Частота цветов видимого спектра

Видимое излучение

Белый свет , разделённый призмой на цвета спектра

Ви́димое излуче́ние — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом [1] . Чувствительность человеческого глаза к электромагнитному излучению зависит от длины волны ( частоты ) излучения, при этом максимум чувствительности приходится на 555 нм (540 Т Гц ), в зелёной части спектра [2] . Поскольку при удалении от точки максимума чувствительность спадает до нуля постепенно, указать точные границы спектрального диапазона видимого излучения невозможно. Обычно в качестве коротковолновой границы принимают участок 380—400 нм (790—750 Т Гц ), а в качестве длинноволновой — 760—780 нм (395—385 ТГц) [1] [3] . Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).

Не всем цветам, которые различает человеческий глаз , соответствует какое-либо монохроматическое излучение. Такие оттенки, как розовый, бежевый или пурпурный образуются только в результате смешения нескольких монохроматических излучений с различными длинами волн.

Видимое излучение также попадает в « оптическое окно », область спектра электромагнитного излучения, практически не поглощаемого земной атмосферой . Чистый воздух рассеивает синий свет существенно сильнее, чем свет с бо́льшими длинами волн (в красную сторону спектра), поэтому полуденное небо выглядит голубым.

Многие виды животных способны видеть излучение, не видимое человеческому глазу, то есть не входящее в видимый диапазон. Например, пчёлы и многие другие насекомые видят свет в ультрафиолетовом диапазоне, что помогает им находить нектар на цветах. Растения, опыляемые насекомыми, оказываются в более выгодном положении с точки зрения продолжения рода, если они ярки именно в ультрафиолетовом спектре. Птицы также способны видеть ультрафиолетовое излучение (300—400 нм), а некоторые виды имеют даже метки на оперении для привлечения партнёра, видимые только в ультрафиолете [4] [5] .

Содержание

• 1 История
• 2 Характеристики границ видимого излучения
• 3 Спектр видимого излучения
• 4 См. также
• 5 Примечания

История [ ]

Круг цветов Ньютона из книги «Оптика» ( 1704 ), показывающий взаимосвязь между цветами и музыкальными нотами. Цвета спектра от красного до фиолетового разделены нотами, начиная с ре (D). Круг составляет полную октаву . Ньютон расположил красный и фиолетовый концы спектра друг рядом с другом, подчёркивая, что из смешения красного и фиолетового цветов образуется пурпурный.

Первые объяснения спектра видимого излучения дали Исаак Ньютон в книге «Оптика» и Иоганн Гёте в работе «Теория Цветов», однако ещё до них Роджер Бэкон наблюдал оптический спектр в стакане с водой. Лишь спустя четыре века после этого Ньютон открыл дисперсию света в призмах [6] [7] .

Ньютон первый использовал слово спектр ( Шаблон:Lang-lat — видение, появление) в печати в 1671 году , описывая свои оптические опыты. Он сделал наблюдение, что, когда луч света падает на поверхность стеклянной призмы под углом к поверхности, часть света отражается, а часть проходит через стекло, образуя разноцветные полосы. Учёный предположил, что свет состоит из потока частиц (корпускул) разных цветов, и что частицы разного цвета движутся с различной скоростью в прозрачной среде. По его предположению, красный свет двигался быстрее чем фиолетовый, поэтому и красный луч отклонялся на призме не так сильно, как фиолетовый. Из-за этого и возникал видимый спектр цветов.

Ньютон разделил свет на семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный , голубой , индиго и фиолетовый. Число семь он выбрал из убеждения (происходящего от древнегреческих софистов), что существует связь между цветами, музыкальными нотами, объектами Солнечной системы и днями недели [6] [8] . Человеческий глаз относительно слабо восприимчив к частотам цвета индиго, поэтому некоторые люди не могут отличить его от голубого или фиолетового цвета. Поэтому после Ньютона часто предлагалось считать индиго не самостоятельным цветом, а лишь оттенком фиолетового или голубого (однако он до сих пор включён в спектр в западной традиции). В русской традиции индиго соответствует синему цвету.

