KOS-KOLOR-14.01.08

TEORIA BARWNOŚCI

wiatło (promieniowanie) ma dwoist

natur

. falow

kwantow

Jest jednocze

nie fal

oraz strumieniem fotonów

(porcji energii).

ródła

wiatła wysyłaj

promieniowanie w postaci

strumienia fatocz

stek,

zwanych fotonami.

Foton to cz

stka b

kwantem (czyli porcj

)

energii promieniowania

wietlnego.

Fotony nie maj

adnego

ładunku elektrycznego,

masy spoczynkowej,

ich pr

dko

ść

jest równa pr

dko

wiatła.

Jedn

z podstawowych cech promieniowania jest

długo

ść

fali.

[mierzona w ró

nych jednostkach].

Jest ot najcz

stsze kryterium

podziału promieniowania.

długie fale radiowe

(odległość

Warszawa-
Madryt)

rednie fale radiowe

(kilometr)

radar, telewizja, radiowe fale

ultrakrótkie

(jeden metr)

podczerwień, kuchenka

mikrofalowa

-2

(10 centymetrów)

promienie widzialne; optyka

-6

(średnica bakterii)

ultrafiolet; sterylizacja

-8

promienie Rentgena; fotografia

diagnostyczna

-10

(wielkość atomu)

promienie gamma; leczenie

raka

-15

- 10

-11

(wielkość

jądra atomu)

Występowanie/zastosowanie

Długość fali (w

metrach)

fiolet

niebieski

cyan

zielony

ółty

pomara

czowy

czerwony

wiatło białe składa si

ze wszystkich długo

ci fal

elektro-magnetycznych, z zakresu widzialnego od
400

÷÷÷÷

750

(800

nm),

wyst

puj

cych

pełnym

nat

ęŜ

eniu.

wiatło widzialne (VIS)

400nm

700nm

Spektrum

wiatła białego:

wiatło białe jest mieszanin

wszystkich barw.

da barwa ma inn

długo

ść

fali.

Promieniowanie widzialne (VIS) jest mieszanin

fal o ró

nej długo

ci.

Analiza światła

białego (dziennego) prowadzi do

wyodrębnienia szeregu barw, które tworzą

łącznie widmo światła białego

Wra

enie

okre

lonej barwy

emy uzyska

w przypadkach,

gdy do oka dociera

wiatło

1. o danej długo

ci fali, np. 750 nm (czerwone)

2. lub wi

zka zaw

ieraj

ca wszystkie długo

wiatła białego, z wyj

tkiem fal, tworz

cych

tzw. barw

dopełniaj

, tj. fali o długo

odpowiadaj

cej

wiatłu zielonemu (~ 550 nm).

Postrzeganie konkretnej barwy

Powstanie barwy zwi

zku jest skutkiem

przemieszczenia si

elektronów walencyjnych,

co jest zwi

zane z pochłoni

ciem pewnej porcji

energii (pewnych długo

ci fali promieniowania).

Pochłoni

cie pewnej długo

ci fali,

powoduje powstanie wra

enia barwy uzupełniaj

cej

Barwy dopełniaj

ce to:

fioletowy

—

ółty,

niebieski

—

pomara

czowy

zielony

—

czerwony

Zwi

zki najcz

ęś

ciej pochłaniaj

fale:

1. z zakresu UV

– zwi

zki bezbarwne

2. fale

fioletowoniebieskie

- tworz

c zwi

zki

o barwie

ółtej do pomara

czowej

3.nieliczne pochłaniaj

długo

ci o ni

szych

energiach, daj

c barwy od niebieskiej do

fioletowej.

~ 790-700

~ 380-430

fioletowy

~ 700-670

~ 430-450

indygo

~ 670-600

~ 450-500

niebieski

~ 600-580

~ 500-520

cyjan

~ 580-530

~ 520-565

zielony

~ 530-510

~ 565-590

ółty

~ 510-480

~ 590-625

pomarańczowy

~ 480-405

~ 625-740

czerwony

Fizycznie kolory mo

na powi

z obecno

fal

elektromagnetycznych, o odpowiedniej długo

ci,

wchodz

cych w skład

wiatła białego.

Najkrótsze fale daj

wra

enie fioletu, i poprzez

niebieskie, zielone,

ółte i pomara

czowe do najdłu

szych

o barwie czerwonej.

Długo

ść

fali

Aby tworzy

i reprodukowa

barwy,

nale

y uwzgl

dni

zarówno

natur

promieniowania, jak i fizjologi

widzenia

wiatło białe mo

na tak

e otrzyma

wyniku zsumowania pełnego nat

ęŜ

enia,

trzech barw prostych,
nazywanych

barwami podstawowymi:

R (red) czerwonej

G (green) zielonej

B (blue) niebieskiej.

Barwa prosta, podstawowa

wiatło o jednej,

le okre

lonej długo

ci fali -

tzw.

monochromatyczne.

