Как возникает свет и цвет
Однако электрон и ядро все равно будут стремиться сблизиться, и если есть свободное место на электронном уровне ближе к ядру, электрон туда вернется и окажется в своем основном состоянии. При этом дополнительная энергия окажется ненужной, она будет «выброшена» из атома.
Электроны могут находиться в возбужденном состоянии всего одну сотую миллисекунды (10 -8 секунды). Когда электрон возвращается в свое основное состояние, то выделяет энергию, и эта энергия выделяется в форме частицы и волны света. Таким образом, свет возникает как энергия, высвобождаемая электроном. Частицы света называют фотонами, а также квантами.
Поскольку в атоме разные электронные уровни обладают разной энергией, то энергия излучается разная, в зависимости от того, с какого уровня соскакивал электрон. Следовательно, свет не единообразен по своей природе, существуют различные по энергии фотоны и соответствующие им разные длины волн света.
Итак, свет порождают электроны, которые выделяют энергию при переходе на более низкие энергетические уровни.
При оптическом, а не термическом, возбуждении электрон поднимается на уровень выше под действием кванта света. При этом энергия этого кванта должна быть точно равна разности энергий между двумя состояниями электрона. Поэтому произойдет оптическое возбуждение электрона или нет, зависит от природы света, то есть длины его волны.
Наш глаз воспринимает свет с той или иной длинной волны как определенный цвет. Однако мы воспринимает не все длины волн. В радуге – видимом для нас спектре – длины волн уменьшаются от красного к фиолетовому. Энергия же квантов света увеличивается от красного к фиолетовому. Таким образом, чем меньше длина волны света, тем больше в нем энергии.
Не зря так опасен ультрафиолетовый свет, который мы уже не видим, и который находится за фиолетовым. Он обладает большой разрушительной для живых клеток энергией. С другой стороны, инфракрасный свет лежит до красного. Мы воспринимаем такой свет как тепло.
Связь света с энергией электрона обуславливает так называемые спектры поглощения и излучения различных атомов. Зная их, можно понять, из каких атомов состоит то или иное тело. Например, анализ спектров используется для определения химического состава удаленных звезд.
Однако электроны быстро возвращаются к своему основному состоянию. Освобождающиеся при этом кванты рассеиваются в разных направления. Однако если собрать излученный свет и пропустить через призму, мы увидим поглощенные ранее цвета.
Таким образом, собрав спектры излучения звезд и сравнивая их со спектрами поглощения или излучения разных атомов, можно определять химический состав небесных тел.
Как возникает свет и цвет
Как работает цвет?
Тут нам поможет физика. Как мы помним, свет состоит из фотонов. Они летят от источника освещения к объекту, встречаются с ним и дальше часть фотонов поглощается, а часть отражается прямо нам в глаз. Поэтому мы вообще можем видеть объект.
Поместим белый объект под зеленый свет. Что мы получим? Все тот же зеленый предмет. Так как локальный цвет объекта — белый, он содержит все цвета, включая зеленый, а значит, может отразить зеленые фотоны. Другим цветам взяться неоткуда, так как у нас действует все та же пара — зеленый + белый.
Вы наверняка не раз замечали этот эффект в реальной жизни. Помните, какой становится кожа при свете костра или на закате? Это происходит все по той же причине — отражаясь, теплый свет «красит» ее в теплые и насыщенные тона. Условно говоря, оранжевый накладывается на оранжевый и превращается в супер-оранжевый.
Какой свет лучше для глаз: теплый или холодный?
- Оттенок, цветовой тон (hue) — положение цвета на окружности (например, на цветовом круге), где красному, зеленому и синему присвоены определенные координаты. Другими словами, оттенок — это то, где располагается ваш сиреневый по отношению к красному и синему — насколько он теплый или холодный.
- Насыщенность (saturation) — отвечает за количество цвета. 100% насыщенности даст самый чистый цвет, а 0% уйдет в шкалу серого.
- Яркость, тон, светлота (value или brightness) — отвечает за наличие белого в цвете. При этом 0% яркости дает черный цвет, а при 100% яркости цвет будет максимально ярким.
Как это выглядит?
Перед вами три обычных кубика. В примерах ниже мы направим на них лампы разного цвета.
Сценарий с синей лампой. Красный кубик теряет насыщенность, желтый ожидаемо превратится в зеленый, а синий становится еще синее — поднимется насыщенность.
Поместим эти же самые кубики — синий, красный и желтый — под желто-оранжевую лампу. Что мы видим?
Все цвета сдвинулись в сторону оранжевого: красный стал теплее, желтый получился практически оранжевым. Под влиянием комплиментарного оранжевого синий кубик потерял насыщенность и стал почти черным.
Суммируем: чем ближе локальный цвет объекта к цвету источника света, тем выше насыщенность и наоборот. Кстати, это же справедливо и для тона: чем меньше света объект отражает, тем темнее он нам кажется.
Цветовая температура источника
Чтобы узнать, каким будет свет от энергосберегающей или светодиодной лампы, нужно обратить внимание на значение цветовой температуры, указанное на упаковке. Единица измерения – Кельвин (К).
Чем ниже эта величина, тем более желтым будет свечение. Освещение от лампочки, имеющей высокую цветовую температуру, имеет голубоватый оттенок. Чаще всего встречаются три основных цвета освещения:
Как быстро понять, как изменится цвет под влиянием света?
- Лампа обязательно должна быть закрыта от глаз плафоном и иметь рассеивающее стекло (желательно молочно-белого цвета), чтобы не слепить читающего.
- Источник света нужно располагать сбоку от человека: для письма – слева (для левши наоборот), для чтения – справа.
- Рекомендуемое расстояние осветительного прибора от книги: в сторону – от 30 до 40 см, а над поверхностью стола – от 25 до 30 см.
- Свет не должен отраженно попадать прямо в лицо! Даже если источник находится напротив читателя, следует настроить настольную лампу так, чтобы свет отражался в область груди или вверх.
Какой свет лучше – теплый или холодный?
Прямого ответа на этот вопрос не существует. Все зависит от комнаты, цели и сценария использования освещения.
Например, ситуация с подсветкой картины: от освещения меняется настроение полотна, оттенки играют совершенно по-другому при разной температуре света.
А вот как выглядит подсобное помещение с разным освещением.
Вот хорошая иллюстрация того, как меняется восприятие цветов в зависимости от температуры освещения. Палитра не меняется!
Вывод: качественно цветовая температура не меняет освещение. Но перед выбором ламп нужно понимать, какого эффекта ждать, и где какой свет уместен.
