کوتاه ترین امواج چه رنگی هستند؟ دلیل اینکه انسان قادر به دیدن نور است به دلیل تأثیر طول موج های خاصی از نور بر روی شبکیه چشم است. طول موج نور و رنگ. دایره رنگی. برنامه سازمان مجاهدین خلق
فیزیک رنگ
در سال 1676، سر اسحاق نیوتن از یک منشور مثلثی برای تقسیم نور سفید خورشید به یک طیف رنگی استفاده کرد. یک طیف مشابه شامل همه رنگ ها به جز بنفش بود.
نیوتن آزمایش خود را به صورت زیر تنظیم کرد (شکل 1): نور خورشید از یک شکاف باریک عبور کرد و روی یک منشور افتاد. در یک منشور، یک پرتو سفید به رنگ های طیفی جداگانه طبقه بندی شد. به این ترتیب پخش شد، سپس به صفحه نمایش داده شد، جایی که تصویری از طیف ظاهر شد. یک نوار رنگی پیوسته با قرمز شروع شد و از طریق نارنجی، زرد، سبز و آبی با بنفش به پایان رسید. اگر این تصویر سپس از یک عدسی همگرا عبور داده شود، ترکیب همه رنگ ها دوباره سفید را ایجاد می کند.
این رنگ ها از طریق انکسار از اشعه خورشید به دست می آیند. روش های فیزیکی دیگری برای تشکیل رنگ وجود دارد، به عنوان مثال، آنهایی که با فرآیندهای تداخل، پراش، پلاریزاسیون و فلورسانس مرتبط هستند.
اگر طیف را به دو قسمت مثلاً قرمز-نارنجی-زرد و سبز-آبی-بنفش تقسیم کنیم و هر یک از این گروه ها را با عدسی مخصوص جمع آوری کنیم، حاصل دو رنگ مخلوط می شود که مخلوط آنها به نوبه خود همچنین به ما رنگ سفید می دهد.
دو رنگی که با هم ترکیب می شوند و رنگ سفید تولید می کنند، رنگ های مکمل نامیده می شوند.
اگر یک رنگ را از طیف حذف کنیم، به عنوان مثال، سبز، و از طریق یک لنز، رنگ های باقی مانده - قرمز، نارنجی، زرد، آبی و بنفش را جمع آوری کنیم، آنگاه رنگ مخلوطی که به دست می آوریم قرمز می شود، یعنی: یک رنگ مکمل برای سبزی که حذف کردیم. اگر رنگ زرد را حذف کنیم، رنگ های باقیمانده - قرمز، نارنجی، سبز، آبی و بنفش - رنگ بنفش را به ما می دهند، یعنی رنگ مکمل زرد.
هر رنگ مکمل ترکیبی از تمام رنگ های دیگر در طیف است.
در یک رنگ مخلوط، ما نمی توانیم اجزای جداگانه آن را ببینیم. از این نظر چشم با گوش موسیقایی متفاوت است که می تواند هر یک از صداهای یک آکورد را تشخیص دهد.
رنگ های مختلف توسط امواج نور که نوع خاصی از انرژی الکترومغناطیسی هستند ایجاد می شوند.
چشم انسان فقط می تواند نور را در طول موج های بین 400 تا 700 میلی میکرون درک کند:
- 1 میکرون یا 1μ = 1/1000 میلی متر = 1/1000000 متر.
- 1 میلی‌میکرون یا 1 میلی‌متر = 1/1000000 میلی‌متر.
طول موج های مربوط به رنگ های منفرد طیف و فرکانس های مربوطه (تعداد ارتعاش در ثانیه) برای هر رنگ طیفی دارای ویژگی های زیر است:
نسبت فرکانس های قرمز و بنفش تقریباً 1: 2 است، یعنی مانند یک اکتاو موسیقی.
هر رنگ از طیف با طول موج خاص خود مشخص می شود، یعنی می توان آن را دقیقاً با طول موج یا فرکانس ارتعاش مشخص کرد. امواج نور خود رنگ ندارند. رنگ تنها زمانی ظاهر می شود که این امواج توسط چشم و مغز انسان درک شود. نحوه تشخیص این امواج هنوز کاملاً ناشناخته است. ما فقط می دانیم که رنگ های مختلف در نتیجه تفاوت های کمی در حساسیت به نور بوجود می آیند.
باقی مانده است که به بررسی مسئله مهم رنگ بدن اجسام بپردازیم. به عنوان مثال، اگر یک فیلتر عبور قرمز و یک فیلتر عبور سبز در مقابل یک لامپ قوس قرار دهیم، هر دو فیلتر با هم سیاه یا تاریکی ایجاد می کنند. رنگ قرمز تمام پرتوهای طیف را جذب می کند، به جز پرتوهایی در بازه ای که مربوط به رنگ قرمز است و فیلتر سبز همه رنگ ها را به جز سبز حفظ می کند. بنابراین، حتی یک پرتو از دست نمی رود و ما تاریک می شویم. رنگ های جذب شده در یک آزمایش فیزیکی را نیز تفریق کننده می نامند.
رنگ اجسام عمدتاً در فرآیند جذب موج ایجاد می شود. یک رگ قرمز قرمز به نظر می رسد زیرا تمام رنگ های دیگر پرتو نور را جذب می کند و فقط قرمز را منعکس می کند.
وقتی می گوییم "این فنجان قرمز است"، منظور ما در واقع این است که ترکیب مولکولی سطح فنجان به گونه ای است که تمام پرتوهای نور به جز پرتوهای قرمز را جذب می کند. فنجان به خودی خود رنگ ندارد با روشن کردن آن ایجاد می شود.
اگر کاغذ قرمز (سطحی که همه پرتوها به جز قرمز را جذب می‌کند) با نور سبز روشن شود، کاغذ برای ما سیاه به نظر می‌رسد، زیرا رنگ سبز حاوی پرتوهای مربوط به رنگ قرمز نیست که می‌تواند توسط کاغذ ما منعکس شود.
تمام رنگ های نقاشی رنگدانه یا ماده هستند. اینها رنگهای جاذب (جاذب) هستند و هنگام مخلوط کردن آنها باید قوانین تفریق را رعایت کنید. هنگامی که رنگ های اضافی یا ترکیبات حاوی سه رنگ اصلی - زرد، قرمز و آبی - به نسبت معینی با هم مخلوط می شوند، نتیجه سیاه و سفید خواهد بود، در حالی که مخلوط مشابهی از رنگ های غیر مادی به دست آمده در آزمایش منشور نیوتن منجر به سفید می شود ترکیب رنگ ها بر اساس اصل جمع است نه تفریق.
در سال 1676، سر اسحاق نیوتن از یک منشور مثلثی برای تقسیم نور سفید خورشید به یک طیف رنگی استفاده کرد.رنگ های مختلف توسط امواج نور که نوع خاصی از انرژی الکترومغناطیسی هستند ایجاد می شوند.
چشم انسان فقط می تواند نور را در طول موج های بین 400 تا 700 میلی میکرون درک کند: 1 میلی میکرون یا 1 متر = 1/1,000,000 میلی متر.
طول موج های مربوط به رنگ های منفرد طیف و فرکانس های مربوطه (تعداد ارتعاش در ثانیه) برای هر رنگ منشوری ویژگی های خاص خود را دارند.
هر رنگ از طیف با طول موج خاص خود مشخص می شود، یعنی می توان آن را دقیقاً با طول موج یا فرکانس ارتعاش مشخص کرد. امواج نور خود رنگ ندارند. رنگ تنها زمانی ظاهر می شود که این امواج توسط چشم و مغز انسان درک شود. نحوه تشخیص این امواج هنوز به طور کامل مشخص نیست. ما فقط می دانیم که رنگ های مختلف در نتیجه تفاوت های کمی در حساسیت به نور بوجود می آیند.
باقی مانده است که به بررسی مسئله مهم رنگ بدن اجسام بپردازیم. به عنوان مثال، اگر یک فیلتر عبور قرمز و یک فیلتر عبور سبز در مقابل یک لامپ قوس قرار دهیم، هر دو فیلتر با هم سیاه یا تاریکی ایجاد می کنند. رنگ قرمز تمام پرتوهای طیف را جذب می کند، به جز پرتوهای در فاصله ای که با رنگ قرمز مطابقت دارد و فیلتر سبز همه رنگ ها را به جز سبز حفظ می کند. بنابراین، حتی یک پرتو از دست نمی رود و ما تاریک می شویم. رنگ های جذب شده در یک آزمایش فیزیکی را تفریق کننده نیز می گویند.
رنگ اجسام عمدتاً در فرآیند جذب موج ایجاد می شود. یک رگ قرمز قرمز به نظر می رسد زیرا تمام رنگ های دیگر پرتو نور را جذب می کند و فقط قرمز را منعکس می کند. وقتی می گوییم "این فنجان قرمز است"، منظور ما واقعا این است که ترکیب مولکولی سطح فنجان به گونه ای است که تمام پرتوهای نور به جز پرتوهای قرمز را جذب می کند. فنجان به خودی خود رنگی ندارد وقتی روشن می شود. اگر کاغذ قرمز (سطحی که همه پرتوها به جز قرمز را جذب می‌کند) با نور سبز روشن شود، کاغذ برای ما سیاه به نظر می‌رسد، زیرا رنگ سبز حاوی پرتوهای مربوط به رنگ قرمز نیست که می‌تواند توسط کاغذ ما منعکس شود. تمام رنگ های نقاشی رنگدانه یا ماده هستند. اینها رنگهای جاذب (جاذب) هستند و هنگام مخلوط کردن آنها باید قوانین تفریق را رعایت کنید. هنگامی که رنگهای اضافی یا ترکیبات حاوی سه رنگ اصلی - زرد، قرمز و آبی - به نسبت معینی با هم مخلوط شوند، نتیجه سیاه خواهد بود، در حالی که مخلوط مشابهی از رنگهای غیرمادی که در آزمایش نیوتن با منشور به دست آمد، به رنگ سفید منجر می‌شود. در اینجا ترکیب رنگ ها بر اساس اصل جمع است نه تفریق.
