38877

Природа света и цвета

Лекция

Физика

Согласно научному определению, «свет – это электромагнитное излучение» или энергия, которая распространяется в пространстве с одинаковой скоростью под действием природного или искусственного источника света (солнца, лампы накаливания и др.). Эта энергия рассматривается в физике как электромагнитные волны, которые отличаются по своей длине.

Русский

2014-03-31

5.75 MB

8 чел.

Природа света и цвета

Отношение света к цвету

Согласно научному определению, «свет – это электромагнитное излучение» или энергия, которая распространяется в пространстве с одинаковой скоростью под действием природного или искусственного источника света (солнца, лампы накаливания и др.). Эта энергия рассматривается в физике как электромагнитные волны, которые отличаются по своей длине. В зависимости от длины волны световое излучение делится на:

  •  видимое глазом человека (цветовой спектр) от 390 до 800 нанометров или миллимикрон (1нм - 10-9  м, т.е. миллиардная доля метра);
  •  невидимое (недоступное) для восприятия человека):

а) ультрафиолетовое излучение (до 390 нм);

б) инфракрасное излучение (более 780 нм).

в) неатмосферное излучение.

Через земную атмосферу проникают видимые и невидимые излучения света. Лучи, не проходящие через атмосферу, опасны для биологических объектов (в том числе и для человека) и поэтому их отсутствие создает возможность жизни на Земле. Видимую часть спектра составляет небольшой интервал цветов спектра, образованный белым светом солнца. Максимум солнечной энергии падает на область спектра от 480 до 650 нм (от теплого зеленого до красного). У более коротких и очень длинных волн света энергичность цвета резко падает. Ультрафиолетовый интервал от 390нм и менее характеризует излучение, разрушающее химические вещества и убивающие живые клетки, однако глаз частично воспринимает его из-за поглощения этих лучей хрусталиком подобно светофильтру. Инфракрасный интервал свыше 780нм не воспринимается глазом благодаря ограниченной температуре тела человека. Вообще участки света, выходящие за пределы спектра воспринимаются человеком уже не с помощью глаза, а благодаря другим органам чувств, либо вообще не воспринимаются.

Только белый свет позволяет четко распознавать цвет и форму. Однако сам он не видим глазу или слепит зрение при избытке света, тормозя процесс восприятия. Он видим только в том случае, если попадет на какой-нибудь предмет и в результате чего отражается от него. В зависимости от молекулярной структуры и пигментации предметов лучи смешиваются при испускании и распространении света, поглощаются (проникают) или отражаются от поверхности предметов. На цветовое восприятие световых лучей также влияет вид и тип поверхности предметов, от которых они отражаются:

  •  блестящие, гладкие поверхности имеют яркий отраженный свет, подобно испускаемому источнику (например, блики на глянцевых предметах);
  •  матовые и шероховатые поверхности минимально отражают падающий свет и задерживают его потоки.

Тон поверхности предмета влияет на систему отражения, преломления и поглощения света:

  •  темные – поглощают световые лучи (ощущение тяжелого, глубокого цвета);
  •  светлые - отражают световые потоки и усиливают яркость цвета (ощущение легких, пастельных нежных цветов).

Световые волны сами по себе не имеют цвета. Цвет возникает только при восприятии волн человеческим глазом при дальнейшей их переработке мозгом. Одновременное восприятие всех световых волн (спектрального пучка цветов) позволяет глазу человека ощущать белый дневной свет, а восприятие какой-либо одной волны (части спектра) вызывает хроматическое ощущение и только одного цвета. Итак, поскольку световые волны не однородны, то они образуют спектральное разнообразие цветов. Длина волн, определяющая цвета спектра, соответствует частоте колебаний в секунду (см. таблицу).

Цвет

Длина волны

(в нм)

Частота колебаний

в секунду

Красный

800-650

400-470 млрд.

Оранжевый

640-590

470-520 млрд.

