Природа света и цвета

Отношение света к цвету

Согласно научному определению, «свет – это электромагнитное излучение» или энергия, которая распространяется в пространстве с одинаковой скоростью под действием природного или искусственного источника света (солнца, лампы накаливания и др.). Эта энергия рассматривается в физике как электромагнитные волны, которые отличаются по своей длине. В зависимости от длины волны световое излучение делится на:

• видимое глазом человека (цветовой спектр) от 390 до 800 нанометров или миллимикрон (1нм - 10-9 м, т.е. миллиардная доля метра);

• невидимое (недоступное) для восприятия человека):

а) ультрафиолетовое излучение (до 390 нм);

б) инфракрасное излучение (более 780 нм).

в) неатмосферное излучение.

Через земную атмосферу проникают видимые и невидимые излучения света. Лучи, не проходящие через атмосферу, опасны для биологических объектов (в том числе и для человека) и поэтому их отсутствие создает возможность жизни на Земле. Видимую часть спектра составляет небольшой интервал цветов спектра, образованный белым светом солнца. Максимум солнечной энергии падает на область спектра от 480 до 650 нм (от теплого зеленого до красного). У более коротких и очень длинных волн света энергичность цвета резко падает. Ультрафиолетовый интервал от 390нм и менее характеризует излучение, разрушающее химические вещества и убивающие живые клетки, однако глаз частично воспринимает его из-за поглощения этих лучей хрусталиком подобно светофильтру. Инфракрасный интервал свыше 780нм не воспринимается глазом благодаря ограниченной температуре тела человека. Вообще участки света, выходящие за пределы спектра воспринимаются человеком уже не с помощью глаза, а благодаря другим органам чувств, либо вообще не воспринимаются.

Только белый свет позволяет четко распознавать цвет и форму. Однако сам он не видим глазу или слепит зрение при избытке света, тормозя процесс восприятия. Он видим только в том случае, если попадет на какой-нибудь предмет и в результате чего отражается от него. В зависимости от молекулярной структуры и пигментации предметов лучи смешиваются при испускании и распространении света, поглощаются (проникают) или отражаются от поверхности предметов. На цветовое восприятие световых лучей также влияет вид и тип поверхности предметов, от которых они отражаются:

• блестящие, гладкие поверхности имеют яркий отраженный свет, подобно испускаемому источнику (например, блики на глянцевых предметах);

• матовые и шероховатые поверхности минимально отражают падающий свет и задерживают его потоки.

Тон поверхности предмета влияет на систему отражения, преломления и поглощения света:

• темные – поглощают световые лучи (ощущение тяжелого, глубокого цвета);

• светлые - отражают световые потоки и усиливают яркость цвета (ощущение легких, пастельных нежных цветов).

Световые волны сами по себе не имеют цвета. Цвет возникает только при восприятии волн человеческим глазом при дальнейшей их переработке мозгом. Одновременное восприятие всех световых волн (спектрального пучка цветов) позволяет глазу человека ощущать белый дневной свет, а восприятие какой-либо одной волны (части спектра) вызывает хроматическое ощущение и только одного цвета. Итак, поскольку световые волны не однородны, то они образуют спектральное разнообразие цветов. Длина волн, определяющая цвета спектра, соответствует частоте колебаний в секунду (см. таблицу).

Цвет	Длина волны (в нм)	Частота колебаний в секунду
Красный	800-650	400-470 млрд.
Оранжевый	640-590	470-520 млрд.
Желтый	580-550	520-590 млрд.
Зеленый	530-490	590-650 млрд.
Голубой	480-460	650-700 млрд.
Синий	450-440	700-760 млрд.
Фиолетовый	430-390	760-800 млрд.

Т аблица

В разное время года и время суток сочетание излучений света разнообразно, так в жаркую погоду максимум инфракрасных лучей, а в пасмурную – ультрафиолетовых. При искусственном освещении – иная пропорция этих составляющих, так в лампах накаливания доля инфракрасных лучей больше, чем ультрафиолетовых (см. схему).