دو رنگی که با هم ترکیب می شوند و رنگ سفید تولید می کنند، رنگ های مکمل نامیده می شوند. اگر یک رنگ را از طیف حذف کنیم، به عنوان مثال، سبز، و از طریق یک لنز، رنگ های باقی مانده - قرمز، نارنجی، زرد، آبی و بنفش را جمع آوری کنیم، آنگاه رنگ مخلوطی که دریافت می کنیم قرمز می شود، یعنی رنگ مکمل سبزی که حذف کردیم. اگر رنگ زرد را حذف کنیم، رنگهای باقیمانده - قرمز، نارنجی، سبز، آبی و بنفش - رنگ بنفش، یعنی رنگ مکمل زرد را به ما می‌دهند. هر رنگ مکمل ترکیبی از تمام رنگ های دیگر در طیف است. در یک رنگ مخلوط، ما نمی توانیم اجزای جداگانه آن را ببینیم.
رنگ چیست؟اول از همه، باید مشخص کنید رنگ چیست. در طول سال‌هایی که علم رنگ وجود داشته است، ارزیابی‌های متعددی در مورد پدیده رنگ و بینایی رنگ ارائه شده است، اما همه آنها را می‌توان به یک تعریف ساده تقلیل داد: رنگ مجموعه‌ای از واکنش‌های روانی-فیزیولوژیکی یک فرد است. تابش نوری که از اجسام مختلف خود نورانی (منابع نور) منعکس شده یا از سطح اجسام غیر خودنور منعکس می شود و همچنین (در مورد رسانه های شفاف) که از طریق آنها منتقل می شود. بنابراین، فرد این فرصت را دارد که اشیاء اطراف خود را ببیند و آنها را به دلیل نور رنگی درک کند - مفهومی از جهان فیزیکی، اما رنگ خود دیگر مفهومی از فیزیک نیست، زیرا یک احساس ذهنی است که در ما متولد می شود. هوشیاری تحت تأثیر نور.
یک تعریف بسیار دقیق و موجز از رنگ توسط جاد و ویشتسکی ارائه شده است: «. . . خود رنگ را نمی توان به پدیده های صرفاً فیزیکی یا صرفاً روانی تقلیل داد. این ویژگی انرژی نور (فیزیک) را از طریق ادراک بصری (روانشناسی) نشان می دهد.
از دیدگاه علم فیزیک، نور یکی از انواع تشعشعات الکترومغناطیسی است که از اجسام نورانی ساطع می شود و همچنین از تعدادی واکنش شیمیایی ناشی می شود. این تابش الکترومغناطیسی ماهیت موجی دارد، یعنی. در فضا به صورت نوسانات (امواج) دوره ای که توسط آن با دامنه و فرکانس مشخص انجام می شود منتشر می شود. اگر چنین موجی را به شکل نمودار تصور کنید، یک سینوسی دریافت می کنید. فاصله بین دو رأس مجاور این موج سینوسی طول موج نامیده می شود که در نانومتر (nm) اندازه گیری می شود و نشان دهنده فاصله ای است که نور در طول یک دوره نوسانی طی می کند.
چشم انسان قادر به درک (دیدن) تابش الکترومغناطیسی فقط در محدوده باریکی از طول موج ها است که محدود به ناحیه ای از 380 تا 760 نانومتر است که به آن منطقه طول موج های مرئی می گویند که در واقع نور را تشکیل می دهند. ما تشعشعات تا 380 و بالاتر از 760 نانومتر را نمی‌بینیم، اما می‌توان آنها را با مکانیسم‌های دیگر لمس (مانند تشعشعات فروسرخ) درک کرد یا توسط دستگاه‌های خاص ثبت کرد (شکل 1.1).
برنج. 1.1. طیف تابش الکترومغناطیسی و طیف نور مرئی
بسته به طول موج، تابش نور توسط چشم انسان به یک رنگ یا رنگ دیگر درک می شود (به طور صحیح تر، باعث می شود فرد یک رنگ یا رنگ دیگر را احساس کند) از بنفش به قرمز (جدول 1.1). این توانایی امکان دید رنگی انسان را تعیین می کند.
طیف به عنوان یک مشخصه رنگ.در طبیعت، تابش از منابع مختلف نور یا اشیاء به ندرت تک رنگ است، به عنوان مثال. با تابش تنها یک طول موج خاص نشان داده می شود و دارای ترکیب طیفی نسبتاً پیچیده ای است، به عنوان مثال. حاوی تابش با طول موج های مختلف است. اگر این تصویر را در قالب یک نمودار ارائه کنیم، که در آن طول موج در امتداد محور ارتین و شدت آن در امتداد محور آبسیسا رسم می شود، آنگاه رابطه ای به دست می آید به نام طیف رنگی تابشیا به سادگی یک طیف رنگی. برای سطوح رنگ شده، طیف رنگ به عنوان وابستگی ضریب بازتاب ρ به طول موج λ، برای مواد شفاف - ضریب عبور τ روی طول موج، و برای منابع نور - شدت تابش به طول موج تعریف می‌شود. نمونه هایی از طیف رنگی منابع و مواد مختلف نور در شکل 1 نشان داده شده است. 1.2 و شکل. 1.3.
برنج. 1.2. منحنی های طیف بازتاب از رنگ های مختلف: سبز زمردی، قرمز سینابار، اولترامارین
برنج. 1.3. نمونه هایی از توزیع طیفی شدت تابش منابع نوری مختلف: نور از آسمان آبی روشن، نور خورشید متوسط روز، نور لامپ رشته ای
شکل منحنی طیفی را می توان برای قضاوت در مورد رنگ تشعشعات منعکس شده از سطح یک جسم یا ساطع شده توسط یک منبع نور خود نورانی استفاده کرد. هر چه این منحنی بیشتر به سمت یک خط مستقیم متمایل شود، رنگ تابش بیشتر خاکستری به نظر می رسد. هرچه دامنه طیف کوچکتر یا بزرگتر باشد، رنگ تابش جسم کمتر یا بیشتر روشن می شود. اگر طیف انتشار در تمام محدوده به جز یک قسمت باریک خاص صفر باشد، به اصطلاح مشاهده خواهیم کرد. رنگ طیفی خالص، مربوط به تشعشعات تک رنگ ساطع شده در محدوده بسیار باریکی از طول موج ها است.
در نتیجه فرآیندهای پیچیده تعامل شار نور با جو، اجسام اطراف و سایر شارهای نوری، طیف انرژی تابش اشیاء واقعی، به عنوان یک قاعده، شکل بسیار پیچیده تری به خود می گیرد. یافتن گلهای خالص در طبیعت عملا غیرممکن است. به عنوان مثال، حتی اگر تابش خورشید در ظهر را به عنوان استاندارد رنگ سفید در نظر بگیریم، در واقع معلوم می شود که سفید نیست، بلکه دارای یک یا آن رنگ است که در نتیجه تغییرات در ترکیب طیفی ایجاد می شود. تابش خورشید هنگام عبور از ضخامت جو زمین: مولکول های هوا و همچنین ذرات غبار و آب در جو با جریان تابش خورشید تعامل دارند و بسته به طول موج، این فرآیند کمتر یا شدیدتر رخ می دهد. بنابراین، در ساعات غروب و صبح، زمانی که خورشید بالاتر از افق است و پرتوهای خورشید باید مسافت بیشتری را نسبت به ظهر در جو طی کنند، نور خورشید برای ما نه سفید، بلکه مایل به زرد جلوه می کند و اجسامی که توسط آن روشن می شوند ظاهر می شوند. رنگ در سایه های مختلف زرد، نارنجی، صورتی و قرمز. این به دلیل این واقعیت است که جو مؤلفه موج کوتاه (معمولاً آبی) را جذب می کند و آزادانه مؤلفه موج بلند (معمولاً قرمز) تابش خورشید را منتقل می کند. بنابراین، معلوم می شود که رنگ اجسام مستقیماً به منبع نوری بستگی دارد که سطح جسم را روشن می کند. به طور دقیق تر، تابش نوری که از سطح یک جسم منعکس می شود یا از آن عبور می کند و احساس رنگ این جسم را در دستگاه بینایی ایجاد می کند، هم توسط ویژگی های خود جسم برای بازتاب یا جذب نور بسته به طول موج تعیین می شود. و با خواص منبع نور مورد استفاده برای روشن کردن این جسم، شدت تابش را بسته به طول موج تغییر دهید (شکل 1.4). بنابراین، هنگام انجام اندازه گیری رنگ، همیشه باید نور مورد استفاده را در نظر گرفت و در صورت امکان فقط از منابع نور استاندارد استفاده کرد و از چندین نوع منبع مختلف به طور همزمان استفاده نکرد. همین امر در مورد هر کار با تصاویر رنگی زمانی که برای اطمینان از دقت رنگ بالا ضروری است، صدق می کند.پدیده دید رنگی.نیوتن هنگام انجام آزمایش معروف خود در مورد تجزیه نور خورشید به یک طیف، مشاهدات بسیار مهمی انجام داد: علیرغم این واقعیت که رنگ های طیفی به آرامی به یکدیگر عبور می کنند و از میان توده ای از سایه های رنگی مختلف عبور می کنند، در واقع همه اینها تنوع رنگها را می توان به هفت رنگ تقلیل داد که او آنها را اصلی نامید: قرمز، زرد، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش. متعاقباً، محققان مختلف نشان دادند که می توان تعداد این رنگ ها را به سه رنگ یعنی قرمز، سبز و آبی کاهش داد. در واقع، زرد و نارنجی ترکیبی از سبز و قرمز هستند، آبی ترکیبی از سبز و آبی است. همین امر در مورد سایر تن های رنگی نیز صدق می کند، که می توان با ترکیب قرمز، سبز و آبی به دست آورد، که به همین دلیل نامیده می شود. رنگهای اصلی.
