Мир вообще бесцветен и был бы таким в наших глазах, если бы не свет.
Свет – это излучение, которое испускает нагретое тело или вещество в возбужденном состоянии, а цвет – характеристика этого света. Предметы сами по себе бесцветны, а мы видим цвет, когда их поверхность отражает электромагнитные волны видимого диапазона, то есть свет. То, как человек воспринимает цвет, зависит от степени освещенности предмета, источника света, а также физиологических особенностей и психологического состояния каждого из нас в конкретный момент.
Физика цвета
Главный цветоприниматель человеческого организма – сетчатка глаза. Чтобы глаз увидел какой-либо предмет и его цвет, свет сначала должен упасть на этот предмет, отразиться от него, а затем попасть на сетчатку. Люди видят предметы, потому что они отражают свет, и различают цвета этих предметов в зависимости от характеристик их поверхности: какие лучи она поглощает, а какие отражает, отдавая сетчатке на анализ. Свет, поглощенный предметом, глаз увидеть не может.
Черная кожа, например, поглощает почти все излучение и кажется нам черной, потому что не отражает никакие волны. Снег, наоборот, равномерно отражает почти весь свет и поэтому выглядит для нас белым. Человек видит предмет в том цвете, лучи которого отражаются от поверхности и попадают на сетчатку. В случае с красной помадой на сетчатку попадут только лучи красного спектра, а остальные поглотятся, создав в сознании человека представление о красном цвете.
Человеческий глаз воспринимает электромагнитное излучение в узком диапазоне длин волн, от 380 до 740 нанометров. Этот видимый свет излучает фотосфера – тонкая оболочка Солнца, меньше 300 километров в толщину. В бесцветном для нашего глаза солнечном свете заключен весь видимый спектр волн, который при разложении дает цвета радуги: от красного до фиолетового. На уроках физики разложение света на спектр демонстрируют с помощью призмы, в жизни это можно увидеть на примере радуги, где функцию преломителя играют капли воды в воздухе.
Как мы различаем цвета
Сетчатка образована светочувствительными клетками двух типов – палочками и колбочками, которые называются так из-за своей формы. Колбочки дают нам возможность видеть мир в красках, так как они чувствительны к световым волнам различной длины в видимом спектре. Колбочки бывают трех типов: первые различают волны красно-оранжевого участка спектра, вторые – зеленого, третьи – сине-фиолетовые. Палочки более чувствительны к свету, поэтому вступают «в бой» в сумерках и темноте. Палочки не способны определить цвет предмета, но благодаря им мы не спотыкаемся в темной комнате.
Запомнить назначение колбочек и палочек легко с помощью ассоциации: колбочки – как химические емкости, в которых происходят реакции и получаются яркие вещества, а палочки – буквально палки-трости, которые мы использовали бы, окажись мы в полной темноте.
Цветовой круг
Цветовой круг – это способ представить весь видимый спектр света в условной форме круга. Секторы круга представляют цвета, размещенные в том порядке, который условно передает расположение их волн в спектре видимого света. Для связывания круга в его палитру добавлен пурпурный цвет (маджента), который соединяет крайние спектральные цвета (красный и синий) и получается из их условного смешения.
Свойствами цветового круга пользуются художники, физики, дизайнеры, инженеры, стилисты. Мы с помощью цветового круга можем разграничивать холодные и теплые цвета, дополняющие цвета, оттенки и аналогичные цвета. Эти понятие станут инструментом для дальнейшей работы с образом. Вкус, который многие считают врожденным, можно развивать, и правила сочетаемости цветов – отличное для этого начало.
→ Хроматический круг: теплые и холодные тона
Теплые и холодные тона расположены в разных частях цветового круга. К теплым относятся желтый, оранжевый и красный, к холодным – зеленые, синие и фиолетовые. Вопрос о каждом пограничном цвете (например, между желтым и зеленым) стоит рассматривать в каждом случае отдельно. Смешанный желто-зеленый цвет может относиться как к теплой, так и к холодной части круга. У стилистов также есть представление о том, что теплыми и холодными версиями обладают все цвета, кроме оранжевого (он всегда теплый). Даже голубой и зеленый могут быть теплыми, но это представление основано на психологическом восприятии цвета и ассоциациях, а не на объективных характеристиках цветового круга.
→ Хроматический круг: дополняющие цвета
Дополняющие цвета – это пара тонов, расположенных в круге напротив друг друга. Получить пару цветов можно, проведя прямую линию через центр круга. Получаем желтый + фиолетовый, синий + оранжевый, зеленый + красный.
