Mokslo metu atskleiskite, kas daro juodą spalvą tokią, kokia ji yra, ir kaip tyrėjai kuria tikrą gryną juodos spalvos versiją. Sužinokite, kodėl juoda spalva atrodo tokia, kokia ji yra, ir kaip tyrėjai kuria grynesnes jos versijas. Amerikos chemijos draugija („Britannica“ leidybos partnerė) Peržiūrėkite visus šio straipsnio vaizdo įrašus
Niutonas pademonstravo, kad spalva yra šviesos kokybė. Todėl norint suprasti spalvą, būtina ką nors žinoti apie šviesą. Šviesa, kaip elektromagnetinės spinduliuotės forma, turi savybių, panašių į bangas ir daleles. Tai galima įsivaizduoti kaip minutės energijos paketų srautą, kuris bangų judesyje spinduliuoja įvairiais dažniais. Bet kuris šviesos spindulys turi specifines dažnio, bangos ilgio ir energijos vertes. Dažnis, kuris yra bangų, praeinančių fiksuotą erdvės tašką per laiko vienetą, skaičius, paprastai išreiškiamas hercų vienetais (1 Hz = 1 ciklas per sekundę). Bangos ilgis yra atstumas tarp dviejų iš eilės einančių bangų atitinkamų taškų ir dažnai išreiškiamas metrų vienetais, pavyzdžiui, nanometrais (1 nm = 10−9metras). Šviesos pluošto energiją galima palyginti su mažos dalelės, judančios šviesos greičiu, energija, išskyrus tai, kad nė viena dalelė, turinti ramybės masę, negalėjo judėti tokiu greičiu. Pavadinimas fotonas , naudojamas mažiausiam bet kokio bangos ilgio šviesos kiekiui, yra skirtas apimti šis dvilypumas, įskaitant bangų ir dalelių savybes būdingas bangų mechanikoje ir kvantinėje mechanikoje. Fotono energija dažnai išreiškiama elektronų voltų vienetais (1 eV = 1,602 × 10−12erg); jis yra tiesiogiai proporcingas dažniui ir atvirkščiai proporcingas bangos ilgiui.
Šviesa nėra vienintelė elektromagnetinės spinduliuotės rūšis - iš tikrųjų tai tik nedidelis viso elektromagnetinio spektro segmentas, tačiau tai yra vienintelė forma, kurią gali suvokti akis. Šviesos bangos ilgiai svyruoja nuo maždaug 400 nm violetiniame spektro gale iki 700 nm raudoname gale ( matyti lentelė). (Matomo spektro ribos nėra griežtai apibrėžtos, tačiau skiriasi asmenims; yra labai išplėstas didelio intensyvumo šviesos matomumas.) Esant trumpesniems bangos ilgiams, elektromagnetinis spektras tęsiasi iki ultravioletinių spindulių srities ir tęsiasi per Rentgeno spinduliai , gama ir kosminiai spinduliai. Tik už raudonojo spektro galo yra ilgesnė banga infraraudonoji spinduliuotė spinduliai (kuriuos galima jausti kaip šilumą), mikrobangų krosnelės ir radijo bangos. Vieno dažnio spinduliavimas vadinamas monochromatiniu. Kai šis dažnis patenka į matomo spektro sritį, sukuriamas prisotinto atspalvio spalvų suvokimas.
| spalva * | bangos ilgis (nm) | dažnis (1014Hz) | energija (eV) |
|---|---|---|---|
| * Tik tipinės vertės. | |||
| raudona (riba) | 700 | 4.29 | 1.77 |
| neto | 650 | 4.62 | 1.91 |
| oranžinė | 600 | 5.00 | 2.06 |
| geltona | 580 | 5.16 | 2.14 |
| žalias | 550 | 5.45 | 2.25 |
| žydra | 500 | 5.99 | 2.48 |
| mėlyna | 450 | 6.66 | 2.75 |
| violetinė (riba) | 400 | 7.50 | 3.10 |
Spektro spalvos vadinamos chromatinėmis spalvomis; taip pat yra nekromatinių spalvų, tokių kaip rudos, rausvos ir rausvos spalvos. Terminas achromatinės spalvos kartais taikoma juodai pilkai-baltai sekai. Remiantis kai kuriais vertinimais, akis gali atskirti maždaug 10 milijonų spalvų, kurios visos atsiranda iš dviejų rūšių šviesos mišinio: adityviosios ir subtraktinės. Kaip rodo pavadinimai, priedų mišinys apima spektrinių komponentų pridėjimą, o atimamasis mišinys susijęs su atimimu arba absorbcija spektro dalių.
kurios elektromagnetinės spinduliuotės bangos ilgis yra didžiausias
Priedų maišymas įvyksta sujungus šviesos pluoštus. Spalvų apskritimas, kurį pirmą kartą sugalvojo Niutonas, vis dar plačiai naudojamas spalvų dizainui ir yra naudingas, kai atsižvelgiama į kokybinį šviesos pluoštų maišymo elgesį. Niutono spalvų apskritime derinamos raudonos, oranžinė geltona, žalia, žalsvai mėlyna, indigo ir mėlyna-violetinė su nespektrine purpurine spalva (mėlynos-violetinės ir raudonos šviesos spindulių mišiniu), kaip parodyta. Balta yra centre ir gaunama maišant maždaug vienodo intensyvumo papildomų spalvų (spalvų, kurios yra visiškai priešingos spalvų apskritime), pavyzdžiui, geltonos ir mėlynos-violetinės, žalios ir purpurinės, arba žalsvai mėlynos ir raudonos, šviesos. Tarpines spalvas galima gaminti maišant šviesos pluoštus, todėl sumaišius raudoną ir geltoną spalvą gaunama oranžinė, raudona ir mėlyna-violetinė - rausvai raudona spalva ir pan.
