Що таке колір з точки зору фізики?

Природа подарувала людині радість колірного сприйняття: ми бачимо все навколишнє в різноманітті кольорів і відтінків і навіть не замислюємося про те, що може бути інакше.

Вчені стверджують, що багато тварин не розрізняють кольорів або бачать їх не так, як люди. Але що таке колір з точки зору фізики? Питання не таке вже просте, як здається на перший погляд.

Що таке колір у фізиці?

З точки зору фізики різні кольори предметів не існують самі по собі. Вони відчуваються нами лише завдяки різним довжинам розкритих і поглинаються поверхнями хвиль електромагнітного випромінювання в діапазоні видимого світла. Кожному кольору спектра відповідає свій діапазон частот, але лише сприйняття наших зорових органів і перетворення зорових імпульсів мозком створює яскраву кольорову картинку.

При падінні на предмет білого світлового променя більшість з складових його світлових хвиль поглинається поверхнею, і лише деяка частина, що знаходиться в певному діапазоні, відбивається. Світлові хвилі цього діапазону ми і сприймаємо як колір, властивий предмету. Фактично колір у предметів з’являється тільки при попаданні на них світла.

Згадаймо народну приказку: «Вночі всі кішки сірі». Коли світла недостатньо, очей не може виділити в розкритих хвилях колірні діапазони, і всі предмети здаються сірими або чорними.

Нюанси термінології

Якщо говорити про квіти з точки зору фізики, то мова йде про електромагнітні хвилі, довжина яких лежить в інтервалі від 0,1 Ангстрем до приблизно 105 Ангстрем. Цей діапазон сприймається нашими органами зору і є тим, що ми називаємо видимим світлом.

Однак в науково-популярній, а часом і в науковій літературі мова нерідко йде саме про квіти і колірному сприйнятті монохроматичного або вузькосмугового електромагнітного випромінювання в вищевказаному діапазоні. При цьому обговорюється, як правило, не проблема сприйняття кольору, а властивості, властиві електромагнітному випромінюванню, незалежно від того, як воно сприймається нашими органами зору.

Різниця між видимою і невидимими частинами повного спектру електромагнітних хвиль є в основному кількісної, а не якісної. Видиме випромінювання з довжиною хвиль в діапазоні від 400 до 700 нм за своїми характеристиками мало відрізняється від теплового випромінювання, довжини хвиль якого лежать в діапазоні від 1000 до 2000 нм, однак перше сприймається нами як світло, а друге – як тепло.

На практиці існують такі галузі фізики, як оптика, що вивчає в основному властивості видимого діапазону випромінювання, і теплова енергетика, предметом вивчення якої є переважно теплової діапазон електромагнітних хвиль.

Невидимі кольори

Ми здатні сприймати електромагнітні хвилі, довжини яких розподіляються між 380 нм (відповідає глибокому фіолетового кольору) і 730 нм (відповідає червоному кольору). Але по обидва боки цього діапазону існують випромінювання, які очей людини не сприймає.

Хвилі коротше 380 нм ми називаємо ультрафіолетовими, а довше 730 нм – інфрачервоними. Ультрафіолетове випромінювання можуть сприймати багато комах і деякі тварини – наприклад, кажани. Іноді люди теж можуть бачити більш широку спектральну картину завдяки особливостям своїх зорових органів.

Існують електромагнітні хвилі, коротші, ніж ультрафіолетові – це рентгенівське і гамма-випромінювання. Як відомо, навіть ультрафіолет у великих дозах шкідливий для людини. Випромінювання, довжина хвилі якого менше 100 нм, у великих дозах є смертельно небезпечним. У природному середовищі ми надійно захищені від цих хвиль, що надходять до нас з космосу, екрануючим озоновим шаром.

Хвилі, довжина яких перевищує 2000 нм, тобто лежить за межами теплового інфрачервоного діапазону, називають радіохвилями. Їх довжина може коливатися від декількох міліметрів до сотень і тисяч кілометрів. Короткі радіохвилі використовуються в мобільного телефонного зв’язку, в побутових мікрохвильових печах і інших приладах. Завдяки використанню довгих хвиль функціонує радіозв’язок.

Сприйняття кольорів і дальтонізм

Отже, кольору – це відбите випромінювання електромагнітних хвиль, що лежать в дуже вузькому діапазоні довжин. Є люди, у яких порушений нормальний механізм сприйняття кольору. Їх називають дальтоніками, і вони з якихось причин не можуть бачити частину звичайного видимого спектру.

Сприйняття кольорів зрушено у них або в сторону червоної частини спектра (погіршено сприйняття фіолетового і синього), бо в сторону синьої частини (погіршено сприйняття червоного кольору). Дальтонізм може бути спадковим або виникає через травму сітківки ока, вікових змін або хвороби.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Газові закони – фізика