یونگ و همولتز که بینایی رنگی را مورد مطالعه قرار دادند، پیشنهاد کردند که چنین پدیده‌هایی با وجود سه آنالیزگر حساس به رنگ در دستگاه بینایی انسان توضیح داده می‌شوند که هر یک مسئول درک تابش نور قرمز، سبز و آبی است که وارد چشم می‌شود. بعداً، این فرض تأیید علمی کاملاً قوی دریافت کرد و اساس نظریه سه جزئی بینایی رنگ را تشکیل داد که پدیده دیدن رنگ را با وجود سه نوع سلول حساس به رنگ در چشم انسان توضیح می دهد. ترکیب طیفی مختلف
این سلول ها در واقع در شبکیه چشم قابل مشاهده بودند و از آنجایی که در زیر میکروسکوپ به صورت بدن های گرد و مستطیلی تا حدودی نامنظم ظاهر می شدند، به آنها مخروط می گفتند. مخروط ها بسته به ترکیب طیفی تشعشعی که به آن حساس هستند به سه نوع تقسیم می شوند و با حروف یونانی β (بتا)، γ (گاما) و ρ (rho) مشخص می شوند. نوع اول (β) دارای حداکثر حساسیت به امواج نور با طول 400 تا 500 نانومتر (مشروط جزء "آبی" طیف) است، نوع دوم (γ) - به امواج نور از 500 تا 600 نانومتر (مشروط "سبز" " جزء طیف) و سوم (ρ) - به امواج نور از 600 تا 700 نانومتر (به طور معمول جزء "قرمز" طیف) (شکل 1.5 ب). بسته به طول و شدت امواج نور موجود در طیف نور، گروه های خاصی از مخروط ها کم و بیش برانگیخته می شوند.
 |
آ) |
 |
ب) |
برنج. 1.5. منحنی بازده نوری نسبی میله‌ها (خط چین) و مخروط‌ها (a) و منحنی‌های حساسیت طیفی مخروط‌ها نرمال شده به واحد (b)
همچنین مشخص شد که سلول های دیگری نیز وجود دارند که به تابش طیفی کاملاً تعریف شده حساس نیستند و به کل جریان تابش نور پاسخ می دهند. از آنجایی که در زیر میکروسکوپ این سلول ها به صورت اجسام دراز قابل مشاهده هستند، آنها را میله می نامیدند.
یک فرد بالغ حدود 110-125 میلیون میله و حدود 6-7 میلیون مخروط دارد (نسبت 1:18). به طور نسبی، تصویری که می بینیم، و همچنین تصویر دیجیتال، گسسته است. اما از آنجایی که تعداد عناصر تصویر بسیار زیاد است، ما به سادگی آن را احساس نمی کنیم.
جالب است به یک ویژگی دیگر نیز اشاره کنیم. حساسیت میله ها به نور بسیار بیشتر از حساسیت مخروط ها است و بنابراین هنگام غروب یا شب که شدت تشعشع وارد شده به چشم بسیار کم می شود، مخروط ها از کار می افتند و فرد فقط از طریق میله ها می بیند. بنابراین، در این زمان از روز، و همچنین در شرایط نور کم، فرد از تشخیص رنگ ها دست می کشد و جهان با رنگ های سیاه و سفید (ممکن) در برابر او ظاهر می شود. علاوه بر این، حساسیت چشم انسان به نور به قدری بالا است که بسیار فراتر از قابلیت های اکثر سیستم های ضبط تصویر موجود است. چشم انسان قادر است به شار تابش نور در حد 10-16 W/cm2 پاسخ دهد. اگر بخواهیم از این انرژی برای گرم کردن آب استفاده کنیم، برای اینکه یک سانتی‌متر مکعب آب را ۱ درجه گرم کنیم، ۱ میلیون سال طول می‌کشد. اگر حساسیت چشم انسان را در واحدهای سرعت فیلم بیان کنیم، معادل فیلمی با حساسیت 15 میلیون واحد ASA است.
حساسیت میله ها و مخروط ها به شار نور بسته به طول موج توسط منحنی های حساسیت طیفی چشم انسان توصیف می شود (شکل 1.5 ب). برای مشخص کردن حساسیت طیفی عمومی چشم انسان به شار تابش نور، از منحنی بازده نوری نسبی یا همانطور که به آن منحنی دید چشم نیز گفته می شود استفاده می شود که به ترتیب حساسیت عمومی را تعیین می کند. چشم انسان به نور، با در نظر گرفتن دید رنگ (مخروط) یا نور (میله ای) (شکل 1.5 a). این وابستگی ها بسیار مورد توجه متخصصان است، زیرا آنها به توضیح تعدادی از پدیده های شناخته شده بینایی انسان کمک می کنند.
بنابراین، از روی این منحنی ها می توان فهمید که یک فرد در درک رنگ های سبز و سبز زرد بسیار توانایی دارد، در حالی که حساسیت او به رنگ های آبی به طور محسوسی کمتر است.
وضعیت در غروب تا حدودی تغییر می کند، زمانی که مخروط ها، حساس به تابش نور روشن، شروع به از دست دادن کارایی خود می کنند و نسبت بین میله ها و مخروط ها تغییر می کند - حداکثر بازده نور طیفی به سمت تابش آبی (دید میله ای) تغییر می کند.
یکی دیگر از ویژگی های جالب این است که اگر لنز چشمی به رنگ آبی-بنفش باشد، تمرکز روی اجسام دشوارتر است. این با افت حساسیت طیفی چشم در این مناطق از طیف توضیح داده می شود. بنابراین، شیشه ها گاهی اوقات شفاف نیستند، بلکه از شیشه های زرد یا قهوه ای رنگی ساخته می شوند که جزء آبی-بنفش طیف را فیلتر می کند.
با توجه به این واقعیت که منحنی های حساسیت طیفی تا حدی همپوشانی دارند، ممکن است فرد در تشخیص برخی از رنگ های خالص با مشکلات خاصی مواجه شود. بنابراین، با توجه به این واقعیت که منحنی حساسیت طیفی مخروط‌های نوع r (مشروط حساس به قسمت قرمز طیف) در ناحیه رنگهای آبی-بنفش مقداری حساسیت را حفظ می‌کند، به نظر می‌رسد که رنگهای آبی و بنفش دارای ترکیبی هستند. از رنگ قرمز
بر درک رنگ و حساسیت کلی چشم به نور تأثیر می گذارد. از آنجایی که منحنی بازده نوری نسبی یک گاوسی با حداکثر 550 نانومتر (برای دید در نور روز) است، رنگها در لبه‌های طیف (آبی و قرمز) کمتر از رنگ‌هایی که موقعیت مرکزی در طیف را اشغال می‌کنند روشن می‌شوند. سبز، زرد، فیروزه ای).
از آنجایی که حساسیت طیفی چشم انسان در سراسر طیف ناهموار است، هنگام حس کردن رنگ، ممکن است پدیده‌هایی رخ دهند که دو رنگ مختلف، با توزیع طیفی متفاوت، به دلیل اینکه باعث تحریک یکسانی از رنگ می‌شوند، برای ما یکسان به نظر می‌رسند. گیرنده های چشمی چنین رنگ هایی را متامریک و پدیده توصیف شده را متامریسم می نامند. اغلب هنگامی مشاهده می شود که یک سطح رنگ شده خاص تحت منابع نوری مختلف مشاهده می شود که نور آن در تعامل با سطح، طیف رنگ آن را تغییر می دهد. در این مورد، به عنوان مثال، پارچه سفید ممکن است در نور روز سفید به نظر برسد، اما سایه آن در نور مصنوعی تغییر کند. یا دو جسمی که طیف های بازتابی متفاوتی دارند و بر این اساس باید رنگ های متفاوتی داشته باشند، در واقع توسط ما یکسان درک می شوند، زیرا باعث تحریک بدون ابهام سه مرکز حسگر رنگ چشم می شوند. علاوه بر این، اگر بخواهیم رنگ این اشیاء را بازتولید کنیم، مثلاً روی فیلم عکاسی، که از مکانیزم ثبت تصویر متفاوت از دستگاه بینایی انسان استفاده می‌کند، به احتمال زیاد این دو شیء رنگهای متفاوتی دارند.
برنج. 1.6. تصویری از پدیده متامریسم
سه نمونه رنگ با بازتاب طیفی متفاوت زمانی که در نور روز روشن می شوند یکسان به نظر می رسند. هنگامی که این نمونه ها بر روی فیلم عکاسی که حساسیت طیفی آن با حساسیت طیفی دستگاه بینایی انسان متفاوت است، تکثیر می شود یا در هنگام تغییر نور، رنگ خود را تغییر داده و رنگ های متفاوتی پیدا می کند.
تمام فناوری مدرن برای بازتولید تصاویر رنگی مبتنی بر استفاده از پدیده متامریسم است: ناتوانی در بازتولید دقیق طیف یک رنگ خاص مشاهده شده در شرایط طبیعی در بازتولید رنگ، با رنگی جایگزین می شود که با استفاده از مجموعه خاصی از رنگ سنتز شده است. رنگها یا ساطع‌کننده‌ها و دارای توزیع طیفی عالی هستند، اما احساسات یکسان رنگ را در بیننده برمی‌انگیزند.
آگاهی از ویژگی های بینایی انسان در طراحی سیستم های ضبط و پردازش تصویر بسیار مهم است. به منظور در نظر گرفتن ویژگی های بینایی انسان تا حد حداکثری است که تولید کنندگان مواد عکاسی لایه های حساس به رنگ اضافی اضافه می کنند، تولید کنندگان چاپگر جوهر چاپ اضافی و غیره اضافه می کنند. با این حال، هیچ پیشرفتی در فناوری مدرن هنوز امکان ایجاد یک سیستم بازتولید تصویر را فراهم نمی کند که بتوان آن را با دستگاه بینایی انسان مقایسه کرد.
طبقه بندی رنگ هاهمانطور که قبلاً اشاره شد، بسته به طول موج تابش، نور توسط چشم انسان به صورت رنگی از بنفش تا قرمز درک می شود. رنگ هایی که در این مورد درک می شوند معمولاً نامیده می شوند رنگ های طیفی خالصو مشخصه ای که رنگ آنها را تعیین می کند در رنگ سنجی تن رنگ نامیده می شود. تن رنگ به طور منحصر به فردی با طول موج مرتبط است و بنابراین اغلب در نانومتر بیان می شود.
