1873

кровяное давление, ускоряет ритм дыхания.

Оранжевый – тонизирующий, действует в том же направлении, что и красный, но слабее, ускоряет пульсацию крови, улучшает пищеварение.

Желтый (самый светлый в спектре) – тонизирующий, физиологически оптимальный, наименее утомляющий, стимулирует зрение и нервную деятельность.

Зеленый (самый привычный для органа зрения) – физиологически оптимальный, уменьшает кровяное давление и расширяет капилляры, успокаивает и облегчает невралгии и мигрени, на продолжительное время повышает двигательно-мускульную работоспособность.

Голубой – успокаивающий, снижает мускульное напряжение и кровяное давление, успокаивает пульс и замедляет ритм дыхания.

Синий – успокаивающее действие переходит в угнетающее, способствует затормаживанию функций физиологических систем человека.

Фиолетовый – соединяет эффект красного и синего цветов, производит угнетающее действие на нервную систему.

Изучая этот список, можно заметить в нем интересную особенность – периодичность. Возбуждающее действие цвета как будто находится в периодической зависимости от длины волны. Впервые эту закономерность заметил Ш. Ферри, о чем упомянул М. Дерибере в книге «Цвет в деятельности человека».

Деятельность органа зрения может возбуждать и другие органы чувств: осязание, слух, вкус, обоняние. Цветовые ощущения могут также вызывать воспоминания и связанные с ними эмоции, образы, психические состоя-

ния. Всё это называют цветовыми ассоциациями.

Цветовые ассоциации можно подразделить на несколько больших групп: физические, физиологические, этические, эмоциональные, географические и др. В пределах каждой группы содержатся более мелкие подразделения.

Приведем примеры:

Физические ассоциации:

а) весовые (легкие, тяжелые, воздушные, давящие, невесомые,...); б) температурные (теплые, холодные, горячие, ледяные, жгучие,...);

в) фактурные (мягкие, жесткие, гладкие, колючие, шершавые, скольз-

кие,...);

г) акустические (тихие, громкие, глухие, звонкие, музыкальные,...); д) пространственные (выступающие, отступающие, глубокие, поверх-

ностные,...).

Эмоциональные ассоциации:

а) позитивные (веселые, приятные, бодрые, оживленные, лирические,..); б) негативные (грустные, вялые, скучные, трагические, сентименталь-

ные,…);

132

в) нейтральные (спокойные, безразличные, уравновешенные,...).

Этот список можно продолжить. Нетрудно видеть, что почти любое прилагательное нашей речи соответствует какому-нибудь цвету. Это свидетельствует о чрезвычайной широте и универсальности цветовых ассоциаций, об исключительно важном месте, которое они занимают в жизни человека независимо от того, осознает он это или нет.

Путь образования цветовых ассоциаций подобен процессу образования условных рефлексов. Ощущения и эмоции, вызываемые каким-либо цветом, аналогичны ощущениям, связанным с предметом или явлением, постоянно окрашенным в данный цвет. Всякий читатель, по-видимому, может привести немало примеров из своего личного опыта, подтверждающих эту закономерность.

Очевидно, различные цвета обладают неодинаковой способностью вызывать психические реакции. Для оценки этих различий введем понятие

качества ассоциации.

К качествам могут быть отнесены:

а) однозначность ощущения (т. е. определенность его, повторяемость при различных условиях для одного и того же индивидуума);

б) интенсивность ощущения:

в) устойчивость в пределах большой группы людей.

Качества цветовых ассоциаций, а также эстетическая оценка цветов зависят как от объективных свойств самих цветов, так и от свойств воспринимающего субъекта.

Кобъективным свойствам цвета относятся его чистота, светлота (яркость), форма цветового пятна, место и значение его в визуальной структуре, материал и фактура.

Свойства воспринимающего субъекта можно подразделить на групповые и индивидуальные.

Кпервым отнесем национальный фактор (раса, этническая группа), культурные традиции, классовую принадлежность.

Ко вторым относятся возраст, пол, культурный уровень, образование, род деятельности, особенности нервно-психического склада субъекта.

Многочисленные исследования (М. Сент-Джордж, Б. Райт, Л. Рейнватер, А. Купле, Р. Франсэ и др.), а также высказывания художников и поэтов позволяют сделать некоторые выводы относительно связи объективных свойств цвета с реакциями, которые они вызывают.

1. Чем чище и ярче цвет, тем определеннее, интенсивнее и устойчивее реакция.

2. Сложные, малонасыщенные, среднесветлые цвета вызывают весьма различные (неустойчивые) и относительно слабые реакции.

