Разкрийте чрез науката какво прави черния цвят такъв, какъвто е, и как изследователите разработват истинската чиста версия на черното Научете защо черният цвят се появява така, както изглежда и как изследователите създават по-чисти версии на него. Американско химическо общество (издателски партньор на Британика) Вижте всички видеоклипове за тази статия
Нютон демонстрира, че цветът е качество на светлината. Следователно, за да разберем цвета, е необходимо да знаем нещо за светлината. Като форма на електромагнитно излъчване светлината има общи свойства както с вълните, така и с частиците. Може да се разглежда като поток от малки енергийни пакети, излъчвани с различни честоти при вълново движение. Всеки даден лъч светлина има специфични стойности на честота, дължина на вълната и енергия, свързани с него. Честотата, която е броят на вълните, преминаващи неподвижна точка в пространството за единица време, обикновено се изразява в единици херци (1 Hz = 1 цикъл в секунда). Дължината на вълната е разстоянието между съответните точки на две последователни вълни и често се изразява в мерни единици - например нанометри (1 nm = 10-9метър). Енергията на светлинен лъч може да се сравни с тази, притежавана от малка частица, движеща се със скоростта на светлината, с изключение на това, че никоя частица с маса в покой не може да се движи с такава скорост. Името фотон , използван за най-малкото количество светлина от дадена дължина на вълната, е предназначен да обхващат тази двойственост, включваща както характеристиките на вълната, така и на частиците присъщ по вълнова механика и квантова механика. Енергията на фотона често се изразява в единици електронволта (1 eV = 1.602 × 10-12ерг); тя е пряко пропорционална на честотата и обратно пропорционална на дължината на вълната.
Светлината не е единственият вид електромагнитно излъчване - всъщност това е само малък сегмент от общия електромагнитен спектър - но тя е тази, която окото може да възприеме. Дължините на вълните на светлината варират от около 400 nm във виолетовия край на спектъра до 700 nm в червения край ( вижте таблица). (Границите на видимия спектър не са ясно определени, но варират при отделните индивиди; има известна разширена видимост за светлина с висока интензивност.) При по-къси дължини на вълната електромагнитен спектър се простира до областта на ултравиолетовото лъчение и продължава през Рентгенови лъчи , гама лъчи и космически лъчи. Точно отвъд червения край на спектъра са по-дългите вълни инфрачервено лъчение лъчи (които могат да се усетят като топлина), микровълни и радиовълни. Излъчването на една честота се нарича едноцветно. Когато тази честота попадне в диапазона на видимия спектър, цветовото възприятие се получава с наситен нюанс.
| цвят * | дължина на вълната (nm) | честота (1014.Hz) | енергия (eV) |
|---|---|---|---|
| * Само типични стойности. | |||
| червено (ограничение) | 700 | 4.29 | 1.77 |
| нето | 650 | 4.62 | 1.91 |
| оранжево | 600 | 5.00 | 2.06 |
| жълт | 580 | 5.16 | 2.14 |
| зелено | 550 | 5.45 | 2.25 |
| циан | 500 | 5.99 | 2.48 |
| син | 450 | 6.66 | 2.75 |
| лилаво (граница) | 400 | 7.50 | 3.10 |
Цветовете от спектъра се наричат хроматични цветове; има и нехроматични цветове като кафяво, пурпурно и розово. Срокът ахроматични цветове понякога се прилага към черно-сиво-бялата последователност. Според някои оценки окото може да различи около 10 милиона цвята, като всички те произлизат от два вида леки смеси: адитивни и субтрактивни. Както подсказват имената, добавената смес включва добавяне на спектрални компоненти, а изваждащата смес се отнася до изваждането или усвояване на части от спектъра.
демократичната републиканска партия е основана на
Смесването на добавки се случва, когато се комбинират лъчи светлина. Цветният кръг, създаден за пръв път от Нютон, все още се използва широко за целите на цветния дизайн и е полезен и когато се разглежда качественото поведение на смесването на светлинните лъчи. Цветният кръг на Нютон съчетава спектралните цветове червено, оранжево , жълто, зелено, циан, индиго и синьо-виолетово с неспектралния цвят магента (смес от синьо-виолетови и червени светлинни лъчи), както е показано в. Бялото е в центъра и се получава чрез смесване на светлинни лъчи с приблизително еднакви интензитети на допълващи се цветове (цветове, които са диаметрално противоположни на цветния кръг), като жълто и синьо-виолетово, зелено и пурпурно, или циан и червено. Междинните цветове могат да се получат чрез смесване на светлинни лъчи, така че смесването на червено и жълто дава оранжево, червено и синьо-виолетово дава магента и т.н.