به طور کلی پذیرفته شده است که چشم انسان قادر است تا 150 تن رنگ مختلف از رنگ های طیفی خالص را تشخیص دهد. به این عدد باید 30 رنگ بنفش دیگر را نیز اضافه کرد که در طیف نیستند، اما با اختلاط تابش طیفی آبی و قرمز به دست می آیند.
علاوه بر رنگ های طیفی خالص و سرخابی خالص، تعدادی رنگ نیز وجود دارد که به آنها می گویند بی رنگیا رنگ های خنثی، یعنی گلهای بی رنگ. این شامل سیاه، سفید و سایه های مختلف خاکستری در میان است. احساس این رنگ ها زمانی اتفاق می افتد که چشم انسان تحت تاثیر جریانی از تابش نور (رنگ سیاه) قرار نگیرد یا برعکس، جریانی با حداکثر شدت (رنگ سفید) روی آن اثر بگذارد. احساس رنگ خاکستری زمانی اتفاق می‌افتد که شار نوری که بر چشم تأثیر می‌گذارد، آنالایزرهای حساس به رنگ (مخروط‌ها) را به همان اندازه تحریک می‌کند. علاوه بر این، لازم نیست طیف تابش این رنگ یکنواخت (انرژی برابر) باشد، فقط کافی است که باعث تحریک یکسان سه مرکز حسگر رنگ چشم شود و خود طیف تابش می تواند بسیار ناهموار باشد (شکل 1.6).
اگر یک رنگ طیفی خالص را با سفید یا خاکستری مخلوط کنید، زمانی که رنگ شروع به از دست دادن خلوص خود می کند و به تدریج به سفید یا خاکستری تبدیل می شود، پدیده ای رخ می دهد. در این راستا برای مشخص کردن رنگ، علاوه بر تن رنگ، از مشخصه ای به نام اشباع یا خلوص رنگ نیز استفاده می شود. در واقع، رنگهای طیفی خالص زیادی در طبیعت یافت نمی‌شوند، و به جای آنها، ما اغلب رنگ‌هایی را می‌بینیم که کم و بیش غیراشباع هستند. اعتقاد بر این است که برای هر تن رنگ، چشم انسان قادر است تا 200 سطح اشباع را تشخیص دهد.
مشخصه های رنگ و اشباع اغلب با هم ترکیب می شوند و کرومینانس نامیده می شوند که می تواند نقش داشته باشد ویژگی های کیفیدرک رنگ
دو تن رنگ یکسان نه تنها از نظر اشباع، بلکه در روشنایی (قدرت) تابش آنها نیز می توانند با یکدیگر متفاوت باشند، که هنگام مشخص کردن ویژگی های اجسام غیر خود روشن، معمولاً با مفهوم سبکی رنگ مشخص می شود. اگر اشباع رنگ را بتوان به عنوان نسبت رنگ خالص به سفید اضافه شده به آن تعبیر کرد، روشنی را می توان به عنوان نسبت رنگ خالص به سیاه اضافه شده به آن تعبیر کرد. با افزایش قدرت (روشنایی) تابش نور، رنگ سایه های رنگی مختلفی از سیاه تا سفید به خود می گیرد. روشنایی مستقیماً با اشباع رنگ مرتبط است، زیرا تغییر روشنایی یک رنگ اغلب منجر به تغییر در اشباع آن می شود.
اگر رنگی بودن را بتوان به عنوان یک مشخصه کیفی رنگ استفاده کرد، آنگاه از روشنی می توان به عنوان ارزیابی کمی رنگ استفاده کرد.
سه ویژگی رنگ که در نظر گرفته ایم، یعنی رنگ، اشباع و روشنایی، اغلب به شکل یک نمودار سه بعدی مرتب می شوند که مقدار روشنایی به عنوان یک محور مرجع عمل می کند که در امتداد آن رنگ ها از سیاه به سفید قرار می گیرند. با دور شدن رنگ از مرکز نمودار، اشباع در امتداد مختصات شعاعی تغییر می‌کند و تن رنگ با مختصات زاویه‌ای مشخص می‌شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 1.7. از نظر تئوری، چنین نموداری باید یک استوانه باشد، اما اغلب به شکل یک مخروط معکوس قرار می گیرد که قسمت بالای آن با نقطه سیاه و پایه با حداکثر مقدار سبکی مطابقت دارد. این به خوبی با این واقعیت مطابقت دارد که در مقادیر کم روشنایی تابش، فرد شروع به تشخیص بدتر رنگ ها می کند و در حداقل مقدار روشنایی به هیچ وجه آنها را تشخیص نمی دهد.اگر این نمودار را روی یک صفحه رسم کنیم و مختصات روشنایی را حذف کنیم و فقط رنگ یا رنگ و اشباع (رنگی) را باقی بگذاریم، ساختاری به دست می‌آید که معمولاً دایره رنگ نامیده می‌شود (شکل 1.8) که دایره‌ای است که در امتداد آن تن های رنگی از قرمز تا بنفش قرار دارند. هر رنگ در چرخه رنگ دارای یک مختصات عددی است که در درجه از 0 تا 360 درجه بیان می شود. قرمز چرخه رنگ را شروع می کند و می بندد که مربوط به نقطه 0 درجه (360 درجه) است. نارنجی مربوط به مختصات 40 درجه، زرد - 60 درجه، سبز - 120 درجه، فیروزه ای - 180 درجه، آبی - 240 درجه، بنفش - 300 درجه است. همه این رنگ ها، به استثنای نارنجی که ترکیبی از قرمز و زرد است، به نظر می رسد در فاصله مساوی 60 درجه از یکدیگر در چرخه رنگ قرار دارند.
برنج. 1.8. دایره رنگی
رنگ هایی که در چرخه رنگ مقابل یکدیگر قرار می گیرند نامیده می شوند رنگ های اضافی. به عنوان مثال قرمز و فیروزه ای، سبز و سرخابی، آبی و زرد و غیره. این جفت‌های رنگی دارای تعدادی ویژگی جالب هستند که در فناوری بازتولید تصویر استفاده می‌شوند و در ادامه به تفصیل مورد بحث قرار خواهند گرفت.
مشخصه های رنگ، اشباع و روشنایی پرکاربردترین ویژگی های بصری هستند، یا همانطور که به آنها نیز گفته می شود، روانیویژگی های رنگ و زمانی استفاده می شود که نیاز به تعیین رنگ بدون استفاده از دستگاه های پیچیده ریاضی باشد.
ابزارهای دیگر برای تعیین رنگ می‌توانند اطلس‌های رنگی باشند که نمونه‌هایی از الگوهای رنگی را بر روی سطوح و مواد مختلف ارائه می‌دهند که بر اساس یک ویژگی خاص گروه‌بندی می‌شوند. این گونه اطلس ها به طور گسترده در چاپ، صنعت نساجی و معماری استفاده می شود. به عنوان مثال کاتالوگ های رنگی چاپ پنتون، نمونه رنگ های ساختمانی و .... هر رنگ در اطلس رنگ دارای شاخص مخصوص به خود است که با آن می توان موقعیت آن را در اطلس و همچنین دستور رنگ های لازم برای به دست آوردن آن را تعیین کرد.
در رنگ سنجی، اطلس رنگی Munsell، که در آغاز قرن بیستم توسط هنرمند آمریکایی آلبرت مانسل گردآوری شد، به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. مونسل رنگ ها را به سه مختصات گروه بندی کرد تن رنگ (رنگ), اشباع (کروما) و سبکی (ارزش).
مونسل تن های رنگی (Hues) را به 10 تن اصلی تقسیم کرد که آنها را با شاخص های حروف مربوطه تعیین کرد: آر(قرمز)، YR(زرد قرمز)، Y(رنگ زرد)، G.Y.(زرد-سبز)، جی(سبز)، B.G.(سبز آبی)، ب(آبی)، P.B.(آبی بنفش) و R.P.(قرمز بنفش). در هر یک از آنها، او 10 سایه را شناسایی کرد، بنابراین 100 تن رنگ خالص به دست آورد. او آنها را در یک دایره مرتب کرد و ساختاری هندسی مشابه دایره رنگی که قبلاً برای ما شناخته شده بود ایجاد کرد. مقادیر تن توسط Munsell به گونه‌ای انتخاب شد که نمونه‌های مجاور در شرایط نوری معمولی تفاوت رنگی با چشم یک ناظر معمولی داشته باشند (منظور از چنین نوری، نور نیمه روز آسمان در عرض‌های جغرافیایی شمالی بود). مونسل با استفاده از مرکز دایره به‌عنوان نقطه‌ای از رنگهای بی رنگ، نمونه‌های رنگی را از مرکز دایره تا لبه آن مطابق با افزایش اشباع (Chroma) رنگ مرتب کرد. در نهایت از مرکز دایره، محوری ساخت که با افزایش روشنایی (Value) رنگ ها در امتداد آن گروه بندی شدند. با توجه به درجه افزایش روشنایی، رنگ ها به 10 گروه از 0 (سیاه) تا 9 (سفید) تقسیم شدند و مقیاس روشنایی نه خطی، بلکه لگاریتمی انتخاب شد که با نحوه درک تغییر در روشنایی سازگارتر است. توسط یک شخص اما با توجه به میزان افزایش اشباع، رنگ ها تقسیم بندی واضح و یکسانی نداشتند، زیرا حساسیت طیفی چشم انسان در نواحی مختلف طیف یکسان نیست و بنابراین فرد می تواند تفاوت هایی را در اشباع مشاهده کند. تن رنگ های مختلف با دقت کمتر یا بیشتر. بنابراین برای 5Yوقتی ارزش = 2 Munsell تنها 3 درجه اشباع را شناسایی کرد و برای 5PBبا همان سبکی - 28 . علاوه بر این، برای مقادیر مختلف روشنایی، تعداد ممکن نمونه‌های رنگی با اشباع‌های مختلف نیز نابرابر بود، که با این واقعیت همخوانی دارد که فرد قادر به تشخیص رنگها در سطوح روشنایی خیلی کم و خیلی زیاد نیست. اگر نمونه های رنگی را در یک جسم فضایی گروه بندی کنید، ساختار هندسی حاصل تا حدودی نامتقارن خواهد بود و شبیه یک سیب با شکل کمی نامنظم یا یک توپ تغییر شکل یافته است. به هر حال، دقیقاً اینگونه است که اطلس رنگی Munsell اغلب به شکل نوعی کره رنگی به مصرف کننده ارائه می شود (شکل 1.10).برای تعیین دقیق یک رنگ خاص، Munsell از یک سیستم مختصات خاص استفاده کرد که به آن Hue (رنگ)، Value (سبک بودن) / Chroma (اشباع) می‌گویند. به عنوان مثال، رنگ قرمز بنفش در اطلس به عنوان مشخص شده است 6RP4/8، جایی که 6RP- مختصات رنگ دارای روشنی 4 با اشباع 8 .