3. К наиболее однозначным ассоциациям относятся температурные, весовые и акустические (самые разные люди оценивают эти качества цвета в

133

основном одинаково).

4.К наиболее неоднозначным ассоциациям относятся вкусовые, осязательные, обонятельные, эмоциональные, т. е. те, которые связаны с более интимными переживаниями и с деятельностью биологических органов чувств. Здесь даже близкие люди могут по-разному реагировать на одни и те же цвета.

5.Пурпурные цвета даже в чистом и ярком виде вызывают разные реакции. (Это можно объяснить двойственностью их природы.)

6.Желтые и зеленые цвета вызывают наибольшее разнообразие ассоциаций. (Это происходит потому, что в данной области спектра глаз различает наибольшее количество оттенков. В природе богаче всего представлены именно эти цвета. Каждый из оттенков желтого или зеленого связывается в сознании с определенным предметом или явлением, отсюда и богатство ассоциаций.)

Выше упоминалось о том, что одним из факторов, влияющих на эмоциональное переживание цвета, является форма предмета или пятна, несущего данный цвет. То есть впечатление, производимое цветом, тесно связано с предметной структурой и, значит, зависит от всех ее качеств. Изучить закономерности этой связи – значит изучить историю искусства и культуры, так как невозможно сформулировать какие-либо общие теоретические положения в этой области вне конкретно-исторической ситуации.

Все же имеются интересные попытки описания соответствий между эмоциями человека и комплексом пластических, звуковых и цветовых образов (по наблюдениям над нашими современниками). Одна из таких попыток принадлежит Дж. Ормсби Саймондсу в книге «Ландшафт и архитектура». Поскольку выводы Саймондса носят обобщающий характер и содержат ценные мысли, считаем возможным привести их здесь.

В художественной композиции программного характера (живопись, кино, сценография) эмоциональное восприятие цвета осложняется содержанием произведения. Здесь правомернее говорить об амбивалентности психологического воздействия цвета, чем в тех случаях, когда цвет взят изолированно или в неизобразительной структуре. Но интересен тот факт, что конкретная ситуация картины изменяет эмоциональное звучание дан-

ного цвета не как угодно, а только на прямо противоположное общеприня-

тому. Например, насыщенный спектральный желтый – безусловно, веселый и жизнерадостный цвет. Но в картине Ван Гога «Ночное кафе» этот цвет подчеркивает настроение отчаяния и тоски. Ясное, безоблачное голубое небо обычно внушает человеку ясное и безмятежное настроение, однако в картинах С. Дали или Д. Кирико чистое небо еще более углубляет чувство ужаса или омерзения, внушаемое композицией в целом.

При проектировании окраски любой вещи, предназначенной для человека, в особенности для его индивидуального пользования, необходимо

134

учитывать цветовые предпочтения.

Зарубежные ученые (Р. Франсэ, М. Сент-Джордж, В. Уолтон и др.) в результате многочисленных исследований пришли к выводу, что существует биологическая врожденность предпочтений цветов. Так, дети в возрасте до одного года независимо от расы и места проживания обнаруживают одинаковые предпочтения: красный, оранжевый и желтый они предпочитают зеленому, голубому и фиолетовому. Среди подростков и взрослых цвета по своей популярности распределяются следующим образом: голубой, зеленый, красный, желтый, оранжевый, фиолетовый, белый. В книге Р. Франсэ «Психология эстетики» говорится, что «на такое ранжирование лишь незначительное влияние оказывает художественное образование, различие в поле, принадлежность к разным расам и культурам». Цветовые предпочтения, так же как и ассоциации, обусловлены множеством факторов. Обычно следует учитывать предпочтения не только отдельных цветов, но и сочетаний.

Более верным, хотя и более сложным способом изучения цветовых предпочтений может служить исследование художественного творчества,

например декоративно-прикладного искусства, самодеятельной живописи и графики той или иной социальной группы людей. Полную картину цветовых предпочтений можно получить только на основании изучения истории искусства данного народа.

Но человек – существо не только социальное, его деятельность обусловлена также факторами физиологического порядка, а его психические реакции – состоянием нервной системы. Поэтому цветовые предпочтения в известной мере зависят от физиологических свойств организма. Исследуя психофизиологические реакции человека на цвет, можно выявить некоторые общие закономерности цветовых предпочтений. Такой метод может быть полезен как дополнение к методу историческому.

С точки зрения физиологического воздействия все цвета и их сочетания можно разделить на две основные группы: а) простые, чистые, яркие цвета; контрастные сочетания; б) сложные, малонасыщенные цвета (разбеленные, ломаные, зачерненные), а также ахроматические; нюансные сочетания.