Желтый

580-550

520-590 млрд.

Зеленый

530-490

590-650 млрд.

Голубой

480-460

650-700 млрд.

Синий

450-440

700-760 млрд.

Фиолетовый

430-390

760-800 млрд.

Таблица

В разное время года и время суток сочетание излучений света разнообразно, так в жаркую погоду максимум инфракрасных лучей, а в пасмурную – ультрафиолетовых. При искусственном освещении – иная пропорция этих составляющих, так в лампах накаливания доля инфракрасных лучей больше, чем ультрафиолетовых (см. схему).

Закономерности восприятия и ощущения цвета

Поскольку на длину световой волны (восприятие того или иного цвета) влияет сила источника света и условия освещения, то можно выделить следующие закономерности восприятия цвета при изменении освещения:

  •  при дневном освещении воспринимаются все цвета спектра с преобладанием холодных тонов.
  •  при вечернем освещении и в сумерках красный, зеленый, синий сохраняют свой тон, а оранжевый стремится к красному, желтый – к зеленому, голубой и фиолетовый - к синему. Усиление холодных оттенков заметно в вечернее время и нейтрализация теплых (подобное цветовосприятие при изменении предметного цвета в процессе неодинаковой физиологической работе глаза в разных условиях освещения принято называть эффектом Пуркинье).
  •  в ночном состоянии: красный, зеленый, синий – еле различимы. Так, красный переходит в черный тон, зеленый – в серый, синий – в белесый и исчезает самым последним. Уменьшение яркости цветов в ночном состоянии называют явлением Бецольда-Брюкке.
  •  при дневном солнечном освещении или ярком электрическом происходит сдвиг спектральных цветов к желтому на освещении и голубовато-фиолетовому (синему) в тенях. Подобная цветовая иллюзия называется эффектом Эбнея.

                                                                                                                            Схема

Система отношения света к цвету

Наиболее сложным по восприятию человеком и отображению художником-дизайнером является «обусловленный цвет», т.к. факторы освещения, пространственного положения и окружения изменчивы, непредсказуемы, но закономерны. Рассмотрим систему рефлексов подробнее.

Известно, что рефлексы – отраженный свет от окружающих (близко лежащих) предметов, фона. Рефлексы влияют на характер цветового взаимодействия расположенных рядом объектов восприятия, способствуя гармоничной их взаимосвязи. Система рефлексов зависит от ряда факторов: характера освещения (силы света, типа освещения и состояния световой среды); расстояния от отражаемых поверхностей и их положения относительно друг друга; типа поверхностей предметов (темная или светлая, нейтральная, матовая, блестящая, гладкая, шероховатая и др.). Однако система рефлексов, найденная в реальности и буквально перенесенная художником-дизайнером в картину (проект) может до неузнаваемости изменить форму предметов, исказить общее состояние освещения среды, тем самым, раздробив пространство и формализовав иллюзорные приемы изображения. Поэтому при использовании рефлексов в изображении необходимо постоянно сохранять соподчиненность цветов в соизмерении их со световой средой изображаемого мотива (либо идентификация цвета с реальностью, либо изменение свойств цвета для выразительной передаче предметных качеств объектов среды, либо иные трансформации цвета, определяющие задачи и цели автора). Эффектность и гармоничность изображения, выразительность мотива во многом зависит от верно найденных художником-дизайнером цветовых отношений, соизмеренных с характером освещения.

Спектр (физический опыт И. Ньютона)

В 1676 году Исаак Ньютон с помощью трехгранной призмы разложил белый солнечный свет, пропускаемый через узкую щель, на цветовой спектр. В призме луч белого цвета расслаивался на отдельные спектральные цвета, которые наглядно проектировались на белом экране. Непрерывная цветная лента состояла из семи цветов: она начиналась с красного продолжалась оранжевым, желтым, зеленым, голубым, синим, заканчивалась фиолетовым.