Една форма на цветния кръг на Нютон. Енциклопедия Британика, Inc.
Трите основни цвята на добавките са червен, зелен и син; това означава, че чрез допълнително смесване на цветовете червено, зелено и синьо в различни количества могат да се получат почти всички други цветове и, когато трите първични елемента се съберат в равни количества, се получава бяло.
Смесването на добавки може да бъде демонстрирано физически чрез използване на три слайд проектора, снабдени с филтри, така че един проектор да осветява лъч наситена червена светлина върху бял екран, друг лъч наситена синя светлина, а третият лъч наситена зелена светлина. Смесването на добавки се случва там, където гредите се припокриват (и по този начин се добавят заедно), както е показано в. Когато червените и зелените лъчи се припокриват, се получава жълто. Ако се добави повече червена светлина или ако интензивността на зелената светлина се намали, светлинната смес става оранжева. По същия начин, ако има повече зелена светлина от червена, се получава жълто-зелено.
(Вляво) Добавеното смесване на червено, зелено и синьо. (Вдясно) Изваждащото смесване на магента, жълто и циан. Енциклопедия Британика, Inc.
Субтрактивното смесване на цветовете включва поглъщане и селективно предаване или отражение на светлината. Това се случва, когато оцветители (като пигменти или багрила ) се смесват или когато в един лъч бяла светлина се поставят няколко цветни филтъра. Например, ако проекторът е снабден с тъмночервен филтър, филтърът ще пропуска червена светлина и ще абсорбира други цветове. Ако проекторът е снабден със силен зелен филтър, червената светлина ще бъде погълната и ще се излъчва само зелена светлина. Следователно, ако проекторът е снабден както с червен, така и със зелен филтър, всички цветове ще бъдат погълнати и няма пропускане на светлина, което води до черно. По същия начин, жълтият пигмент абсорбира синя и виолетова светлина, докато отразява жълта, зелена и червена светлина (зеленото и червеното допълнително се комбинират, за да произведат повече жълто). Синият пигмент абсорбира предимно жълта, оранжева и червена светлина. Ако жълтите и сините пигменти се смесят, ще се получи зелено, тъй като това е единственият спектрален компонент, който не се абсорбира силно нито от единия, нито от другия пигмент.
Тъй като адитивните процеси имат най-голяма гама, когато първичните са червени, зелени и сини, разумно е да се очаква, че най-голямата гама в субтрактивните процеси ще бъде постигната, когато първичните са съответно абсорбиращи червено, абсорбиращи зелено и синьо -поглъщащ. Цветът на изображението, което поглъща червената светлина, докато предава всички други лъчения, е синьо-зелено, често наричано циан. Изображение, което абсорбира само зелена светлина, пропуска както синя светлина, така и червена светлина, а цветът му е пурпурен. Поглъщащото синьото изображение пропуска само зелена и червена светлина, а цветът му е жълт. Следователно изваждащите първични са циан, магента и жълто ( вижте ).
Традиционно никоя концепция в областта на цветовете не е по-объркана от току-що обсъжданите. Това объркване може да бъде проследено до две преобладаващи погрешни имена: изваждащият първичен циан, който е правилно синьо-зелен, обикновено се нарича син; а изваждащата първична магента обикновено се нарича червена. С тези термини изваждащите първични стават червени, жълти и сини; и онези, чийто опит се ограничава в по-голямата си част до субтрактивни смеси, имат основание да се чудят защо физикът настоява да разглежда червеното, зеленото и синьото като основни цветове. Объркването веднага се разрешава, когато се осъзнае, че червеното, зеленото и синьото са избрани като добавки, тъй като те осигуряват най-голямата цветова гама в смесите. По същата причина изваждащите първични са съответно абсорбиращи червено (циан), абсорбиращи зелено (магента) и абсорбиращи синьо (жълто).