Цвета первой группы действуют как сильные, активные раздражители. Они удовлетворяют потребностям людей со здоровой, неутомленной нервной системой. К таким субъектам относятся дети, подростки, молодежь, крестьяне, люди физического труда, люди, обладающие кипучим темпераментом и открытой, прямой натурой. И действительно, цвета и сочетания такого типа мы встречаем в следующих случаях: в детском художественном творчестве, в молодежной моде на одежду, в декоративно-прикладном искусстве народов всего земного шара, в самодеятельном «городском фолклоре».

Цвета второй группы, скорее, успокаивают, чем возбуждают: они вызы-

135

вают сложные, неоднозначные эмоции, нуждаются в более длительном созерцании для их восприятия, удовлетворяют потребность в тонких и изысканных ощущениях, а такая потребность возникает у субъектов достаточно высокого культурного уровня. По всем этим причинам цвета второй группы предпочитаются людьми среднего и пожилого возраста, интеллигентного труда, людьми с утомленной и тонко организованной нервной системой. Цвета и сочетания данного типа встречаются в следующих случаях: в европейском костюме для среднего и пожилого возраста, в интерьере жилищ городской интеллигенции, в живописи и прикладном искусстве классов, уходящих с исторической арены (XVIII в.– рококо, XIX и XX вв.– модерн), в современной проектной графике и окраске подавляющего большинства архитектурных объектов и т. д.

Закономерная картина цветовых предпочтений может временно нарушаться колебаниями моды. Часто в одной и той же культуре сосуществуют противоположные типы колорита, удовлетворяя одного и того же потребителя.

Таким образом, проблема цветовых предпочтений сложна и нуждается во вдумчивом и дифференцированном подходе.

136

Библиографический список

1.Гладун А.Д. Проблемы освоения нового поколения образовательных стандартов

//Тез. докл. совещания заведующих кафедрами физики технических вузов России. 23–

25 окт. – М., 2000. – С. 46.

2.Королев Ф.А. Курс физики. Оптика, атомная и ядерная физика: Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1974.

3.Ландсберг Г.С. Оптика. – М., 1976.

4.Ашкенази Г.И. Цвет в природе и технике. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энер-

гоатомиздат, 1985. – 96 с.

5.Ютт В.Е., Новаковский Л.Г. Приборы системы освещения и сигнализации автомобилей: Учеб. пособие. – М., 1986. – 119 с.

6.Левитин К.М. Противотуманные фары и безопасность движения автомобилей. – М., 1974.

7.Руководство к лабораторным работам по физике/Сост.: Э.А. Майер и др. – Омск: СибАДИ, 1977. – Ч.2. – 163 с.

8.Оптика: Методические указания к лабораторным работам/Сост.: Н.А. Иванов, В.Л. Егоров, М.В. Пластинина. – Омск: СибАДИ, 1994. – 30 с.

9.Майер Э.А. Основы фотометрии: Учеб. пособие. – Омск: Изд-во СибАДИ, 1999.

–34 с.

10.Тимкин С.Л., Стрекалин Д.В. Компьютерные лабораторные работы. – Омск: Издво СибАДИ, 2000.

11.Вавилов С.И. Глаз и солнце (О свете, Солнце и зрении) –9-е изд. – М.: Наука, 1976. – 128 с.

12.Козлов А. Эффект Доплера (радары) // За рулём. – 2000. – №8. – С. 121–122.

13.Мишин С. Детектор против радара // За рулём. – 1997. – №8. – С. 82–84.

14.Вальс навигатора // За рулём. – 1997. – №11. – С. 37–38.

15.Воробьёв-Обухов А. «Навигатор» укажет путь (датчики систем навигации) // За рулём. – 1999. – №3. – С. 52.

16.Гзовский М., Фёдоров В. Есть у меня четвёрка слуг (навигационные системы) // За рулём. – 1998. – №9. – С. 68–69.

17.Жернов Д. Сам себе Магеллан // За рулём. – 1997. – №5. – С. 79.

18.Зыков Д. Автомобильные лампы и фары// За рулем. – 1998. – №2. – С.81– 84.

137

Оглавление

Введение………………………………………………………………………..3

Глава 1. Геометрическая оптика……………………………………………6

1.1.Введение………………………………………………………………..6

1.2.Основные понятия и законы. Полное отражение.

