1. Фізика кольору

Придбати книгу
"" srcset
http://media.web.britannica.com/eb-media/10/7710-050-36C066AC.jpg

У 1676 році сер Ісаак Ньютон за допомогою тригранної призми розклав біле сонячне світло на колірний спектр. Подібний спектр містив всі кольори за винятком пурпурного. Ньютон ставив свій досвід наступним чином: сонячне світло пропускався через вузьку щілину і падав на призму. У призмі промінь білого кольору розшаровувався на окремі спектральні кольори. Розкладений таким чином він прямував потім на екран, де виникало зображення спектра. Безперервна кольорова стрічка починалася з червоного кольору і через помаранчевий, жовтий, зелений, синій закінчувалася фіолетовим. Якщо це зображення потім пропускають через збираючу лінзу, то з’єднання всіх кольорів знову давало білий колір. Ці кольори виходять із сонячного променя за допомогою заломлення. Існують і інші фізичні шляхи утворення кольору, наприклад, пов’язані з процесами інтерференції, дифракції, поляризації і флуоресценції.

Якщо ми розділимо спектр на дві частини, наприклад – на червоно-оранжево-жовту і зелено-синьо-фіолетову, і зберемо кожну з цих груп спеціальною лінзою, то в результаті отримаємо два змішаних кольори, суміш яких у свою чергу також дасть нам білий колір. Два кольори, об’єднання яких дає білий колір, називаються додатковими кольорами. Якщо ми видалимо з спектра один колір, наприклад, зелений, і за допомогою лінзи зберемо залишки кольорів – червоний, оранжевий, жовтий, синій і фіолетовий, – то отриманий нами змішаний колір виявиться червоним, тобто кольором додатковим відносно до видаленого нами зеленого. Якщо ми видалимо жовтий колір, – то ті кольори, що залишилися – червоний, оранжевий, зелений, синій і фіолетовий – дадуть нам фіолетовий колір, тобто колір, додатковий до жовтого. Кожен колір є додатковим відносно суміші всіх інших кольорів спектру. У змішаному кольорі ми не можемо побачити окремі його складові. У цьому відношенні очі відрізняються від музичного вуха, яке може виділити будь-який з звуків акорду. Різні кольори створюються світловими хвилями, які являють собою певний рід електромагнітної енергії.

Людське око може сприймати світло лише при довжині хвиль від 400 до 700 мілімікронів:

1 мікрон або 1 μ = 1/1000 мм = 1/1 000000 м. 1 мілімікрон або 1 мμ = 1/1 000000 мм.

Довжина хвиль, відповідно до окремих кольорів спектру, і відповідні частоти (число коливань в секунду) для кожного призматичного кольору мають такі характеристики:

Колір – Довжина хвилі в мμ (Частота коливань в секунду)

Червоний – 800 … 650 (400 … 470 млрд.)
Помаранчевий – 640 … 590 (470 … 520 млрд.)
Жовтий – 580 … 550 (520 … 590 млрд.)
Зелений – 530 … 490 (590 … 650 млрд.)
Блакитний – 480 … 460 (650 … 700 млрд.)
Синій – 450 … 440 (700 … 760 млрд.)
Фіолетовий – 430 … 390 (760 … 800 млрд.)

 

Відношення частот червоного і фіолетового кольору приблизно дорівнює 1: 2, тобто таке ж як в музичній октаві.

Кожен колір спектру характеризується своєю довжиною хвилі, тобто він може бути абсолютно точно заданий довжиною хвилі або частотою коливань. Світлові хвилі самі по собі не мають кольору. Колір виникає лише при сприйнятті цих хвиль людським оком і мозком. Яким чином він розпізнає ці хвилі дотепер ще повністю не відомо. Ми тільки знаємо, що різні кольори виникають в результаті кількісних відмінностей світлочутливості.

Залишається дослідити важливе питання про корпусний колір предметів. Якщо ми, наприклад, поставимо фільтр, що пропускає червоний колір, і фільтр, що пропускає зелений, перед дугового лампою, то обидва фільтра разом дадуть чорний колір або темряву. Червоний колір поглинає всі промені спектру, крім променів у тому інтервалі, який відповідає червоному кольору, а зелений фільтр затримує всі кольори, крім зеленого. таким чином, не пропускається жоден промінь, і ми отримуємо темряву. Поглинені в фізичному експерименті кольори також називаються кольорами, що віднімаються.

Колір предметів виникає, головним чином, в процесі поглинання хвиль. Червона посудина виглядає червоною тому, що вона поглинає всі інші кольори світлового променя і відображає тільки червоний. Коли ми говоримо: «ця чашка червона», то ми насправді маємо на увазі, що молекулярний склад поверхні чашки такий, що він поглинає всі світлові промені, крім червоних. Чашка сама по собі не має ніякого кольору, колір створюється при її висвітленні. Якщо червоний папір (поверхня, що поглинає всі промені крім червоного) висвітлюється зеленим світлом, то папір здасться нам чорним, бо зелений колір не містить променів, що відповідають червоному кольору, які могли бути відображені нашим папером. Всі мальовничі фарби є пігментними або речовими. Це вбираючі (поглинаючі) фарби, і при їх змішуванні слід керуватися правилами віднімання. Коли додаткові фарби або комбінації, що містять три основних кольори – жовтий, червоний і синій – змішуються в певній пропорції, то результатом буде чорний, в той час як аналогічна суміш нематеріальних кольорів, отриманих в ньютонівському експерименті з призмою дає в результаті білий колір, оскільки тут об’єднання кольорів базується на принципі додавання, а не віднімання.