Гёте , в отличие от Ньютона, считал, что спектр возникает при наложении разных составных частей света. Наблюдая за широкими лучами света, он обнаружил, что при проходе через призму на краях луча проявляются красно-желтые и голубые края, между которыми свет остаётся белым, а спектр появляется, если приблизить эти края достаточно близко друг к другу.

Длины волн, соответствующие различным цветам видимого излучения были впервые представлены 12 ноября 1801 года в Шаблон:Не переведено 5 Томасом Юнгом , они получены путём перевода в длины волн параметров колец Ньютона , измеренных самим Исааком Ньютоном. Эти кольца Ньютон получал пропусканием через линзу, лежащую на ровной поверхности, соответствующей нужному цвету части разложенного призмой в спектр света, повторяя эксперимент для каждого из цветов [9] Шаблон:Rp . Юнг оформил полученные длины волн в виде таблицы, выразив во французских дюймах (1 дюйм=27,07 мм ) [10] , будучи переведёнными в нанометры , их значения неплохо соответствуют современным, принятым для различных цветов. В 1821 году Йозеф Фраунгофер положил начало измерению длин волн спектральных линий , получив их от видимого излучения Солнца с помощью дифракционной решётки , измерив углы дифракции теодолитом и переведя в длины волн [11] . Как и Юнг, он выразил их во французских дюймах, переведённые в нанометры, они отличаются от современных на единицы [9] Шаблон:Rp . Таким образом, ещё в начале XIX века стало возможным измерять длины волн видимого излучения с точностью до нескольких нанометров.

В XIX веке, после открытия ультрафиолетового и инфракрасного излучений, понимание видимого спектра стало более точным.

В начале XIX века Томас Юнг и Герман фон Гельмгольц также исследовали взаимосвязь между спектром видимого излучения и цветным зрением. Их теория цветного зрения верно предполагала, что для определения цвета глаз использует три различных вида рецепторов.

Характеристики границ видимого излучения [ ]

Спектр видимого излучения [ ]

При разложении луча белого цвета в призме образуется спектр, в котором излучения разных длин волн преломляются под разными углами. Цвета, входящие в спектр, то есть такие цвета, которые могут быть получены с помощью света одной длины волны (точнее, с очень узким диапазоном длин волн), называются спектральными цветами [12] . Основные спектральные цвета (имеющие собственное название), а также характеристики излучения этих цветов, представлены в таблице [13] :

Указанные в таблице границы диапазонов носят условный характер, в действительности же цвета плавно переходят друг в друга, и расположение видимых наблюдателем границ между ними в большой степени зависит от условий наблюдения [13] .

Источник

Длины световых волн

Свет играет важную роль в фотографии. Привычный всем солнечный свет имеет достаточно сложный спектральный состав.

Спектральный состав видимой части солнечного света характеризуется наличием монохроматических излучений, длина волны которых находится в пределах 400-720 нм, по другим данным 380-780 нм.

Иными словами солнечный свет может быть разложен на монохроматические составляющие. В тоже время монохроматические (или одноцветные) составляющие дневного света не могут быть выделены однозначно, а, ввиду непрерывности спектра, плавно переходят от одного цвета в другой.

Считается, что определённые цвета находятся в определённых пределах длин волн. Это иллюстрирует Таблица 1.

Длины световых волн

Название цвета

Длина волны, нм

Для фотографов представляет определённый интерес распределение длин волн по зонам спектра.

Всего выделяют три зоны спектра: Синюю (Blue), Зелёную (Green) и Красную (Red).

По первым буквам английских слов Red (красный), Green (зелёный), Blue (синий) получила название система представления цвета – RGB.

В RGB-системе работает множество устройств, связанных графической информацией, например, цифровые фотокамеры, дисплеи и т.п.

Длины волн монохроматических излучений, распределённых по зонам спектра, представлены в Таблице 2.

При работе с таблицами важно учесть непрерывный характер спектра. Именно непрерывный характер спектра приводит к расхождению, как ширины спектра видимого излучения, так и положение границ спектральных цветов.