علاوه بر Munsell، تعدادی از محققان دیگر در توسعه اطلس های رنگی مشابه مشارکت داشتند. در آلمان، اطلس رنگی مشابهی توسط Ostwald، تقریباً همزمان با Munsell ساخته شد. کارهای مشابهی در کانادا، ایالات متحده آمریکا و تعدادی از کشورهای دیگر انجام شد و اغلب چندین استاندارد رنگ ملی برای حوزه های مختلف صنعت ایجاد می شد. در اتحاد جماهیر شوروی، اطلس رنگی Rabkin و اطلس VNIIM توسعه و استفاده شد. D. I. مندلیف.
علاوه بر اطلس‌های رنگی، سیستم‌های متعددی برای طبقه‌بندی رنگها بر اساس نام آنها نیز ایجاد شده است. اگرچه این سیستم‌ها را نمی‌توان کاملاً از نظر علمی قابل اعتماد نامید (ممکن است ناظران مختلف رنگهای مختلف را تحت یک نام درک کنند)، می‌توانند مکملی برای سیستم‌های طبقه‌بندی رنگ موجود باشند.
به عنوان ساده‌ترین مثال، می‌توان هفت نام رنگی را ذکر کرد که بخش‌هایی از طیف مرئی را توصیف می‌کنند و فرمول شناخته شده‌ای را در مورد یک شکارچی و قرقاول تشکیل می‌دهند: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی، بنفش.
اصطلاحاتی که هنرمندان به آن عادت دارند بسیار پیچیده تر و طبیعتاً متعدد به نظر می رسند. اگر مجموعه‌ای از رنگ‌هایی که در فروشگاه‌های هنری به فروش می‌رسند را در نظر بگیریم، نام رنگ‌هایی مانند اخر، کبالت، سینابر و غیره را می‌یابیم که اصطلاحات پذیرفته‌شده‌ای هستند که هر هنرمند حرفه‌ای آن را با رنگهای خاصی مرتبط می‌کند، البته، ، به ناچار تفاوت هایی در رنگ هایی که یک فرد خاص با یک نام یا نام دیگر معنی می کند وجود خواهد داشت.
همچنین تلاش‌های زیادی برای توسعه سیستم‌های نامگذاری رنگها از نظر علمی دقیق‌تر صورت گرفته است. بنابراین مرز و پل یک فرهنگ لغت رنگی حاوی تقریباً 4000 نام ایجاد کردند که از این تعداد حدود 36 نام خاص و 300 کلمه پیچیده هستند که از نام رنگ و صفت مربوطه تشکیل شده است. در سال 1931، کمیته رنگ بین بخشی ایالات متحده (ISCC)، به سفارش کمیته فارماکولوژی، سیستمی از رنگ های نامگذاری شده را برای توصیف رنگ سطوح رنگ شده ایجاد کرد. این سیستم 319 نام گذاری را پوشش می داد که بر اساس نام رنگ های پیشنهادی مانسل بود. این شامل نام زنگ های اصلی - "قرمز" است (R)، "رنگ زرد" (Y)، "سبز" (G)، "آبی" (ب)، "رنگ بنفش" (پ)، "زیتون" (اول)، "رنگ قهوه ای" (Br)و "صورتی" (Pk)، - که صفت های "ضعیف"، "قوی"، "روشن"، "تاریک" برای تعیین رنگ های اضافی و همچنین عبارات "رنگ پریده"، "درخشنده"، "عمیق"، "گرگ و میش"، "به آن اضافه شد. زنده".
تمام سیستم های دیگر توسعه یافته توسط محققان دیگر به روشی مشابه ساخته شده اند و معمولاً تا چند صد نام دارند. نمونه ای از چنین سیستمی که اکنون به طور گسترده در برنامه های کاربردی اینترنتی مورد استفاده قرار می گیرد، سیستم 216 رنگی است که توسط کنسرسیوم وب جهانی (W3C) به عنوان رنگ های استاندارد پیشنهاد شده است که می تواند برای تعیین رنگ در زبان HTML استفاده شود.
ویژگی های منابع نور.از آنجایی که تابش اشیاء و مواد اطراف ما که وارد چشم ما می شود و باعث احساس رنگ می شود مشخص می شود در میان انواع تابش نوری که چشم انسان قادر به درک آن است، خود تابش ساطع شده توسط یک منبع خود نورانی است. مانند خورشید، یک لامپ رشته ای، مخصوصاً متمایز است، لامپ فلاش عکاسی و غیره. از آنجایی که منابع نوری نقش بسیار مهمی در تعیین رنگ اجسام و مواد دارند، به طور دقیق مورد مطالعه قرار گرفتند و سیستم خاصی برای طبقه بندی آنها ایجاد شد که بر اساس مفهوم دمای رنگ.
همانطور که می دانید، اگر یک جسم فلزی را تا دمای بالا گرم کنید، شروع به انتشار تابش نور می کند. هر چه دمای رشته بالاتر باشد، این درخشش شدیدتر خواهد بود. در عین حال بسته به دمای درخشش، رنگ آن نیز تغییر می کند. در ابتدا قرمز تیره، سپس قرمز، سپس نارنجی و سپس سفید خواهد بود. همانطور که مشخص است، این پدیده منحصر به فلز نیست، بلکه هنگام گرم کردن بسیاری از مواد جامد با نقطه ذوب بالا مشاهده می شود. در استفاده از آن است که لامپ های رشته ای الکتریکی ساخته می شوند: جریان الکتریکی از یک سیم تنگستن نازک عبور می کند، در نتیجه سیم گرم می شود و نور ساطع می کند. علاوه بر این، بسته به دمای گرمایش تنگستن، رنگ درخشش یک شی را می توان کاملاً دقیق ارزیابی کرد: هنگامی که تا دمای چند صد درجه گرم می شود، رنگ مایل به قرمز دارد، هنگامی که تا دمای 1000K گرم می شود - نارنجی، 2000K - رنگ زرد؛ درخشش بدنی که تا چندین هزار درجه گرم شده است قبلاً توسط ما سفید درک می شود. نور خورشید نیز به دلیل تابش ناشی از واکنش هایی است که روی سطح آن رخ می دهد و تا دمای حدود 6500 کلوین گرم می شود. سطح برخی از ستارگان دمایی بالاتر از 10000K دارد و بنابراین رنگ تابش آنها آبی است (جدول 1.5). با تغییر دما، ترکیب طیفی تابش بر این اساس تغییر می کند (شکل 1.11).
برنج. 1.11. توزیع طیفی عادی تابش جسم سیاه در دماهای رنگی مختلف
از آنجایی که ماهیت تابش برای بیشتر منابع خود نورانی از قوانین مشابهی تبعیت می کند، پیشنهاد شد که از دما به عنوان مشخصه رنگ تابش استفاده شود. از آنجایی که برای اجسام مختلف، بسته به ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی آنها، حرارت دادن به دمای معین طیف کمی متفاوت از تابش می دهد، یک جسم کاملاً سیاه فرضی به عنوان استاندارد دمای رنگ استفاده می شود که یک تابش کننده کامل است که تابش آن است. فقط به دمای آن بستگی دارد و به هیچ یک از خواص دیگر آن بستگی ندارد.
طیف لومینسانس یک جسم کاملا سیاه، بسته به دمای گرمایش آن، طبق قانون پلانک قابل تعیین است. علیرغم تفاوت‌های موجود، تمام اجسام دیگر هنگام گرم شدن کاملاً شبیه به یک جسم سیاه ایده‌آل رفتار می‌کنند و بنابراین استفاده از دمای رنگ به عنوان مشخصه رنگ تابش از منابع خود نورانی، طبیعی و مصنوعی، مشخص می‌شود. برای تعداد بسیار زیادی از موارد قابل توجیه باشد. از آنجایی که توزیع طیفی تابش، و بر این اساس، رنگ آن، که توسط یک جسم واقعی داده می شود، به ندرت دقیقاً با توزیع طیفی و رنگ یک جسم سیاه ایده آل در یک دمای رنگ مشخص منطبق است، هنگام مشخص کردن تابش اجسام واقعی، مفهوم استفاده می شود دمای رنگ همبسته، که به معنای دمای رنگ یک جسم سیاه ایده آل است که در آن رنگ تابش آن با رنگ تابش یک جسم معین منطبق است. در این حالت معمولاً ترکیب طیفی تابش و دمای فیزیکی این اجسام متفاوت است که کاملاً منطقی از تفاوت در خواص فیزیکی یک جسم سیاه واقعی و ایده آل ناشی می شود.
بر این اساس، به تعداد منابع نوری در جهان وجود دارد که در شرایط مختلف کار می کنند، به همان اندازه توزیع طیفی تابش آنها وجود دارد. بنابراین، فازهای نور خورشید و دمای رنگ مرتبط با آنها در محدوده بسیار وسیعی بسته به موقعیت جغرافیایی، زمان روز و وضعیت جو متفاوت است (شکل 1.12، جدول 1.6). همین امر در مورد منابع نور مصنوعی، به عنوان مثال لامپ های رشته ای، که دمای رنگ آنها بسته به طراحی، ولتاژ کار و حالت کار آنها متفاوت است، صدق می کند (جدول 1.6).
