Чи всі кольори, які ми бачимо у спектрі видимого світла?

Кожен колір у веселці представляє власну довжину хвилі, яка включається в спектр видимого світла .

Спектр видимого світла - це дуже мала частина широкого спектру електромагнітних хвиль. Найдовша довжина хвилі видимого світла становить 700 нанометрів, надаючи йому червоного кольору, тоді як найкоротша - 400 нанометрів, створюючи враження фіолетового або фіолетового.

Поза діапазоном 400-700 нанометрів людське око не здатне його бачити; наприклад, інфрачервоні промені з довжиною хвилі від 700 нанометрів до 1 міліметра.

Веселки з’являються, коли біле світло сонця заломлюється краплями води, які вигинають різні види світла залежно від їх довжини хвилі. Сонячне світло, яке здається білим для наших очей, розбивається на інші кольори.

В наших очах є враження різних кольорів, таких як червоний, оранжевий, жовтий, зелений, синій, індиго та фіолетовий.

В наших очах є враження різних кольорів, таких як червоний, оранжевий, жовтий, зелений, синій, індиго та фіолетовий.

Це явище відоме як дисперсія світла, що полягає в розкладанні поліхроматичного світла (складеного з різних кольорів) на монохроматичні складові світла. Окрім веселок, це явище можна спостерігати також на призмах або гратах, які піддаються дії білого джерела світла. Ньютон використовував призму для розсіювання білого світла від сонця.

Кольори у веселці називаються спектральними кольорами, однотонними кольорами або чистими кольорами . Його називають спектральним, оскільки ці кольори з’являються в спектрі електромагнітних хвиль і представляють окремі довжини хвиль. Називається однотонним або чистим, оскільки ці кольори не є результатом поєднання інших кольорів.

Якщо є чисті кольори, чи є нечисті кольори?

Окрім спектральних чи чистих кольорів, люди можуть бачити й інші кольори, які, безумовно, не є спектральними чи нечистими. Ці кольори називаються неспектральними кольорами або змішаними кольорами, яких немає в спектрі електромагнітних хвиль.

Неспектральні кольори складаються з монохроматичних кольорів і не представляють конкретних довжин хвиль видимого світла. Незважаючи на те, що їх немає в спектрі, вони все одно створюють нашим очам певне кольорове враження, як і спектральні кольори. Неспектральний фіолетовий колір буде виглядати так само, як спектрально-фіолетовий колір, і будь-який інший колір.

Існує кілька неспектральних кольорів, яких немає у спектрі

Наприклад, коли нам здається, що ми бачимо жовтий на екрані монітора нашого смартфона , насправді в наші очі не потрапляє чисто жовтий колір з довжиною хвилі 570 нанометрів.

Читайте також: Недавні дослідження виявили, що забруднення повітря робить людей ще дурнішими

Екран випромінює зелений і червоний кольори, які засвічуються разом, утворюючи жовте враження в нашому мозку. Жовтий колір, який ми бачимо на електронних пристроях, не є однаковим із жовтим у спектрі видимого світла.

Якщо ми уважно подивимося на екран телевізійної панелі, ви побачите, що короткі рядки червоного, зеленого та синього кольорів розташовані неодноразово.

Коли монітор показує білий колір, ми побачимо три смуги кольорового світла однаково яскравими; навпаки, коли наше телевізор вимкнено, три кольори повністю світяться і створюють чорне враження. Коли нам здається, що ми бачимо жовтий, виявляється, що червоні та зелені лінії світяться яскравіше синіх смуг.

rgb_televisi

Чому слід використовувати червоний, зелений та синій?

Причина криється в будові світлових рецепторів на сітківці ока. В сітківці людини є два типи світлових рецепторів, а саме стрижневі клітини та колбочки.

Клітини конуса діють як рецептори в світлих умовах і чутливі до кольору, тоді як стрижневі клітини - як рецептори світла, коли речі тьмяні і реагують набагато повільніше, але більш чутливі до світла.

Кольорове бачення в наших очах є "відповідальністю" колбочок, що нараховує близько 4,5 мільйонів. Існує три типи конусів:

  1. Короткий (S), найбільш чутливий до світла з довжиною хвилі близько 420-440 нанометрів, ідентифікується із синім кольором.
  2. Середній (М), пік якого становить приблизно 534-545 нанометрів, ототожнюється із зеленим.
  3. Довжина (L), приблизно 564-580 нанометрів, ототожнюється з червоним.

Кожен тип клітин здатний реагувати на різноманітні довжини хвиль видимого світла, хоча він має більш високу чутливість до певних довжин хвиль.

Читайте також: Як дерева можуть рости великими та важкими?

Цей рівень чутливості також різний для кожної людини, тобто кожна людина відчуває кольори по-різному від інших.

Графічне зображення чутливості трьох типів клітин:

Що означає цей графік рівня чутливості? Припустимо, хвиля чистого жовтого світла з довжиною хвилі 570 нанометрів потрапляє в око і потрапляє в рецептори трьох типів клітин конуса.

Ми можемо дізнатись реакцію кожного типу комірок, прочитавши графік. При довжині хвилі 570 нанометрів клітини типу L демонструють максимальну реакцію, за якою йдуть клітини типу M, тоді як тип S дорівнює нулю. Тільки клітини типів L і M реагують на жовте світло 570 нм.

Знаючи реакцію кожного типу клітин конуса, ми можемо створити імітацію однотонного кольору. Що потрібно зробити, це стимулювати три типи клітин, щоб вони реагували так, ніби є чистий колір.

Щоб створити жовте враження, нам потрібне лише монохроматичне джерело світла зеленого та червоного кольору з інтенсивністю, яку можна побачити з графіку відповідності. Однак, будь ласка, також зауважте, що це порівняння не є дійсним або жорстким. Існує безліч кольорових стандартів, які використовуються для створення нових кольорів. Наприклад, якщо ми подивимося на кольоровий стандарт RGB, то у жовтому співвідношення червоно-зеленого та синього кольорів становить 255: 255: 0.

При правильному співвідношенні або залежно від стану очей людини, чисто однотонний колір неможливо відрізнити від змішаних кольорів.

Тоді, як ми знаємо, які кольори є чистими, а які змішаними? Це просто, нам просто потрібно спрямувати кольорові промені на призму, як в експерименті, проведеному Ньютоном із сонячним світлом. Чисті кольори відчувають лише вигини, тоді як неспектральні кольори відчувають дисперсію, яка відокремлює складові промені.


Ця публікація є поданням автора. Ви також можете самостійно написати, приєднавшись до спільноти Saintif


Джерела читання:

  • Вступ до теорії кольорів . Джон В. Шипман. //infohost.nmt.edu/tcc/help/pubs/colortheory/colortheory.pdf
  • Лекція 26: Колір і світло . Роберт Коллінз. //www.cse.psu.edu/~rtc12/CSE486/lecture26_6pp.pdf
  • Лекція 17: Колір . Метью Шварц. //users.physics.harvard.edu/~schwartz/15cFiles/Lecture17-Color.pdf