Длины волн монохроматических излучений, распределённых по зонам спектра

Обозначение

Зона видимого спектра

Спектральные цвета

Длина волны, нм

Длина волны, нм

Сине-фиолетовый
Синий
Сине-зелёный

400-430
430-480
480-500

380-440
440-485
485-500

Зелёный
Жёлто-зелёный
Жёлтый

500-540
540-560
560-580

500-540
540-565
565-590

Что касается монохроматических цветов, то разные исследователи выделяют разное их количество! Принято считать от шести до восьми различных цветов спектра.

Шесть цветов спектра

Монохроматические цвета спектра

Длина волны, нм

При выделении семи цветов спектра предлагается из диапазона синего 436-495 нм см.Таблицу 3 выделить две составляющие, одна из которых имеет синий (440-485 нм), другая – голубой (485-500 нм) цвет.

Семь цветов спектра

Монохроматические цвета спектра

Источник



Частота цветов видимого спектра

Красный — 3,3*10 14 гц;

Оранжевый — 4.3 *10 14 гц;

Желтый — 5.2 *10 14 гц;

Зеленый — 5.4 *10 14 гц;

Голубой — 5.6 *10 14 гц;

Синий — 6.5 *10 14 гц;

Фиолетовый — 7.4 *10 14 гц;

Инфракрасный — 3.0 *10 14 гц;

Ахроматические и хроматические цвета

Ахроматические цвета –черный, белый и серый. А хроматические – это все остальные цвета, т.е. те цвета которые входят в цветовой круг: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Разбелы и затемнения

Здесь дело идет о добавлении к хроматическим и ахроматическим цветам белого цвета для разбелки или черного цвета для затемнения.

Прибавляя к одному и тому же насыщенному цвету все увеличивающуюся порцию белого (белил для красок масляных, гуаши, темперг для клеевых или воды для акварельных красок), мы можем получит ряд разбеленных тонов одного цвета.

Примесь к насыщенному цвету все увеличивающейся порции чер ного даст ряд затемненных тонов этого цвета.

Очевидно, что можно примешивать черный цвет к разбеленным тонам, так же как можно разбелять затемненные тона. Стремление создать при окраске помещений светлые и чистые комнаты совпадает с целями художественными — получить цвета, не утомляющие зрение, спокойные или создающие у человека определенные настроения: бодрости, радости или покоя.

Известно, что те или иные сочетания цветов могут воздействовать на людей и вызывать у них определенные настроения. Поэтому, очевидно, зал библиотеки или зал заседаний и комнаты для работы в научном учреждении должны окрашиваться и декорироваться иначе, чем, например, зал для танцев.

Цветовой контраст (ЦВ) — величина, характеризующая разницу между двумя цветностями. Понятие ЦВ используется в цветовых измерениях.

1) Зависимость цвета наблюдаемого поля от окружающего фона. Различают одновременный и последовательный Ц. к. О д н о в р е м е н н ы й Ц. к. состоит в том, что цвет наблюдаемого поля (объекта) зависит от цвета непосредственно окружающего его фона. При п о с л е д о в а т е л ь н о м Ц. к. цвет объекта оказывается зависящим от цвета фона, к к-рому перед этим был адаптирован глаз.

Изменения цвета наблюдаемого поля при Ц. к. состоят в изменении либо яркости, либо насыщенности, либо цветового тона (см. Цвет), но обычно меняются все три характеристики. Цвета изменяются в сторону наиб. удаления друг от друга. Ахроматич. цвета поля на тёмном фоне становятся более яркими, на светлом фоне они темнеют. Цветовой тон ахроматич. полей на окрашенном поле приобретает цветовой тон, близкий к дополнительному цвету фона, несколько сдвигаясь в сторону к красному. Так, напр., парам дополнит. цветов синий — жёлтый, жёлтый — синий соответствуют пары цветов, возникающих при Ц. к.: синий-оранжевый, жёлтый-фиолетовый.

Ц. к. растёт с величиной и насыщенностью раздражителя, вызывающего его. Ц. к. зависит также от соотношения светлот поля и фона. Наиб. Ц. к. имеет место при приблизительно одинаковых светлотах поля и фона, когда поле несколько светлее фона. Он более заметен при рассматривании периферич. участками глаза, чем при прямом наблюдении. Ц. к. уменьшается и исчезает, если рассматриваемое поле отделено от фона чёрным контуром.