(ró

ni si

od barw b

cych efektem mieszaniny fal

o ró

nych długo

ciach).

Barwy podstawowe

- s

tak dobrane,

e przez zmieszanie

dowolnych dwóch, nie

jest

liwe uzyskanie trzeciej, natomiast przez

mieszanie

trzech mo

na uzyska

wra

enie dowolnej

barwy prostej

wiadczenia i obliczenia wykazały,

e dobieraj

c nat

ęŜ

enia fal o trzech

długo

ciach (

), mo

na uzyska

niesko

czon

ró

norodno

ść

barw.

Oparta na tym zjawisku technika generowania

barwnego

wiatła to

synteza trójchromatyczna".

da barwa, inna ni

biała, mo

e by

odwzorowana

przez naruszenie tej równowagi,

czyli pewn

dysproporcj

zmieszania trzech barw

podstawowych.

Jest to tzw. zjawisko addytywnego

mieszania barw,

- gdy suma d

ąŜ

y do bieli.

Usuni

cie ze

wiatła białego pewnej

barwy -
tworzy barw

przeciwstawn

do odj

tej.

Cały zakres barw prostych

daje si

ąć

w zamkni

g barw, w którym

da barwa prosta

ma barw

przeciwstawn

, a jednocze

nie

e by

wyra

ona przez zmieszanie,

w odpowiednich proporcjach,
trzech barw podstawowych.

Np. je

eli scena teatralna o

wietlona jest

trzema reflektorami, emituj

cymi trzy barwy

podstawowe

daje ten sam efekt,

co o

wietlenie reflektorem białym.

Gdy jednak wygasi si

reflektor

niebieski (B),

- scena o

wietlona b

dzie na

ółto,

gdy

zielony (G)

- na ró

owo,

a gdy

czerwony (R)

-- na niebieskawo.

Ile mamy barw?

z odcieniami - niesko

czenie wiele,

cho

liwo

ci rozró

nienia kolorów przez

człowieka s

ograniczone do kilku milionów.

Jednak niektóre zwierz

ta widz

rodzaje

wiatła,

których ludzkie oko nie rejestruje –

pszczoły widz

ęść

fal ultrafioletowych,

niektóre w

ęŜ

wyczuwaj

niewidoczne dla oka promieniowanie

podczerwone.

Naturalnie postrzegamy świat jako

odbite

od przedmiotów rozproszone światło

dzienne

. Świat jest barwny poniewaŜ

przedmioty naszego otoczenia

pochłaniają w

róŜnym stopniu fale o róŜnej długości

zatem odbite od nich (lub przefiltrowane

przez nie) światło białe, staje się światłem

barwnym.

Liść jest zielony bo ze światła białego pochłania w

największym stopniu fale purpurowe. Odbite od niego

światło ma deficyt tych fal, zatem w mieszaninie odbitych

fal dominuje barwa przeciwstawna

zielona.

Oko ludzkie ma dwa rodzaje receptorów

wiatła:

czopki i pr

ciki.

Czopki

widz

słabo (wymagaj

sporej energii

wietlenia),

ale za to rozró

niaj

kolory;

ciki

działaj

nawet w ciemno

ciach -

jednak rejestruj

wszystko na szaro.

•

Receptory siatkówki przekształcaj

informacj

nat

ęŜ

eniu

wiatła i cz

stotliwo

ci fal

wietlnych na

impulsy, które przez nerw wzrokowy przesyłane s

mózgu. Mózg interpretuje te informacje jako jasno

ść

i barw

Powstawanie wra

enia barwy

Powstawanie wra

enia barwy

ródła

wiatła do człowieka

Z oka do mózgu

wiatło mo

e dociera

oka

bezpo

rednio

ródła

wiatła lub po

odbiciu od obiektu.

Barwa jest to wra

enie psychiczne wywoływane w

mózgu człowieka

gdy

oko

odbiera

promieniowanie

elektromagnetyczne

z zakresu

wiatła

, a mówi

c dokładniej,

z widzialnej cz

ęś

ci fal

wietlnych.

Główny wpływ na to wra

enie ma;

skład

widmowy

promieniowania

wietlnego,

ilo

ść

energii

wietlnej,

obecno

ść

innych barw

w polu widzenia

obserwatora oraz jego cechy osobnicze (ostro

ść

wzroku).

Oko ludzkie

wykazuje ró

ny stopie

wra

liwo

na okre

lon

barw

co jest uwarunkowane liczb

czopków

wra

liwych na okre

lon

długo

ść

fal

wietlnych.

Za widzenie barwy;

niebieskiej odpowiada ok. 4% czopków

zielonej - 32%

czerwonej - 64%.

Ró

nice barwy niebieskiej i ciemno czerwonej s

słabiej dostrzegane ni

ró

nice w innych barwach.