→ Хроматический круг: аналогичные цвета
Аналогичные цвета расположены по соседству в одном цветовом семействе: желтый-оранжевый-красный, синий-голубой, зеленый-салатовый и так далее. Часто мы называем такие цвета оттенками, но это не совсем верное определение.
→ Хроматический круг: оттенки
Оттенки (фр. camaieu) – это варианты одного цвета, которые получаются путем добавления в него белой или черной краски. Увидеть визуальное представление оттенков можно на усовершенствованном круге с градацией цветов к белом в центре и черному – по краям. Таким представлением цвета пользуются дизайнеры, работая в Photoshop и аналогичных программах. Оттенки одного цвета – это градиентная шкала от бело-желтого до черного с желтым подтоном, от бело-голубого до иссиня-черного, где началом и концом шкалы являются белый и черный цвета.
Этих четырех свойств хроматического круга достаточно, чтобы создавать двух, трех и четырехцветные образы, не ошибаясь в оттенках. Благодаря правилам круга даже непривычные для вашего взгляда сочетания будут выглядеть гармонично.
В следующей лекции IFM мы расскажем о том, как выстраивать образ с использованием цветового круга и рассмотрим классические сочетания и современные цветовые тренды. Добавив к знаниям о цвете представление о стилях, а также информацию о типах фигур, линиях кроя и гармонизации силуэта, вы сможете самостоятельно создавать идеальные образы. Лекции IFM плюс немного практики – и никто не сможет оспорить наличие у вас вкуса. Ежедневно исследуя возможности своего гардероба, со временем вы обретете собственный стиль, самое ценное и неподвластное моде понятие. Следите за новостями Rendez-Vous Daily по хештегу #IFM4rendezvous, чтобы не пропустить полезные лекции.
Какого цвета белый свет
Содержание статьи
Что такое свет?
Согласно физике, свет по своей природе электромагнитен, то есть представляет собой смесь нескольких электромагнитных волн, которые, в свою очередь, являются распространяющимися в пространстве колебаниями магнитного и электрического полей. Человек воспринимает свет как осознанное зрительное ощущение. Причем для монохроматического (простого) излучения цвет определяется частотой света, а для сложного – своим спектральным составом.
«Белый свет»
То есть, если изначально перед человеком был один луч солнечного света, после преобразования он разделился на 7 спектральных цветов, знакомых многим из детской считалки про радугу. «Каждый охотник желает знать…».
Эти семь цветов и лежат в основе белого света. И поскольку видимое излучение является на самом деле электромагнитной волной, полученные после преобразования луча цветные полосы – это тоже электромагнитные волны, но уже совершенно новые. Белый цвет является самым сильным из всех видимых человеку цветов, в противоположность черному, который получается при абсолютном отсутствии светового потока в данном месте. То есть, если белый свет рождается из суммы всех цветов, в беспроглядной темноте какого либо цвета нет вообще.
Эксперимент Ньютона
Первым человеком, научно доказавшим деление луча белого света на 7 основных цветов, был Исаак Ньютон. Он провел опыт, который заключался в следующем. На пути узкого пучка солнечного света, который проникал в темную комнату через отверстие в оконной ставне, Ньютон поставил трехгранную призму. Проходя через стекло, луч преломлялся и давал на противоположной стене удлиненное изображение с радужным чередованием цветов, которых Ньютон насчитал семь. Позже эти семь цветов были названы спектром. А сам процесс деления светового луча стали именовать дисперсией.
Явление дисперсии стало первым шагом к пониманию основ и природы цвета. Глубина понимания дисперсии пришла после того, как была выяснена зависимость цвета от частоты (или длины) световой волны.
Физика цвета
В 1676 году сэр Исаак Ньютон с помощью трехгранной призмы разложил белый солнечный свет на цветовой спектр. Подобный спектр содержал все цвета за исключением пурпурного.
Ньютон ставил свой опыт следующим образом (рис. 1) солнечный свет пропускался через узкую щель и падал на призму. В призме луч белого цвета расслаивался на отдельные спектральные цвета. Разложенный таким образом он направлялся затем на экран, где возникало изображение спектра. Непрерывная цветная лента начиналась с красного цвета и через оранжевый, желтый, зеленый, синий кончалась фиолетовым. Если это изображение затем пропускалось через собирающую линзу, то соединение всех цветов вновь давало белый цвет.