Одновременный Ц. к. объясняется тем, что при освещении к.-л. участка сетчатки светом определ. цвета увеличивается чувствительность зоны, окружающей этот участок сетчатки, к лучам дополнит. цвета. Наиб. контрастирующими парами цветов поле — фон являются: синий на белом, чёрный на жёлтом (и наоборот), зелёный на белом, чёрный на белом, зелёный на красном, красный на жёлтом и т. д.

Последовательный Ц. к. обусловлен появлением образов, возникающих после фиксации глазом нек-рого цветного поля и имеющих цвет, контрастирующий с цветом рассматриваемого поля, близкий к дополнит. цвету этого поля. Так, напр., если наблюдать в течение 10-15 с квадрат, состоящий из четырёх цветных квадрантов — красного, жёлтого, зелёного и синего, фиксируя взглядом центр квадрата, а затем рассматривать белое поле также с фиксацией его центра, то почти мгновенно на фоне белого поля появляется последовательный образ квадрата с квадрантами, окрашенными в дополнит. цвета: сине-зелёный, пурпурно-синий, пурпурно-красный и оранжевый. Появившийся образ не имеет объективного характера, движется по белому полю вместе с движением глаз и по истечении короткого времени исчезает.

При рассматривании предметов в сложной цветовой обстановке глаза постоянно перебегают с одних цветовых пятен на другие, при этом действует как одновременный, так и последовательный Ц. к., к-рые мгновенно и весьма существенно влияют на восприятие цвета. Только за счёт Ц. к. удаётся на сером экране телевизора создавать цветовые поля чёрного, коричневого, пурпурного и ряда др. цветов, не имеющих аналогов в спектре источников излучений.

2) В колориметрии Ц. к. называется мин. число порогов цветоразличения Е, отделяющих два сравниваемых цвета. Под порогом цветоразличения понимается допустимое отклонение величин физ. параметров, определяющих данный цвет по цветовому тону, по насыщенности и по яркости, в пределах к-рых визуально воспринимаемый цвет остаётся неизменным.

Величина порогов в разл. областях спектра различна. Слабее всего цветовые тона различаются на концах спектра (т. е. в сине-фиолетовой и красной областях), где порог цветоразличения по тону составляет 4-6 нм и более. В ср. части спектра от зелёных до оранжевых тонов (500- 600 нм) порог имеет наименьшую величину 1-2 нм. При постоянной яркости спектра во всём видимом диапазоне глаз различает до 150 цветовых тонов (см. Цвет).

При постоянном уровне адаптации глаза общее число цветовых различий (с учётом цветового тона, насыщенности и светлости цвета), воспринимаемых человеком, составляет ок. 105 оттенков.

Источник

Таблица цветов светодиодов (по длине волны, нм/nm)

Человеческий глаз различает цвета благодаря тому, что они имею разные длины волн (частоты). Длину волны измеряют в нанометрах (nm / нм).

Чувствительность человеческого глаза к излучению (свету) зависит от длины волны. , при этом максимум чувствительности приходится на 555 нм, в зелёной части спектра. Поскольку при удалении от точки максимума чувствительность спадает до нуля постепенно, указать точные границы спектрального диапазона видимого излучения невозможно. Обычно в качестве коротковолновой границы принимают участок 380—400 нм (790—750 ТГц), а в качестве длинноволновой — 760—780 нм (395—385 ТГц) [1][3]. Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).

Часто вместе с цветом, излучаемым светодиодами, указывается длина волны в нм или nm. Например «светодиод синий, 440 nm «. Длина волны позволяет точно подобрать светодиодные изделия одного цвета (если, конечно, она вообще указана и указана корректно).

Человеческим глазом воспринимается электромагнитное излучение с длиной волны от 380 до 760 нм. Его называют видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).Длины волн света, видимого или воспринимаемого человеком, лежат в диапазоне 380 — 760 нм.

Видимые и невидимые (ультрафиолетовая и инфракрасная) части спектра

Источник