Odkryj dzięki nauce, co sprawia, że czarny kolor jest taki, jaki jest i jak naukowcy opracowują prawdziwą, czystą wersję czerni Dowiedz się, dlaczego czarny kolor pojawia się w taki sposób i jak naukowcy tworzą jego czystsze wersje. American Chemical Society (partner wydawniczy Britannica) Zobacz wszystkie filmy wideo dotyczące tego artykułu
Newton wykazał, że kolor jest cechą światła. Aby zrozumieć kolor, trzeba więc wiedzieć coś o świetle. Światło jako forma promieniowania elektromagnetycznego ma właściwości wspólne zarówno z falami, jak i cząsteczkami. Można to traktować jako strumień drobnych pakietów energii wypromieniowywanych z różnymi częstotliwościami w ruchu falowym. Każda wiązka światła ma przypisane określone wartości częstotliwości, długości fali i energii. Częstotliwość, która jest liczbą fal przechodzących przez ustalony punkt w przestrzeni w jednostce czasu, jest powszechnie wyrażana w hercach (1 Hz = 1 cykl na sekundę). Długość fali to odległość między odpowiednimi punktami dwóch kolejnych fal i często wyrażana jest w metrach — na przykład w nanometrach (1 nm = 10-9metr). Energię wiązki światła można porównać do energii małej cząstki poruszającej się z prędkością światła, z tą różnicą, że żadna cząstka mająca masę spoczynkową nie może poruszać się z taką prędkością. Imię foton , używany dla najmniejszej ilości światła o dowolnej długości fali, ma na celu: objąć ta dwoistość, obejmująca zarówno charakterystykę fali, jak i cząstek particle nieodłączny w mechanice falowej i mechanice kwantowej. Energia fotonu jest często wyrażana w jednostkach elektronowoltów (1 eV = 1,602 × 10−12erg ); jest wprost proporcjonalna do częstotliwości i odwrotnie proporcjonalna do długości fali.
Światło nie jest jedynym rodzajem promieniowania elektromagnetycznego — w rzeczywistości jest to tylko mały segment całego widma elektromagnetycznego — ale jest to forma, jaką oko może dostrzec. Długości fal światła wahają się od około 400 nm na fioletowym końcu widma do 700 nm na czerwonym końcu ( widzieć stół). (Granice widma widzialnego nie są wyraźnie określone, ale różnią się u poszczególnych osób; w przypadku światła o dużej intensywności istnieje pewna rozszerzona widoczność.) Przy krótszych długościach fal widmo elektromagnetyczne rozciąga się na obszar promieniowania ultrafioletowego i trwa przez promienie rentgenowskie , promienie gamma i kosmiczne . Tuż za czerwonym końcem widma jest dłuższa fala promieniowanie podczerwone promienie (które można odczuć jako ciepło), mikrofale i fale radiowe. Promieniowanie o pojedynczej częstotliwości nazywane jest monochromatycznym. Kiedy ta częstotliwość mieści się w zakresie widzialnego widma, wytworzona percepcja koloru ma nasycony odcień.
| kolor* | długość fali (nm) | częstotliwość (1014Hz) | energia (eV) |
|---|---|---|---|
| *Tylko typowe wartości. | |||
| czerwony (limit) | 700 | 4.29 | 1,77 |
| netto | 650 | 4,62 | 1,91 |
| Pomarańczowy | 600 | 5,00 | 2,06 |
| żółty | 580 | 5.16 | 2.14 |
| Zielony | 550 | 5.45 | 2,25 |
| cyjan | 500 | 5,99 | 2,48 |
| niebieski | 450 | 6,66 | 2,75 |
| fioletowy (limit) | 400 | 7,50 | 3.10 |
Kolory widma nazywane są kolorami chromatycznymi; są też kolory niechromatyczne, takie jak brązy, magenta i róże. Termin kolory achromatyczne jest czasami stosowany do sekwencji czarno-szaro-białej. Według niektórych szacunków oko może rozróżnić około 10 milionów kolorów, z których wszystkie pochodzą z dwóch rodzajów mieszaniny światła: addytywnej i subtraktywnej. Jak sugerują nazwy, mieszanina addytywna polega na dodawaniu składowych spektralnych, a mieszanina subtrakcyjna dotyczy odejmowania lub wchłanianie części widma.
jakie dwa zbiorniki wodne łączy kanał panamski?
Mieszanie addytywne następuje, gdy wiązki światła są łączone. Koło kolorów, po raz pierwszy opracowane przez Newtona, jest nadal szeroko stosowane do celów projektowania kolorów i jest również przydatne, gdy bierze się pod uwagę jakościowe zachowanie mieszania wiązek światła. Koło kolorów Newtona łączy kolory widmowe czerwone, Pomarańczowy , żółty, zielony, cyjan, indygo i niebiesko-fioletowy z niespektralnym kolorem magenta (mieszanina wiązek światła niebiesko-fioletowego i czerwonego), jak pokazano na. Biel znajduje się w centrum i jest wytwarzana przez mieszanie wiązek światła o w przybliżeniu równym natężeniu kolorów dopełniających (kolory, które są diametralnie przeciwstawne na kole kolorów), takich jak żółty i niebiesko-fioletowy, zielony i magenta lub cyjan i czerwony. Kolory pośrednie można uzyskać przez mieszanie wiązek światła, więc mieszanie czerwonego i żółtego daje kolor pomarańczowy, czerwony i niebiesko-fioletowy daje magenta i tak dalej.