برنج. 1.12. توزیع طیفی نرمال شده فازهای مختلف نور روز: 1) نور از آسمان در اوج، 2) نور از آسمان کاملاً پوشیده از ابر، 3) نور مستقیم خورشید در ظهر. 4) نور مستقیم خورشید 1 ساعت قبل از غروب آفتاب
با این حال، با وجود تنوع موجود در منابع مختلف نور، اکثر منابع نور مورد استفاده در صنعت و فناوری را می توان استاندارد کرد. چنین استانداردسازی توسط کمیسیون بین المللی روشنایی (CIE) پیشنهاد شد، که بر اساس آن چندین قطره چکان رنگ سنجی استاندارد شناسایی شدند که با حروف لاتین تعیین شده بودند. آ, ب, سی, D, Eو اف(جدول 1.7). بر خلاف منابع نور واقعی، ساطع کننده های استاندارد CIE طبقات منابع نور را به طور کلی بر اساس مقادیر متوسط توزیع طیفی آنها توصیف می کنند. چنین استانداردسازی کاملاً مؤثر است، زیرا، همانطور که معلوم شد، علیرغم تفاوت ها، اکثر منابع نور واقعی را می توان کاملاً دقیق با ساطع کننده های استاندارد مربوطه مقایسه کرد.
جدول 1.7.
ساطع کننده های رنگ سنجی استاندارد MKO
| هنر izlu- پچ پچ کردن |
مشخصه |
| آ | تحت این منبع، CIE یک ساطع کننده نور کامل (بدنه سیاه ایده آل) در دمای 2856K تعیین کرد. برای بازتولید آن، از یک لامپ رشته ای با رشته تنگستن با دمای رنگ همبسته 2856K استفاده می شود و برای بازتولید دقیق تر کل طیف منبع A، توصیه می شود از پنجه هایی با لامپ کوارتز ذوب شده استفاده کنید. |
| قبل از میلاد مسیح | بازتولید نور خورشید در روز: ب- نور مستقیم خورشید با دمای رنگ همبسته 4870K، سی- نور غیر مستقیم خورشید با دمای رنگ همبسته 6770K. هنگام محاسبه این قطره چکان ها، تعدادی نادرستی ایجاد شد و بنابراین عملاً در محاسبات رنگ سنجی استفاده نمی شوند و با یک قطره چکان استاندارد جایگزین می شوند. D. به همین دلیل، آنها اغلب به هیچ وجه در مشخصات امیترهای استاندارد MKO نشان داده نمی شوند |
| D | این منبع نور استانداردی است که اکثر تجهیزات تصویربرداری با آن کالیبره می شوند. فازهای مختلف نور متوسط روز را در طیفی از دمای رنگ مرتبط از 4000 تا 7500 کلوین بازتولید می کند. داده های توزیع تابش طیفی Dبا میانگین‌گیری داده‌های چندگانه اندازه‌گیری طیف نور روز گرفته‌شده در مناطق مختلف بریتانیا، کانادا و ایالات متحده آمریکا تعیین شد. چندین توزیع منبع طیفی برای اهداف مختلف تعریف شده است Dبرای دمای رنگ های مختلف: D50, D55, D60, D65, D70, D75با دمای رنگ مرتبط به ترتیب 5000K، 5500K، 6000K، 6500K، 7000K، 7500K، که مربوط به فازهای خاصی از نور روز است. منبع D65باید جهانی ترین در نظر گرفته شود زیرا تقریباً به میانگین نور روز نزدیک است. منبع D50به عنوان یک استاندارد در چاپ پذیرفته شده است زیرا برای توصیف تصویر چاپ شده با جوهرهای چاپ استاندارد روی کاغذ مناسب است. منبع D55به عنوان یک استاندارد در عکاسی پذیرفته شده است: لامپ هایی با دمای رنگ 5500K هستند که در تجهیزات مشاهده اسلاید استفاده می شوند و نور لامپ فلاش دارای این دمای رنگ است. برخلاف سایر منابع استاندارد، منابع استاندارد را دقیقاً بازتولید کنید Dبسیار دشوار است، زیرا هیچ منبع نور مصنوعی با چنین توزیع طیفی تابش وجود ندارد. متداول ترین راه حل های مورد استفاده که هم از نظر کیفی و هم از نظر اقتصادی رضایت مصرف کننده را جلب می کند شامل استفاده از لامپ های فلورسنت با دمای رنگ همبسته مناسب است که طیف انتشار آن نیز با استفاده از فیلترهای نوری ویژه اصلاح می شود. |
| E | یک منبع تابش فرضی با طیف انرژی برابر (با طول موج تغییر نمی کند) با دمای رنگ 5460K. در طبیعت وجود ندارد و در رنگ سنجی فقط برای مقاصد محاسباتی استفاده می شود |
| اف | یک تابشگر استاندارد که توزیع طیفی تابش لامپ های فلورسنت مختلف را توصیف می کند. F1- تشعشع از یک لامپ فلورسنت گرم با دمای رنگ همبسته 3000K، F2- لامپ فلورسنت نور روز سرد با دمای رنگ همبسته 4230K، F7- لامپ فلورسنت با دمای رنگ همبسته 6500K |
همراه با دمای رنگ، گاهی اوقات از مقدار متقابل آن استفاده می شود که به نام mid (معروف به μrd) یا میکروکلوین معکوس
استفاده از μrd به جای مقیاس کلوین دو مزیت دارد: اولاً، واحد میکرورد تقریباً با یک آستانه قابل توجه برای تغییر رنگ شار نور مطابقت دارد و بنابراین تعیین رنگ تابش در این واحدها راحت‌تر است. ثانیاً، μrd برای توصیف فیلترهای تبدیل رنگ و متعادل کننده رنگ مناسب است: تغییر دمای رنگ ارائه شده توسط فیلتر، که بر حسب میکروrd بیان می شود، هنگام کار با تابش از یک دمای رنگ به دمای دیگر تغییر نمی کند.
به عنوان مثال، فیلتر تبدیل نارنجی سری 85 دمای رنگ متوسط رنگ در روز را از 5500K به 3400K تا 2100K (112μrd) کاهش می دهد. با این حال، اگر از آن برای کاهش دمای رنگ شار نور با دمای رنگ 4000K استفاده شود، تغییر دمای رنگ که بر حسب K بیان می‌شود، 2100K نیست، بلکه 7246K خواهد بود و بر حسب میکروrd بیان می‌شود.
چیدمان گل.به دست آوردن یک رنگ جدید با ترکیب چند رنگ اصلی، امکان به دست آوردن یک تصویر رنگی در عکاسی، سینما، تلویزیون، چاپ و فناوری کامپیوتر را مشخص می کند. مبتنی بر پدیده اختلاط طیف های گسیلی است که توسط سطوح رنگ شده یا ساطع کننده های نور تشکیل شده است. نتیجه یک رنگ جدید است که طیف خاص خود را دارد (شکل 1.13).
اگر مثلاً سه ساطع کننده نور مجهز به فیلترهای قرمز، سبز و آبی را بگیریم و تابش آنها را در یک نقطه روی صفحه سفید بتابانیم، آنگاه یک لکه سفید خواهیم داشت. اگر یکی از ساطع کننده ها خاموش باشد و فقط تابش امیتر قرمز با سبز، آبی با سبز و سبز با قرمز مخلوط شود، در صفحه ابتدا رنگ زرد، سپس سرخابی و سپس فیروزه ای خواهیم داشت. اگر هر سه ساطع کننده را بگیریم و تابش آنها را به نسبت های مختلف مخلوط کنیم، بنابراین می توانیم تعداد نسبتاً زیادی از رنگ ها و سایه های آنها را بدست آوریم. هرچه تفاوت شدت بین سه تابش کمتر باشد، اشباع رنگ کمتر خواهد بود و تمایل بیشتری به خنثی شدن دارد. اگر بدون تغییر نسبت سه تابش، از شدت آنها بکاهیم، همان رنگ اما با روشنایی کمتر را خواهیم داشت. در حالت شدید، وقتی شدت هر سه ساطع کننده به صفر می رسد، سیاه می شویم.
برای مواردی که فقط دو رنگ اصلی گرفته می شود:
در واقع به جای قرمز، سبز و آبی می‌توانیم از هر رنگی که می‌خواهیم استفاده کنیم، اما به سادگی با ترکیب قرمز، سبز و آبی می‌توانیم بیشترین ترکیب رنگها را به دست آوریم. توضیح واضح برای این واقعیت، ویژگی های بینایی انسان و وجود سه گیرنده حسگر رنگ در دستگاه بینایی انسان است که هر یک به پرتوهای قرمز، سبز و آبی حساس هستند. بنابراین، تشکیل رنگ به کمک سه ساطع کننده رنگ های آبی، سبز و قرمز را می توان به عنوان تحریک جهت دار سه گیرنده رنگ چشم در نظر گرفت و در نتیجه این توانایی را ایجاد می کند که بیننده رنگ خاصی را احساس کند.
طبق یک طرح مشابه، یک تصویر رنگی روی صفحه نمایشگر ویدیویی و کامپیوتر، تلویزیون، پروژکتور LCD و سایر دستگاه هایی که از تابش سه رنگ اصلی برای سنتز رنگ استفاده می کنند یا (برای دستگاه های ورودی تصویر) تصویر را به اصلی تجزیه می کنند، تشکیل می شود. رنگ ها
از آنجایی که تابش سه رنگ اصلی برای به دست آوردن رنگ مخلوط (افزودن) می شود، این روش ترکیب رنگ را افزودنی (از فعل) می نامند. اضافه کردن- تا کردن).