Спектр можно увидеть на природе в виде радуги (солнечный свет проходит через капли дождевой воды или росы под определенным углом). Если же этот спектр провести через собирательную линзу, то неизбежно все цвета вновь объединятся в белый цвет. Этот пример демонстрирует получение спектра цветов с помощью преломления солнечного луча, но существует много и других способов физического образования цвета в следующих процессах интерференции, дифракции, поляризации и флуоресценции. Итак, Ньютон изучал оптические свойства света и получал с их помощью множества сложных цветов помимо основных (спектральных).

Принцип «сложения» или объединение невещественных оптических цветов позволяет достичь белого цвета. Напротив, «вычитательный» метод при смешении вещественных цветов – красителей (пигментов) в соединении трех основных цветов дает ахроматичный или черный тон. Цвет предметов возникает при поглощение волн, например, красный предмет поглощает все остальные цвета спектра и отражает только красный. Если красный предмет осветить зеленым светом, то он будет восприниматься черным, т.к. зеленый свет не содержит в своем составе красный (о практическом значении видов смешения цвета подробнее узнаем в следующих главах).

Итак, цвета не существует в природе, т.к. цвет – это ощущение человека, возникающее под воздействием света. Ощущение же цвета зависит от ряда причин:

  •  «Объективных причин»: характера освещения (время суток и время года, состояние природы, погода, вид пространства, наличие красящих веществ у художника-проектировщика и др.);
  •  «Субъективных причин»: состояние зрительного аппарата (здоров ли глаз, характер протекания цветоощущения, врожденная или приобретенная природа нарушений цветовосприятия). Например, дальтонизм – врожденная цветовая слепота; индивидуальный характер цветоощущения (различная чувствительность глаза к тонким цветовым нюансам); старческое помутнение роговицы или внутриглазной жидкости, пожелтевший хрусталик, повышение внутриглазного давления, недостаток витамина «А» (видение натуры в смещенном цветовом тоне).

Миронова Л.Н. рассматривает цвет как свет, «претерпевший столкновение и взаимодействия с материальными телами, в том числе с органами зрения». Таким образом, цветовой образ формируется в результате работы психических процессов при первоначальном воздействии светового раздражителя на зрительные анализаторы, т.е. глаз человека. Рассмотрим подробнее этот вопрос в следующей теме.


Прямой свет
или первичное

излучение (источники света)

Отраженный свет 

или вторичное излучение

Устойчивый цвет 

светового потока

словный неустойчивый цвет

от предметов (тел)

Природный свет

(естественные источники света)

солнце – белый;

восход солнца – голубовато-розовый;

закат солнца – красный;

рассеянное дневное освещение –

голубой;

огонь, пламя свечи, костра –

оранжевый

Искусственный свет

оттенки желтого цвета

Предметный окальный) цвет -

определен природой и выступает как признак предмета, зависящего от особенностей восприятия человека (физиология глаза), условий трактовки образа художником

Обусловленный цвет

измененный цвет предмета под воздействием «случайных факторов»:

