Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
цветоведенье / 2_физика_цвет.doc
Скачиваний:
40
Добавлен:
04.02.2016
Размер:
60.42 Кб
Скачать

3. Физические основы цвета

3.1 История теории о свете

С начала времен и по сегодняшний день лучшие умы человечества размышляли над загадкой видимого мира и зрительного восприятия. Пришли к заключению, что цвет тесно связан со светом, а в большинстве случаев, просто невозможен без него. Таким образом, свет и цвет являясь одновременно и предметом духовных и эстетических исканий, и считаясь философской или теософской проблемой, рассматривались и с точки зрения естественных наук физики и физиологии.

Долгое время содержание понятий света и цвета было неразрывно связано с восприятием художника или ученого, исследовавшего этот вопрос, а значит, было субъективным и зависело от физиологии, психологии и способности исследователей осознать и выразить свои впечатления.

Ещё в XVI веке удалось отделить свет от зрения благодаря опытам с "камерой-обскурой", позволившим получить изображение объектов действительного мира не только в глазу или на картинах. Однако объективная наука о свойствах света утверждается только в XVII веке в рамках физической оптики. Объективность цвета и света доказывается исследованиями Декарта, Гука, Гюйгенса и, особенно, Ньютона.

Наибольшее практическое значение для нас имеют открытия Исаака Ньютона, которые заключаются в следующем:

  • разложение белого света на спектр.

  • доказал закономерность возникновения цветных лучей и их последовательности в спектре.

  • открыл, что различный угол преломления лучей разного цвета позволяет объяснить происхождение цвета на поверхности тел. Тела имеют различную окраску, потому что их поверхности способны отражать одни лучи и поглощать другие.

  • создал объективную физическую основу систематики цвета, выделив цвета, наиболее различаемые глазом, как основные: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

  • изучив результаты смешения цветных лучей, создал простейший инструмент для их расчета - спектр, замкнутый в круг.

После Ньютона оптика как наука разделилась на собственно физическую оптику и физиологическую. Было сделано немало открытий в обеих областях и создано несколько теорий о свете.

1. Свет как электромагнитное волновое движение. Электромагнитная волна это распространяющееся в пространстве электромагнитное поле. Электромагнитные волны переносят энергию. Одной из ключевых характеристик света является длина волны.

Длина волны это расстояние, на которое распространяется колебание за время одного периода, где период это наименьшее время за которое повторяется каждое значение изменяющейся величины.

Скорость распространения всех видов электромагнитных колебаний величина постоянная и равна приближенно 300 000 км/с. Диапазон длин волн оптического излучения (света) заключен между величинами 380 и 760 нм (нанометров, 1 нм = 10-9м). К оптическому излучению примыкают невидимые электромагнитные излучения, также причисляемые к световым - ультрафиолетовые (380-10 нм) и инфракрасные (760 нм - 0,01 см).

В оптической области каждой длине волны соответствует ощущение, какого-либо цвета:

Границы участков, нм

Цвет

760—620

Красный

620—585

Оранжевый

585—575

Желтый

575—550

Желто-зеленый

550—510

Зеленый

510—480

Голубой

480—450

Синий

450—380

Фиолетовый

В спектре белого солнечного света различают семь основных цветов, перечисленных выше (кроме желто-зеленого). Глаз среднего наблюдателя способен различить в спектре белого света около 120 цветов. Это так называемый непрерывный спектр, характерный для всех тел накаливания, т. е. таких источников света, у которых энергия теплового излучения преобладает над световой. В спектре идеально белого света лучи всех длин волн несут одинаковую энергию.

Для удобства обозначения цветов принято деление спектра оптического излучения на три области:

  • длинноволновую 760-600 нм (от красного до оранжевого);

  • средневолновую 600-500 нм (от оранжевого до голубого);

  • коротковолновую 500-380 нм (от голубого до фиолетового).

Это деление оправдывается качественными различиями между цветами, входящими в различные области спектра.

2. Современная наука определяет цвет как ощущение, возникающее в органе зрения человека при воздействии на него света.

Цвет тела определяется диапазоном длин волн, отражаемых его поверхностью. Физические тела отражают или пропускают волны, соответствующие собственному цвету, и поглощают волны остальной части спектра. Поверхности белого цвета почти полностью отражают волны всех длин спектра. Поверхности черного цвета, в свою очередь, поглощают практически полностью волны всех длин.

Все цвета подразделяются на хроматические и ахроматические. Ахроматическими называют белый, черный и все серые цвета. В их спектры входят лучи всех длин волн в равной степени (практически это равенство всегда несколько нарушается). График спектров ахроматических цветов представляет собой прямую.

К хроматическим цветам относятся все спектральные, а также многие другие природные цвета. В спектрах хроматических цветов всегда имеется преобладание какой-либо одной длины волны (максимум). Натуральные, природные цвета являются составными, так как имеют спектр достаточно широкого диапазона. Кроме длин волн, обладающих максимальной энергией и определяющих, собственно, тон данного цвета, они содержат как бы примесь белого света [Медиатека по цветоведению].

Соседние файлы в папке цветоведенье