Все ли цвета мы видим в видимом спектре света?

Каждый цвет радуги представляет собой собственную длину волны, которая входит в спектр видимого света .

Спектр видимого света - очень небольшая часть широкого спектра электромагнитных волн. Самая большая длина волны видимого света составляет 700 нанометров, что придает ему красный цвет, а самая короткая - 400 нанометров, что создает впечатление пурпурного или фиолетового.

За пределами диапазона 400-700 нанометров человеческий глаз неспособен увидеть это; например инфракрасные лучи с диапазоном длин волн от 700 нанометров до 1 миллиметра.

Радуга появляется, когда белый свет солнца преломляется каплями воды, которые изгибают различные виды света в зависимости от их длины волны. Солнечный свет, который нашим глазам кажется белым, распадается на другие цвета.

В наших глазах возникают впечатления различных цветов, таких как красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый.

Это явление известно как световая дисперсия , которая представляет собой разложение полихроматического света (состоящего из разных цветов) на монохроматические составляющие света. Помимо радуг, это явление также можно наблюдать на призмах или решетках, которые подвергаются воздействию источника белого света. Ньютон использовал призму, чтобы рассеять белый свет от солнца.

Цвета радуги называются спектральными цветами, монохроматическими цветами или чистыми цветами . Он называется спектральным, потому что эти цвета появляются в спектре электромагнитных волн и представляют отдельные длины волн. Называется монохроматическим или чистым, потому что эти цвета не являются результатом комбинации других цветов.

Если есть чистые цвета, есть ли нечистые цвета?

Помимо спектральных или чистых цветов, есть другие цвета, которые люди могут видеть, которые определенно не являются спектральными или нечистыми. Эти цвета называются неспектральными или смешанными цветами, которых нет в спектре электромагнитных волн.

Неспектральные цвета состоят из монохроматических цветов и не представляют конкретную длину волны видимого света. Несмотря на то, что они не входят в спектр, они все равно дают нашим глазам определенное цветовое впечатление, как и спектральные цвета. Неспектральный фиолетовый цвет будет выглядеть так же, как спектральный фиолетовый цвет, как и любой другой цвет.

Есть несколько неспектральных цветов, иначе говоря, не в спектре

Например, когда мы чувствуем, что видим желтый цвет на экране монитора нашего смартфона, на самом деле нет чистого желтого цвета с длиной волны 570 нанометров, попадающего в наши глаза.

Также читайте: Недавние исследования показывают, что загрязнение воздуха делает людей еще более глупыми

Экран излучает зеленый и красный цвета, которые светятся вместе, образуя желтый отпечаток в нашем мозгу. Желтый цвет, который мы видим на электронных устройствах, отличается от желтого в видимом спектре света.

Если мы внимательно посмотрим на наш экран телевизора с полосой, вы увидите, что короткие красные, зеленые и синие строки расположены многократно.

Когда на мониторе отображается белый цвет, мы видим три полосы цветного света одинаково яркими; и наоборот, когда наш телевизор выключен, три цвета полностью светятся и производят впечатление черного. Когда нам кажется, что мы видим желтый цвет, оказывается, что красная и зеленая линии светятся ярче, чем синие полосы.

Почему следует использовать красный, зеленый и синий?

Причина кроется в структуре световых рецепторов на сетчатке наших глаз. В сетчатке человека есть два типа световых рецепторов, а именно палочковые клетки и колбочки.

Конические клетки действуют как рецепторы в условиях освещения и чувствительны к цвету, а палочковые клетки как световые рецепторы, когда вещи тусклые, и реагируют намного медленнее, но более чувствительны к свету.

Цветовое зрение в наших глазах - это «ответственность» колбочек, насчитывающих около 4,5 миллионов. Есть три типа шишек:

Короткие (S), наиболее чувствительные к свету с длиной волны около 420-440 нанометров, обозначаются синим цветом.
Средний (M) с максимумом около 534-545 нанометров отмечен зеленым.
Длина (L), примерно 564-580 нм, обозначена красным.

Каждый тип клеток способен реагировать на широкий спектр длин волн видимого света, хотя он имеет более высокую чувствительность к определенным длинам волн.

Также прочтите: Как деревья могут вырастать большими и тяжелыми?

Этот уровень чувствительности также различается для каждого человека, а это означает, что каждый человек чувствует цвета иначе, чем другие.

Графическое изображение чувствительности трех типов клеток:

Что означает этот график уровня чувствительности? Предположим, волна чистого желтого света с длиной волны 570 нанометров попадает в глаз и попадает на рецепторы трех типов колбочек.

Мы можем узнать реакцию каждого типа ячеек, прочитав график. На длине волны 570 нанометров клетки типа L показывают максимальный отклик, за ними следуют клетки типа M, а клетки типа S равны нулю. Только клетки типа L и M реагируют на желтый свет с длиной волны 570 нм.

Зная реакцию каждого типа колбочек, мы можем создать имитацию монохроматического цвета. Что нужно сделать, так это стимулировать три типа клеток, чтобы они отреагировали так, как будто есть чистый цвет.

Чтобы создать впечатление желтого, нам нужен только монохроматический источник зеленого и красного света с интенсивностью, которую можно увидеть на графике чувствительности. Однако обратите внимание, что это сравнение недействительно или жестко. Есть множество цветовых стандартов, которые используются для создания новых цветов. Например, если мы посмотрим на стандарт цвета RGB, в желтом цвете соотношение красный-зеленый-синий будет 255: 255: 0.

При правильном соотношении или в зависимости от состояния глаз чистый монохромный цвет невозможно отличить от смешанных цветов.

Тогда как мы можем узнать, какие цвета чистые, а какие смешанные? Это просто, нам просто нужно направить цветные лучи на призму, как в эксперименте Ньютона с солнечным светом. Чистые цвета испытывают только искривление, в то время как неспектральные цвета испытывают дисперсию, разделяющую составляющие лучи.

Это сообщение является представлением автора. Вы также можете написать свой собственный текст, присоединившись к сообществу Saintif.

Источники чтения:

Введение в теорию цвета . Джон В. Шипман. //infohost.nmt.edu/tcc/help/pubs/colortheory/colortheory.pdf
Лекция 26: Цвет и свет . Роберт Коллинз. //www.cse.psu.edu/~rtc12/CSE486/lecture26_6pp.pdf
Лекция 17: Цвет . Мэтью Шварц. //users.physics.harvard.edu/~schwartz/15cFiles/Lecture17-Color.pdf