  •  освещения;
  •  пространственного расстояния до объекта;
  •  окружения (система рефлексов)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27023. Синтетический учет поступления и выбытия целевых средств 16.06 KB
  предписывают учет поступления и расходования средств целевого финансирования на счете 86 Целевое финансирование. К сожалению приходится констатировать тот факт что действующая в области бухгалтерского учета законодательнонормативная база не включает в себя какоголибо отдельного правового акта содержащего четкое определение целевого финансирования и детальной методологии его бухгалтерского учета в некоммерческих организациях4. Таким образом в настоящее время некоммерческие организации могут вести бухгалтерский учет целевого...
27024. Содержание, задачи и источники информации анализа исполнения сметы расходов 13.26 KB
  Содержание задачи и источники информации анализа исполнения сметы расходов В бюджетных и научных учреждениях учет расходов и составление отчетности осуществляются в разрезе показателей сметы которые обобщены в двух основных статьях: текущие расходы и капитальные расходы. Содержанием анализа исполнения смет расходов является оценка эффективности использования выделенных учреждению материальных трудовых и финансовых ресурсов выявление отклонений фактических расходов от сметных назначений а также количественная оценка влияния факторов...
27025. Сравнительная характеристика аудита и ревизии 14.14 KB
  Сравнительная характеристика аудита и ревизии 1.Основная цель ревизии заключается в выявлении недостатков и нарушений для их устранения и наказания виновных. Акт ревизии представляет собой документ в котором излагаются выявленные недостатки и нарушения. Акт и другая информация передаются вышестоящим и другим контролирующим органам для принятия решений по результатам проведенной ревизии .
27026. Сравнительная характеристика финансового и управленческого учета 13.51 KB
  учете потребителями информации являются работники упр. В финансовом учете информация формируется и отражается в отчетности в целом по организации. учете информация формируется и составляется отчетность по центрам ответственности видам деятельности отдельным изделиям и другим позициям. В финансовом учете обязательно используются все элементы метода бухгалтерского учета документация и инвентаризация оценка и калькуляция счета и двойная запись бухгалтерский баланс и отчетность.
27027. УЧЕТНАЯ ПОЛИТИКА, ИЗМЕНЕНИЯ В РАСЧЕТНЫХ РАСЧЕТАХ 12.11 KB
  Компоненты чистой прибыли убытка за период: 1 прибыль убыток от операционной деятельности. Под обычной деятельностью понимают деятельность осуществляемую предприятием как часть его бизнеса а такие относящиеся к ней виды деятельности которые осуществляются впоследствии присущи обычной деятельности или возникают в ее результате; 2 чрезвычайные статьи. Это доходы или расходы возникающие в результате событий или операций которые четко можно отделить от обычной деятельности предприятия и в отношении которых можно предположить что они...
27028. План счетов бюджетного учета. Учетные регистры 19.05 KB
  План счетов бюджетного учета. План счетов бюджетного учета Бюджетный учёт основывается на едином плане счетов. Единый план счетов бюджетного учёта можно рассматривать в двух аспектах. Вовторых понятие единый план счетов предполагает наличие плана счетов в котором систематизированы балансовые счета по всем объектам бюджетного учёта.
27029. Анализ состава, структуры и состояния ОС 13.29 KB
  Анализ состава структуры и состояния ОС В бюджх учрях наиболее интересной явлся группировка ОС по их видам которая устанна формой поясной записки № 0503168 Сведения о движении нефинх активов где отражся инфия о балансой стти и сумме начислой амортии в разрезе аналх счетов к счетам 010100000 010400000 010800000. Это обусловлено тем что не все ОС в одинаковой степени влияют на выполние функций бюджх учрий. К пассивной части отнся объекты здания сооружия транс срва которые призваны создавать благоприятные условия...
27030. Анализ технико-организационного уровня производства 27.19 KB
  Анализ техникоорганизационного уровня производства Прежде чем приступать к анализу отдельных направлений деятельности организации и показателей эффективности характеризующих то или иное направление работы организации необходимо в соответствии с теорией системности и комплексности изучить техникоорганизационный уровень производства и управления в организации. Основными направлениями для оценки состояния техникоорганизационного уровня производства являются: 1 Анализ научнотехнического уровня производства: техническое...
27031. Аудиторское заключение 13.49 KB
  Аудиторское заключение Аудиторское заключение – это официальный документ предназначенный для пользователей бух отчетности проверяемого субъекта. Оно содержит мнение аудитора о достоверности бух отчетности проверяемого эк. субъекта и о соответствии порядка ведения им бух учета закву. порядка ведения бух учета и подготовки бух отчетности; описание выявленных в ходе аудита существенных нарушений ведения бух учета и подготовки бух отчетности.