Природа цвета

В соответствии с ГОСТ Р 52489 – 2005 цвет это свойство излучаемого, прошедшего через объект, рассеянного или отраженного света вызывать определенные зрительные ощущения в соответствии с его спектральным составом.

Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам (см. таблицу 4). Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны [1,6,7,14,].

Таблица 4 –Электромагнитные излучения

Название диапазона	Длины волн, λ	Источники
Радиоволны: - сверхдлинные; - длинные; - средние; - короткие; - ультракороткие.	более 10 км 10 км - 1 км 1 км - 100 м 100 м - 10 м 10 м - 2 мм	Атмосферные явления. Переменные токи в проводниках и электронных потоках (колебательные контуры).
Оптическое излучение: 1) Инфракрасное излучение: - коротковолновая область; - средневолновая область; - длинноволновая область (субмиллиметровое излучение). 2) Видимое излучение 3) Ультрафиолетовое: - ближний диапазон; - дальний диапазон (вакуумный).	0,74—2,5 мкм 2,5—50 мкм 50—2000 мкм 760-360 нм 380—200 нм 200-10 нм	Излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях Излучение атомов под воздействием ускоренных электронов.
Ионизирующее электромагнитное излучение: 1) Рентгеновское 2) Гамма излучение	10−12 - 10−7 м < 5×10−3 нм	Радиоактивный распад, в результате комптон-эффекта гамма-излучения Изомерный переход, ядерные реакции, синхротронное излучение

Иногда, характеризуя выбранный участок спектра, пользуются не длиной волны, а частотой колебаний (в с^-1) или волновым числом n (в см^-1). Эти характеристики связаны с длиной волны следующим образом [1]:

;

;

где с = 3 10¹⁰ см/с – скорость света в вакууме;

- длина волны, см.

В пределах видимого глазом излучения человек различает изменение длины волны как изменение цвета. Первые попытки классификации цветов были сделаны еще в Древней Греции, однако основы высшей математики цвета были заложены Ньютоном, а в последствии развиты Ломоносовым, Освальдом, Юнгом, Гельмгольцем и др.

Исаак Ньютон, изучавший солнечный свет и причины возникновения цветов, доказал, что существуют семь основных цветов, смешением которых можно получить все имеющиеся в природе оттенки. Это цвета спектра солнечного света: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Ньютон впервые ввел понятие цветовой модели, которая в дальнейшем получила название цветового круга Ньютона. Он использовал этот цветовой круг для систематизации многообразия цветов и определения цвета их смеси. В основу графического сложения цветов Ньютон положил правило нахождения центра тяжести, которое широко применяется и сейчас для цветовых расчетов на цветовых диаграммах и для количественной характеристики цветности и оттенков цвета [1,2].

На рисунке 13 представлен спектр разложения белого света, проходящего через призму.

Рисунок 13 – Спектр разложения белого света

Вместе с тем задача оценки цвета не решается простым измерением распределения энергии излучения по спектру. По интервалу, занимаемому излучением, цвет можно указать вполне однозначно: если тело излучает или отражает в пределах 565- 580 нм, то цвет его всегда жёлтый. Однако обратное заключение верно не всегда - по известному цвету излучения невозможно уверенно указать его спектральный состав (метамерия).

Если вещество поглощает какую-то часть спектра, то оно будет окрашено в цвет, дополнительный к поглощенному. Дополнительными называют цвета, способные при сложении давать белый цвет. Ниже приведена зависимость цвета вещества от цвета и длины волны поглощенного света (таблица 5) [7].

Таблица 5 – Взаимосвязь полосы поглощения и светового тона

Цвет поглощенного света Цвет объекта
400-435
435-490
490-510
510-560
560-580
580-595
595-610
610-675

Таблица 5 дает некоторое представление о взаимосвязи между наблюдаемым цветовым тоном и теми областями видимого спектра, в которых находятся максимумы поглощения. Точное определение цветового тона будет зависеть главным образом от положения длины волны полосы поглощения, частично от ширины полосы и общей формы кривой поглощения.

Приведенные в таблице наблюдаемые цветовые тона связаны с ощущениями, возникающими в результате попадания в глаза смеси излучений различных длин волн, пропущенных или отраженных, то есть от диапазона длин волн, которые не поглощены объектом.

Таким образом, наблюдаемый зеленовато-желтый и желтый цветовой тон возникает в результате сильного поглощения вблизи УФ-области.

Цвет это не только комбинация электромагнитных волн фиксированного диапазона частот, но и субъективные ощущения, вызванные воздействием волн определенной длины на сетчатку глаза, таким образом, восприятие цвета тесно связано с субъективно - перцептивными особенностями наблюдателя [1,2,3,7].