برنج. 1.13. ترکیب رنگ افزودنی
شکل تولید یک مخلوط رنگ افزودنی را با استفاده از نمونه مانیتور رنگی سونی Trinitron نشان می دهد. انتشار سه فسفر قرمز (R)، سبز (G)و رنگ های آبی (ب)تابش های طیفی که در شکل نشان داده شده است، برای هر طول موج خلاصه می شود، که این امکان به دست آوردن یک مخلوط رنگی را می دهد که بسته به شدت درخشش هر فسفر، تعداد زیادی از رنگ های مختلف و آنها را بازتولید می کند. سایه ها لطفا توجه داشته باشید که درخشش فسفر قرمز دارای یک طیف تقریبا خطی است که به دلیل وجود عناصر خاکی کمیاب در ترکیب آن است.
با این حال، در بیشتر موارد، از نظر تکنولوژیکی، ترکیب شارهای نور سه ساطع کننده برای تشکیل رنگ، برای مثال در صنایع سینما، عکاسی، چاپ، نساجی و رنگ و لاک امکان پذیر نیست.
در عکاسی، شار درخشانی از نور سفید از سه لایه رنگارنگ مواد عکاسی که توسط رنگ زرد، سرخابی و فیروزه ای تشکیل شده است عبور می کند. در چاپ، شار نور از لایه ای از جوهر زرد، سرخابی و فیروزه ای عبور می کند و با انعکاس از سطح کاغذ، در جهت مخالف عبور می کند و یک تصویر رنگی را تشکیل می دهد.
در نتیجه عبور شار درخشان نور سفید از طریق لایه ای از رنگ یا رنگدانه، جذب انتخابی بخشی از انرژی طیف تابش رخ می دهد که در نتیجه شار نورانی یک رنگ یا رنگ دیگر را به دست می آورد.
بنابراین، می توان با استفاده از رنگ های زرد، بنفش و فیروزه ای به عنوان تعدیل کننده تابش رنگ، که توسط شار درخشان نور سفید روشن می شود، شارهای مشابهی از تابش قرمز، سبز و آبی به دست آورد که با کمک آنها می توان کنترل تحریک سه مرکز حسگر رنگ چشم.
برنج. 1.14. ترکیب رنگ کاهشی
شکل تولید یک مخلوط رنگ کسر کننده را با استفاده از مثال فیلم عکاسی برگشت پذیر رنگی با جذب متوالی رنگ آبی نشان می دهد. (C)، رنگ بنفش (M)و زرد (Y)رنگ با چگالی C = 100٪، M = 60٪، Y = 20٪ تابش از منبع نور روز (D65)در هر بازه طول موج رنگی که در نتیجه اختلاط آنها به دست می آید یکی از سایه های آبی است. تابش به دست آمده در نتیجه جذب جزئی شار نور توسط رنگ های تفریقی را می توان در این مورد حاصلضرب طیف نشر منبع نور و طیف بازتاب رنگ ها در نظر گرفت.
در چاپ و چاپ نیز مشکی به سه رنگ زرد، سرخابی و فیروزه ای اضافه می شود. این امر اولاً توسط ملاحظات اقتصادی دیکته می شود ، زیرا باعث کاهش مصرف جوهرهای رنگی گرانتر می شود و ثانیاً به ما امکان می دهد برخی از مشکلات اساسی را که در فرآیند چاپ سه رنگ در نتیجه ایرادات موجود در چاپ سه رنگ ایجاد می شود حل کنیم. جوهرهای چاپ مورد استفاده که طیف بازتاب آن در عمل فقط به رنگ زرد محدود نمی شود، فقط سرخابی و فقط فیروزه ای است.
از آنجایی که شارهای نور برای به دست آوردن رنگ جمع نمی شوند و شار درخشان نور سفید در اثر برهمکنش با رنگ تا حدی جذب می شود، این روش سنتز رنگ را تفریق (از فعل) می نامند. تفریق کردن- تفریق کردن).
1. ویژگی های ادراک رنگ.
اکنون مشخص شده است که رنگ تصور یک فرد از بخش قابل مشاهده طیف تابش الکترومغناطیسی است. نور توسط گیرنده های نوری واقع در پشت مردمک احساس می شود. این گیرنده ها انرژی تابش الکترومغناطیسی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند. گیرنده ها بیشتر در ناحیه محدودی از شبکیه یا شبکیه به نام فووآ متمرکز شده اند. این قسمت از شبکیه می تواند جزئیات و رنگ های تصویر را بسیار بهتر از بقیه آن درک کند. با کمک ماهیچه های چشم، حفره به گونه ای حرکت می کند که قسمت های مختلف محیط را درک کند. میدان دیدی که در آن جزئیات به خوبی متمایز می شوند و رنگ ها تقریباً به ۲ درجه محدود می شوند.
دو نوع گیرنده وجود دارد: میله و مخروط. میله‌ها فقط در شرایط نور بسیار کم (دید در شب) فعال هستند و هیچ ارزش عملی در درک تصاویر رنگی ندارند. آنها بیشتر در امتداد حاشیه میدان دید متمرکز هستند. مخروط ها مسئول درک رنگ هستند و در فووئا متمرکز می شوند. سه نوع مخروط وجود دارد که طول موج های بلند، متوسط و کوتاه نور را درک می کنند.
هر نوع مخروط حساسیت طیفی خاص خود را دارد. تقریباً اعتقاد بر این است که نوع اول امواج نور را با طول 400 تا 500 نانومتر (مشروط جزء "آبی" رنگ) درک می کند ، دوم - از 500 تا 600 نانومتر (مشروط جزء "سبز") و سوم - از 600 تا 700 نانومتر (جزء "قرمز" مشروط). رنگ بسته به طول موج و شدت موجود در نور احساس می شود.
چشم بیشترین حساسیت را به پرتوهای سبز دارد، حداقل به آبی. به طور تجربی ثابت شده است که در بین تابش های با قدرت برابر، بیشترین احساس نور توسط تک رنگ ایجاد می شود تابش زرد-سبزبا طول موج 555 نانومتر. حساسیت طیفی چشم به نور خارجی بستگی دارد. در گرگ و میش، حداکثر بازده نوری طیفی به سمت تابش آبی تغییر می‌کند که ناشی از حساسیت طیفی متفاوت میله‌ها و مخروط‌ها است. در تاریکی، آبی با قدرت تابش برابر، تأثیر بیشتری نسبت به قرمز دارد و در نور، برعکس است.
افراد مختلف یک رنگ را متفاوت درک می کنند. درک رنگ ها با افزایش سن تغییر می کند و به دقت بینایی، خلق و خو و عوامل دیگر بستگی دارد. با این حال، چنین تفاوت هایی عمدتاً به سایه های ظریف رنگ مربوط می شود، بنابراین به طور کلی می توان گفت که اکثر مردم رنگ های اصلی را به یک شکل درک می کنند.
2. رنگ چیست؟
رنگ چیست؟ علم فیزیک نور را به عنوان یک موج الکترومغناطیسی می بیند. موج به سادگی تغییر حالت یک محیط یا میدان است که با سرعتی در فضا منتشر می شود. هر موجی دارای طول است - این فاصله بین تاج های موج است.
طول موج هایی که چشم انسان می تواند درک کند نور مرئی نامیده می شود. به عنوان مثال، ما نور با طولانی ترین طول موج را قرمز و با کوتاه ترین طول موج را به صورت بنفش درک می کنیم. شایان ذکر است که گوش ما امواجی را نیز درک می کند، تنها با طول موج بسیار طولانی و ماهیت کمی متفاوت. صدا ارتعاش ماده است. به عنوان مثال، در خلاء هیچ ذره ای از ماده (مثلاً هوا) وجود ندارد. و هیچ صدایی وجود ندارد، موج صوتی در خلاء منتشر نمی شود.
واحد اندازه گیری طول موج ناحیه نوری طیف تابش نانومتر (nm) است.
1 نانومتر = 1 x 10 -3 μ (میکرون) = 1 x 10 -6 میلی متر (میلی متر).
رنگ هایی که ما درک می کنیم بسته به طول موج نور مرئی متفاوت است:
رنگ |
طول موج، نانومتر |
قرمز |
از 620 تا 760 |
نارنجی |
از 585 تا 620 |
رنگ زرد |
از 575 تا 585 |
سبز |
از 510 تا 575 |
آبی |
از 480 تا 510 |
آبی |
از 450 تا 480 |
بنفش |
از 380 تا 450 |
به راحتی می توان ترتیب رنگ ها را با استفاده از مخفف کلمات به خاطر آورد: هر شکارچی می خواهد بداند قرقاول کجا نشسته است.
مرز مشخصی بین رنگ ها وجود ندارد، اما در بین رنگ های فوق هیچ رنگ سفیدی وجود ندارد...
نکته این است که نور سفید با هیچ طول موج خاصی مطابقت ندارد. با این حال، مرزهای محدوده نور سفید و رنگ های تشکیل دهنده آن معمولاً با طول موج آنها در خلاء مشخص می شود. بنابراین، نور سفید یک نور پیچیده است، مجموعه ای از امواج با طول های 380 تا 760 نانومتر.
دلیل اینکه انسان قادر به دیدن نور است به دلیل تأثیر طول موج های خاصی از نور بر روی شبکیه چشم است.
هنگامی که نور از ماده ای می گذرد که دارای زاویه انکسار است، نور به رنگ های تشکیل دهنده آن تجزیه می شود، در حالی که سرعت و طول موج هر دو تغییر می کنند، اما فرکانس نوسانات نور بدون تغییر باقی می ماند.
نوری با طول موج بیشتر از طولانی ترین در طیف نور مرئی (قرمز) مادون قرمز نامیده می شود. از کلمه لاتین infra - زیر؛ یعنی زیر قسمتی از طیفی که چشم می تواند درک کند). و نوری با طول موج کوتاهتر از کوتاهترین طیف مرئی نامیده می شود ماوراء بنفش (از کلمه لاتین ultra - بیشتر، فراتر؛ یعنی طول موج بیشتر از آن چیزی است که چشم می تواند درک کند).
نه نور مادون قرمز و نه اشعه ماوراء بنفش، مانند بسیاری از انواع دیگر امواج، برای چشم انسان قابل دسترسی نیستند. با این حال، ما می توانیم طیف عظیمی از رنگ های مختلف (طول موج) را درک کنیم.
3. هارمونی رنگ.