Принцип Ферма………………………………………………………..7

1.3.Преломление и отражение на сферической поверхности…………10

1.4.Тонкая линза. Формула тонкой линзы………………………………12

1.5.Аберрации оптических систем………………………………………14

1.6.Лупа. Оптическое строение глаза……………………………………18

Приложения к главе 1…………………………………………………………20

Пр.1.1.Построение изображений в линзах и оптических приборах.…..20 Пр.1.2.Оптические приборы, вооружающие глаз……………………….21

Пр.1.3.Световозвращатели………………………………………………..25

Лабораторные работы к главе 1……………………………………………..27 ЛР 1.1. Определение фокусного расстояния линзы……………………..27 ЛР 1.2. Определение показателя преломления прозрачного

материала.…………………………………………………………31

Глава 2. Теоретические основы природы света и цвета………………34

2.1.Свет как волна. Спектр света………………………………………..34

2.2.Интерференция, дифракция и поляризация света…………………35

2.3.Дисперсия света. Классическая электронная теория дисперсии….42

2.4.Поглощение света…………………………………………………….45

2.5.Рассеяние света……………………………………………………….46

2.6.Люминесценция, флуоресценция и фосфоресценция……………..48

2.7.Вынужденное излучение…………………………………………….50

Приложения к главе 2………………………………………………………...52

Пр.2.1.Оптические приборы: интерференционные и спектральные….52

Пр.2.2. Лазеры и их применение…………………………………………54

Пр.2.3. Приборы для определения скорости движения автомобиля…...56 Пр.2.4. Спутниковая навигационная система автомобилей…………….57

Лабораторные работы к главе 2 ……………………………………………..59 ЛР 2.1. Исследование дисперсии света в стекле………………………..59 ЛР 2.2. Изучение работы газового лазера……………………………….64

ЛР 2.3. Измерение угла расходимости лазерного излучения…………..68

Глава 3. Элементы фотометрии и светотехники………………………..70

3.1.Основные понятия……………………………………………………70

3.2.Сила света и световой поток…………………………………………73

3.3.Освещенность. Законы освещенности………………………………74

3.4.Яркость и светимость………………………………………………...76

3.5.Источники света………………………………………………………78

138

3.6. Основные задачи фотометрии и светотехники……………………81

Приложения к главе 3……………………………………………………….83 Пр.3.1. Автомобильные лампы …………………………………………83

Пр.3.2. Конструкция и принцип действия головной фары автомобиля.………………………………………………………86

Пр.3.3. Противотуманные фары…………………………………………92

Лабораторная работа к главе 3. Определение параметров лампы накали-

вания……………………………………………………………….………….94

Глава 4. Цвет и его оптические характеристики………………………..99 4.1.Спектральные кривые отражения и пропускания.

Цвета предметов. Цвета света………………………………………..99

4.2.Цвета предметов…………………………………………………….100

4.3.«Естественная» система характеристики цвета…………………..102

4.4.Аддитивное смешение цветов. Система RGB…………………….104

4.5.Цветовой треугольник………………………………………………105

4.6.Цветовой график МКО. Сложение цветов…………………………106

4.7.Качественные системы классификации цветов...…………………107

Приложение к главе 4. Компараторы цвета. Подбор красок по заданным характеристикам…………………………………………………………108

Лабораторная работа к главе 4. Количественные характеристики цвета.

Сложение цветов………………………………………………………….…114

Глава 5. Субъективные аспекты восприятия цвета…………………...118

5.1.Строение глаза человека. Оптическая система глаза и ее недостатки………………………………………………………118

5.2.Строение сетчатки. Механизм зрительного ощущения..…………119

5.3.Дневное и ночное зрение. Эффекты световосприятия……………122

5.4.Механизм цветовосприятия, дальтонизм. Эффекты

цветовосприятия…………………………………………………….124

Приложения к главе 5……………………………………………………….125 Пр.5.1. Цветовая сигнализация…………………………………………125

Пр.5.2. Светодиоды в световой сигнализации………………………..128 Пр.5.3. Психофизиологическая роль цвета……………………………131

Библиографический список………………………………………………137

139

Учебное издание

Сергей Леонидович Тимкин, Эдуард Александрович Майер, Павел Ермилович Дерябин, Владимир Аркадьевич Федорук

ОПТИКА И СВЕТ (с приложениями к автомобильной технике)

Учебное пособие

** *

Редактор И.Г. Кузнецова

Лицензия ИД № 00064 от 16.08.99. Подписано в печать

Формат 60x90 1/16. Бумага ксероксная. Оперативный способ печати.

Гарнитура Таймс. Усл. п.л. 8,7, уч.-изд.л. 8,2. Тираж 100 экз. Заказ .

Цена договорная.

Издательство СибАДИ 644099, Омск, ул. П.Некрасова, 10 Отпечатано в ПЦ издательства СибАДИ 644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10

140