Эти цвета получаются из солнечного луча с помощью преломления. Существуют и другие физические пути образования цвета, например, связанные с процессами интерференции, дифракции, поляризации и флуоресценции.
Если мы разделим спектр на две части, например — на красно-оранжево-желтую и зелено-сине-фиолетовую, и соберем каждую из этих групп специальной линзой, то в результате получим два смешанных цвета, смесь которых в свою очередь также даст нам белый цвет.
Два цвета, объединение которых дает белый цвет, называются дополнительными цветами.
Если мы удалим из спектра один цвет, например, зеленый, и посредством линзы соберем оставшиеся цвета — красный, оранжевый, желтый, синий и фиолетовый, — то полученный нами смешанный цвет окажется красным, то есть цветом дополнительным по отношению к удаленному нами зеленому. Если мы удалим желтый цвет, то оставшиеся цвета — красный, оранжевый, зеленый, синий и фиолетовый — дадут нам фиолетовый цвет, то есть цвет, дополнительный к желтому.
Каждый цвет является дополнительным по отношению к смеси всех остальных цветов спектра.
В смешанном цвете мы не можем увидеть отдельные его составляющие. В этом отношении глаз отличается от музыкального уха, которое может выделить любой из звуков аккорда.
Различные цвета создаются световыми волнами, которые представляют собой определенный род электромагнитной энергии.
Человеческий глаз может воспринимать свет только при длине волн от 400 до 700 миллимикрон:
Длина волн, соответствующая отдельным цветам спектра, и соответствующие частоты (число колебаний в секунду) для каждого спектрального цвета имеют следующие характеристики:
| Цвет | Длина волны в н/м | Частота колебаний в секунду |
|---|---|---|
| Красный | 800-650 mμ | 400-470 млрд. |
| Оранжевый | 640-590 mμ | 470-520 млрд. |
| Жёлтый | 580-550 mμ | 520-590 млрд. |
| Зелёный | 530-490 mμ | 590-650 млрд. |
| Голубой | 480-460 mμ | 650-700 млрд. |
| Синий | 450-440 mμ | 700-760 млрд. |
| Фиолетовый | 430-390 mμ | 760-800 млрд. |
Отношение частот красного и фиолетового цвета приблизительно равно 1:2, то есть такое же как в музыкальной октаве.
Каждый цвет спектра характеризуется своей длиной волны, то есть он может быть совершенно точно задан длиной волны или частотой колебаний. Световые волны сами по себе не имеют цвета. Цвет возникает лишь при восприятии этих волн человеческим глазом и мозгом. Каким образом он распознает эти волны до настоящего времени еще полностью неизвестно. Мы только знаем, что различные цвета возникают в результате количественных различий светочувствительности.
Остается исследовать важный вопрос о корпусном цвете предметов. Если мы, например, поставим фильтр, пропускающий красный цвет, и фильтр, пропускающий зеленый, перед дуговой лампой, то оба фильтра вместе дадут черный цвет или темноту. Красный цвет поглощает все лучи спектра, кроме лучей в том интервале, который отвечает красному цвету, а зеленый фильтр задерживает все цвета, кроме зеленого. Таким образом, не пропускается ни один луч, и мы получаем темноту. Поглощаемые в физическом эксперименте цвета называются также вычитаемыми.
Цвет предметов возникает, главным образом, в процессе поглощения волн. Красный сосуд выглядит красным потому, что он поглощает все остальные цвета светового луча и отражает только красный.
Когда мы говорим: «эта чашка красная», то мы на самом деле имеем в виду, что молекулярный состав поверхности чашки таков, что он поглощает все световые лучи, кроме красных. Чашка сама по себе не имеет никакого цвета, цвет создается при ее освещении.
Если красная бумага (поверхность, поглощающая все лучи кроме красного) освещается зеленым светом, то бумага покажется нам черной, потому что зеленый цвет не содержит лучей, отвечающих красному цвету, которые могли быть отражены нашей бумагой.
Все живописные краски являются пигментными или вещественными. Это впитывающие (поглощающие) краски, и при их смешивании следует руководствоваться правилами вычитания. Когда дополнительные краски или комбинации, содержащие три основных цвета — желтый, красный и синий, — смешиваются в определенной пропорции, то результатом будет черный, в то время как аналогичная смесь невещественных цветов, полученных в ньютоновском эксперименте с призмой, дает в результате белый цвет, поскольку здесь объединение цветов базируется на принципе сложения, а не вычитания.