Viena Niutono spalvų apskritimo forma. „Encyclopædia Britannica, Inc.“
Trys pagrindinės priedų spalvos yra raudona, žalia ir mėlyna; tai reiškia, kad papildomai maišant raudonos, žalios ir mėlynos spalvos skirtingais kiekiais, galima išgauti beveik visas kitas spalvas, o sudėjus tris pagrindinius vienodais kiekiais, gaunama balta spalva.
Priedų maišymą galima fiziškai parodyti naudojant tris skaidrių projektorius su įmontuotais filtrais, kad vienas projektorius ant baltojo ekrano apšviestų sočios raudonos šviesos spindulį, kitas - prisotintą mėlyną, o trečias - sočios žalios šviesos spindulį. Priedų maišymas įvyksta ten, kur sijos sutampa (ir kartu sujungiamos), kaip parodyta. Ten, kur sutampa raudonos ir žalios sijos, susidaro geltona spalva. Jei pridedama daugiau raudonos šviesos arba sumažėja žalios šviesos intensyvumas, šviesos mišinys tampa oranžinis. Panašiai, jei žalios šviesos yra daugiau nei raudonos, atsiranda geltona-žalia.
(Kairėje) Priedo raudonos, žalios ir mėlynos spalvos maišymas. (Dešinėje) Rausvai raudonos, geltonos ir žalsvos spalvos sumaišomasis mišinys. „Encyclopædia Britannica, Inc.“
Subtraktyvus spalvų maišymas apima šviesos absorbciją ir selektyvų perdavimą arba atspindėjimą. Jis atsiranda, kai dažikliai (pvz., Pigmentai ar dažikliai ) yra sumaišyti arba kai į vieną baltos šviesos pluoštą įterpiami keli spalvoti filtrai. Pavyzdžiui, jei projektoriuje yra giliai raudonas filtras, filtras praleis raudoną šviesą ir sugers kitas spalvas. Jei projektoriuje yra stiprus žalias filtras, raudona šviesa sugers ir skleis tik žalia šviesa. Todėl, jei projektoriuje yra tiek raudonos, tiek žalios spalvos filtrai, visos spalvos sugers ir nepraleis šviesos, todėl atsiras juoda spalva. Panašiai geltonas pigmentas sugeria mėlyną ir violetinę šviesą, tuo pačiu atspindėdamas geltoną, žalią ir raudoną šviesą (žalia ir raudona spalvos kartu derinamos, kad gautųsi daugiau geltonos spalvos). Mėlynas pigmentas sugeria daugiausia geltoną, oranžinę ir raudoną šviesą. Jei geltoni ir mėlyni pigmentai bus sumaišyti, susidarys žalia spalva, nes tai yra vienintelis spektrinis komponentas, kurio nė vienas pigmentas nėra stipriai absorbuojamas.
Kadangi adityviniai procesai turi didžiausią spektrą, kai pradmenys yra raudoni, žali ir mėlyni, yra tikslinga tikėtis, kad didžiausią gamą subtraktyviuose procesuose bus pasiekta, kai pradmenys bus atitinkamai raudoną sugeriantys, žalą sugeriantys ir mėlyni absorbuojantis. Vaizdo, sugeriančio raudoną šviesą, perduodant visus kitus spindulius, spalva yra mėlynai žalia, dažnai vadinama žalsvai mėlyna. Vaizdas, sugeriantis tik žalią šviesą, praleidžia ir mėlyną, ir raudoną šviesą, o jo spalva yra purpurinė. Mėlynai sugeriantis vaizdas praleidžia tik žalią ir raudoną šviesą, o jo spalva yra geltona. Taigi, atimties pradmenys yra žalsvai mėlyna, rausvai raudona ir geltona ( matyti ).
Nė viena spalvų srities sąvoka tradiciškai nebuvo labiau supainiota, nei ką tik aptarta. Ši painiava gali būti siejama su dviem paplitusiais klaidingais pavadinimais: subtraktyvus pirminis žalsvai mėlynasis, kuris yra tinkamai mėlynai žalias, paprastai vadinamas mėlynu; o atimamasis pirminis rausvai raudonas paprastai vadinamas raudonu. Šiomis sąvokomis atimties pradmenys tampa raudoni, geltoni ir mėlyni; Tie, kurių patirtis dažniausiai apsiriboja subtraktyviais mišiniais, turi gerą pagrindą susimąstyti, kodėl fizikas reikalauja raudonos, žalios ir mėlynos spalvos laikyti pagrindinėmis spalvomis. Painiava iš karto išspręsta, kai suprantama, kad raudona, žalia ir mėlyna yra pasirinktos kaip priedų pagrindai, nes jos suteikia didžiausią spalvų gamą mišiniuose. Dėl tos pačios priežasties atimantieji pirminiai elementai yra atitinkamai raudoną sugeriančią (žalsvai mėlyną), žalią sugeriančią (rausvai raudoną) ir mėlyną (geltoną).