Jedna forma koła kolorów Newtona. Encyklopedia Britannica, Inc.
Trzy podstawowe kolory dodatków to czerwony, zielony i niebieski; oznacza to, że przez addytywne mieszanie kolorów czerwonego, zielonego i niebieskiego w różnych ilościach można uzyskać prawie wszystkie inne kolory, a gdy trzy kolory podstawowe są dodawane w równych ilościach, powstaje kolor biały.
Mieszanie addytywne można zademonstrować fizycznie za pomocą trzech rzutników slajdów wyposażonych w filtry, tak że jeden projektor rzuca wiązkę nasyconego czerwonego światła na biały ekran, inny wiązkę nasyconego niebieskiego światła, a trzeci wiązkę nasyconego zielonego światła. Mieszanie addytywne występuje, gdy wiązki nakładają się (a tym samym są dodawane do siebie), jak pokazano na in. Tam, gdzie nachodzą na siebie czerwone i zielone wiązki, powstaje żółty. W przypadku dodania większej ilości światła czerwonego lub zmniejszenia intensywności światła zielonego, mieszanina światła staje się pomarańczowa. Podobnie, jeśli jest więcej zielonego światła niż czerwonego, powstaje żółto-zielony.
(Po lewej) Mieszanie addytywne koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego. (Po prawej) Subtraktywne mieszanie magenta, żółtego i cyjanowego. Encyklopedia Britannica, Inc.
Subtraktywne mieszanie kolorów obejmuje absorpcję i selektywną transmisję lub odbicie światła. Występuje, gdy barwniki (takie jak pigmenty lub barwniki ) są mieszane lub gdy kilka kolorowych filtrów jest umieszczanych w pojedynczym strumieniu białego światła. Na przykład, jeśli projektor jest wyposażony w filtr głębokiej czerwieni, filtr będzie przepuszczał czerwone światło i pochłaniał inne kolory. Jeśli projektor jest wyposażony w silny zielony filtr, czerwone światło będzie pochłaniane, a tylko zielone przepuszczane. Jeśli zatem projektor jest wyposażony zarówno w filtry czerwony, jak i zielony, wszystkie kolory zostaną pochłonięte, a światło nie będzie przepuszczane, co da czerń. Podobnie żółty pigment absorbuje światło niebieskie i fioletowe, jednocześnie odbijając światło żółte, zielone i czerwone (zieleń i czerwień łączą się, dając więcej żółtego). Niebieski pigment pochłania przede wszystkim światło żółte, pomarańczowe i czerwone. Jeśli zmieszane zostaną żółte i niebieskie pigmenty, powstanie zielony, ponieważ jest to jedyny składnik widmowy, który nie jest silnie absorbowany przez żaden z pigmentów.
Ponieważ procesy addytywne mają największą gamę, gdy kolory podstawowe są czerwone, zielone i niebieskie, rozsądne jest oczekiwanie, że największa gama procesów subtraktywnych zostanie osiągnięta, gdy kolory podstawowe są odpowiednio: czerwone, zielone i niebieskie. -absorbujący. Kolor obrazu, który pochłania światło czerwone, jednocześnie przepuszczając wszystkie inne promieniowanie, jest niebiesko-zielony, często nazywany cyjanem. Obraz, który pochłania tylko światło zielone, przepuszcza zarówno światło niebieskie, jak i czerwone, a jego kolor jest purpurowy. Obraz absorbujący kolor niebieski przepuszcza tylko światło zielone i czerwone, a jego kolor jest żółty. W związku z tym subtraktywne kolory podstawowe to cyjan, magenta i żółty ( widzieć ).
Żadne koncepcje w dziedzinie koloru nie były tradycyjnie bardziej mylone niż te właśnie omówione. To zamieszanie można przypisać dwóm rozpowszechnionym błędnym nazwom: subtraktywny pierwotny cyjan, który jest właściwie niebiesko-zielony, jest powszechnie nazywany niebieskim; a subtraktywna pierwotna magenta jest powszechnie nazywana czerwoną. W tych terminach, subtraktywne barwy podstawowe stają się czerwone, żółte i niebieskie; a ci, których doświadczenie ogranicza się w większości do mieszanin subtraktywnych, mają dobry powód do zastanawiania się, dlaczego fizyk nalega na traktowanie czerwonego, zielonego i niebieskiego jako kolorów podstawowych. Niejasność jest natychmiast rozwiązana, gdy zdamy sobie sprawę, że czerwony, zielony i niebieski są wybierane jako addytywne barwy podstawowe, ponieważ zapewniają największą gamę kolorów w mieszaninach. Z tego samego powodu subtraktywne barwy podstawowe są, odpowiednio, absorbujące kolor czerwony (cyan), absorbujący zieleń (magenta) i absorbujący kolor niebieski (żółty).