در تئوری رنگ، چرخه رنگ شامل تمام رنگ های قابل مشاهده برای انسان، از بنفش تا قرمز است. چرخه رنگ نشان می دهد که رنگ ها چگونه با یکدیگر مرتبط هستند و به شما امکان می دهد ترکیبات هماهنگ این رنگ ها را طبق قوانین خاصی تعیین کنید.
سیاه، سفید و خاکستری در چرخه رنگ مشخص نمی شوند زیرا، به طور دقیق، رنگ نیستند. اینها زنگ های خنثی هستند.
3.1. ترکیب رنگ.
طرح های رنگی ترکیبی هماهنگ از رنگ ها را نشان می دهد. لطفا توجه داشته باشید که رنگ ها می توانند و باید از نظر اشباع و تنوع متفاوت باشند سبکی (روشنایی). و به هر حال، هماهنگی دیگری که اغلب اتفاق می افتد، اشباع است. تصویر گزینه های ممکن هماهنگی رنگ را نشان می دهد.
رنگ ها را در مقادیر مساوی اعمال نکنید. بهتر است یک رنگ را پس‌زمینه بسازید و اجازه دهید رنگ دیگر فقط بر آن تأکید داشته باشد. جالب اینجاست که رنگهای اضافی هنگام مخلوط شدن خاکستری می‌دهند (به هر حال، سه رنگ اصلی نیز). بنابراین، اگر آنها را کنار هم و به مقدار زیاد اعمال کنید، در چشم بیننده مخلوطی به خاکستری خواهد بود!
می توانید با استفاده از آن آزمایش کنید ابزار انتخاب رنگ .
4. احساس عمق.
نقش مهمی در ایجاد ترکیب رنگ با تقسیم رنگ ها به گرم و سرد ایفا می کند. این تقسیم بندی به راحتی در چرخه رنگ قابل مشاهده است (تصاویر بالا را ببینید). در این دایره متمایز می شود منطقه قرمز و زرد "گرم".و منطقه آبی "سرد".، با یک خط عمودی از هم جدا شده است. توضیح این تقسیم در سطح فیزیک دشوار است - تقسیم به "دو اردوگاه" بیشتر در سطح ناخودآگاه اتفاق می افتد.
از دوران کودکی ما به این واقعیت عادت کرده ایم که خورشید، آتش، گوشه ها و همه منابع گرما سایه های قرمز زرد، و برف، آب، آسمان آبی مایل به آبی و سایه های آبی-سبز. این در ضمیر ناخودآگاه ما ثابت است و درک ما از رنگ را دیکته می کند. اما "ناقضین" این تقسیم بندی نیز وجود دارند. بنابراین، ماه بژ روشن، رنگ های شرابی رنگ های سرد هستند و درخشش آبی روشن بدن های گرم شده رنگ گرمی دارد.
رنگ های روشن و گرمجلوه حرکت را به سمت بیننده ایجاد می کند و نزدیکتر ظاهر می شود. گرم رنگ هاجلب توجه می کنند و برای برجسته کردن عناصر مهم یک نشریه خوب هستند.
رنگ های سردبه نظر می رسد در حال دور شدن است و جلوه دور شدن از بیننده را ایجاد می کند. در ترکیب، رنگ های سردمی تواند باعث احساس بیگانگی و انزوا شود و یا برعکس می تواند آرامش بخش و دلگرم کننده باشد.
اثر حرکت ناشی از ترکیب رنگ های گرم و سرد توسط طراحان استفاده می شود. برای پس زمینه ای که انتخاب می کنند سایه های سرد، و برای اشیاء در پیش زمینه - گرم. بنابراین، اگر به عکس‌های گرفته شده در سخنرانی‌ها و کنفرانس‌های مطبوعاتی نگاه کنید، سخنرانان را روی پس‌زمینه آبی خواهید دید. این پس زمینه به چهره گوینده اهمیت و اهمیت می دهد. این تکنیک را می توان برای طراحان تازه کار توصیه کرد.
به عنوان یک قاعده، راه حل های رنگی مبتنی بر غلبه رنگ های سرد یا گرم، به جای ترکیبی از سایه ها، بهتر عمل می کنند. علاوه بر این، در ترکیباتی که دمای گرم غالب است تن، برای ایجاد هایلایت و افزایش کنتراستمی تواند به کار رودسایه های سرد و بالعکس.
نور مرئی انرژی آن قسمت از طیف تابش الکترومغناطیسی است که ما قادریم آن را با چشم خود درک کنیم، یعنی ببینیم. ساده است.
طول موج نور مرئی
و حالا سخت تر است. طول موج نور در ناحیه مرئی طیف بین 380 تا 780 نانومتر است. چه مفهومی داره؟ این بدان معناست که این امواج بسیار کوتاه و با فرکانس بالا هستند و نانومتر یک نانومتر است. یکی از این نانومترها برابر با 9-10 متر است. و از نظر انسانی، این یک میلیاردیم متر است. یعنی یک متر ده دسی متر، صد سانتی متر، هزار میلی متر یا... توجه! یک میلیارد نانومتر.
چگونه رنگ ها را در طیف نور مرئی می بینیم
چشمان ما نه تنها می توانند این امواج ریز را درک کنند، بلکه بین طول آنها در طیف تمایز قائل می شوند. این گونه است که ما رنگ را به عنوان بخشی از طیف مرئی نور می بینیم. نور قرمز، یکی از سه رنگ اصلی نور، دارای طول موج تقریباً 650 نانومتر است. سبز (اصلی دوم) - تقریباً 510 نانومتر. و در نهایت، سومی آبی است - 475 نانومتر (یا بیشتر). نور مرئی از خورشید نوعی کوکتل است که این سه رنگ در آن مخلوط شده اند.
چرا آسمان آبی و چمن سبز است؟
در واقع، این دو سؤال است، نه یک سؤال. و بنابراین ما دو پاسخ متفاوت اما مرتبط خواهیم داد. ما آسمانی صاف را در نیمه‌روز آبی می‌بینیم، زیرا طول موج‌های کوتاه نور هنگام برخورد با مولکول‌های گاز در اتمسفر کارآمدتر از طول موج‌های بلند پراکنده می‌شوند. بنابراین آبی که در آسمان می بینیم نور آبی است که بارها توسط مولکول های اتمسفر پراکنده و منعکس شده است.
اما هنگام طلوع و غروب خورشید، آسمان می تواند رنگ مایل به قرمزی به خود بگیرد. بله، این اتفاق می افتد، باور کنید. این به این دلیل اتفاق می‌افتد که وقتی خورشید به افق نزدیک است، نور برای رسیدن به ما باید مسافت طولانی‌تری را از میان لایه‌ای بسیار متراکم‌تر (و غبارآلودتر) از جو طی کند تا زمانی که خورشید در اوج قرار دارد. همه امواج کوتاه جذب می شوند و ما باید به امواج بلند که مسئول قسمت قرمز طیف هستند بسنده کنیم.
اما در مورد چمن همه چیز کمی متفاوت است. سبز به نظر می رسد زیرا تمام طول موج ها را به جز سبز جذب می کند. می بینید که او رنگ سبز را دوست ندارد، بنابراین آنها را به چشمان ما منعکس می کند. به همین دلیل، هر جسمی رنگ خاص خود را دارد - ما آن قسمت از طیف نور را می بینیم که نمی تواند جذب کند. اجسام سیاه سیاه به نظر می رسند زیرا تمام طول موج ها را بدون انعکاس چیزی جذب می کنند، در حالی که اجسام سفید، برعکس، کل طیف مرئی نور را منعکس می کنند. این همچنین توضیح می دهد که چرا رنگ سیاه در خورشید بسیار بیشتر از رنگ سفید گرم می شود.
آسمان آبی است، علف سبز است، سگ دوست انسان است
و چه چیزی فراتر از ناحیه مرئی طیف وجود دارد؟
با کوتاه شدن امواج، رنگ از قرمز به آبی به بنفش تغییر می کند و در نهایت نور مرئی ناپدید می شود. اما خود نور ناپدید نشد - بلکه به منطقه ای از طیف به نام فرابنفش منتقل شد. اگرچه ما دیگر این بخش از طیف نور را درک نمی‌کنیم، اما این چیزی است که باعث می‌شود لامپ‌های فلورسنت، برخی از انواع ال‌ای‌دی‌ها و انواع چیزهای خنک در تاریکی بدرخشند. بعد اشعه ایکس و گاما میاد که بهتره اصلا باهاش برخورد نکنیم.
در انتهای دیگر طیف نور مرئی، جایی که قرمز به پایان می رسد، تابش مادون قرمز شروع می شود که گرمای بیشتری نسبت به نور دارد. خیلی خوب می تواند شما را سرخ کند. سپس تشعشعات مایکروویو (بسیار خطرناک برای تخم مرغ) و حتی فراتر از آن - چیزی که قبلا امواج رادیویی می نامیدیم می آید. طول آنها قبلاً بر حسب سانتی متر، متر و حتی کیلومتر اندازه گیری شده است.
و همه اینها چگونه به نور ربط دارد؟
خیلی مرتبط! از آنجایی که ما چیزهای زیادی در مورد طیف نور مرئی و نحوه درک ما از آن آموخته‌ایم، تولیدکنندگان تجهیزات روشنایی دائماً در تلاش هستند تا کیفیت را برای برآورده کردن نیازهای روزافزون ما بهبود بخشند. اینگونه بود که لامپ های "طیف کامل" ظاهر شدند که نور آنها تقریباً از نور طبیعی قابل تشخیص نیست. رنگ نور برای داشتن اعداد واقعی برای مقایسه و ترفندهای بازاریابی در دسترس است. لامپ های ویژه برای نیازهای مختلف شروع به تولید کردند: به عنوان مثال، لامپ برای رشد گیاهان داخلی، دادن اشعه ماوراء بنفش و نور بیشتر از ناحیه قرمز طیف برای رشد و گلدهی بهتر، یا "لامپ های حرارتی" از انواع مختلف، که در خانه مستقر می شوند. بخاری و توستر و کباب پز در «شاورما از آشوت».
