ЧОМУ ЛИСТЯ ЗЕЛЕНЕ, А ТРОЯНДА ЧЕРВОНА?
РОЗДІЛ 3. СВІТЛОВІ ЯВИЩА
§23 . ДИСПЕРСІЯ СВІТЛА. КОЛА
3 . ЧОМУ ЛИСТЯ ЗЕЛЕНЕ, А ТРОЯНДА ЧЕРВОНА?
Чому предмети, освітлені білим світлом, ми бачимо забарвленими в різні кольори: наприклад, листя зелене, а троянда червона?
Ви вже знаєте, що біле світло є складеним, тобто є сумішшю всіх кольорів веселки. Якщо вилучити з цього набору деякі кольори, то залишена частина спектра сприйматиметься оком як така, що має деякий колір.
Нехай біле (наприклад, сонячне) світло падає на предмет, що поглинає “червоні” промені, а всі інші – відбиває
У ньому не вистачатиме червоної частини спектра, і тому він сприйматиметься оком як зеленуватий.
Зеленого кольору листю рослин надає хлорофіл – хімічна сполука, що “відповідає” за фотосинтез (перетворення сонячної енергії в хімічну енергію органічних речовин).
Хлорофіл поглинає переважно червоні й сині промені. У результаті відбитий від листу рослини “залишок” сонячного спектра набуває зеленого забарвлення.
А ось пелюстки червоної троянди, навпаки, дуже “охоче” відбивають саме
ЯК ВИНИКАЄ ВЕСЕЛКА?
Коли після дощу з’являється сонце, часто можна спостерігати одне з найкрасивіших явищ природи – веселку (рис. 23.5).
У величезній різнобарвній дузі, що простягається на півнеба, можна розрізнити всі кольори веселки, причому зовнішня частина веселки забарвлена в червоний колір, а внутрішня – у фіолетовий.
Досить рідко над звичайною веселкою можна спостерігати ще й другу веселку, у якій порядок кольорів зворотний: зовні – фіолетовий, а всередині – червоний.
Чи можна наблизитися до веселки? Навряд чи це комусь удасться, тому що веселка – це не предмет, а оптичне явище.
Спробуйте йти в напрямку до веселки, і ви побачите, що вона віддалятиметься від вас так, що відстань до неї здаватиметься незмінною.
Утім, якщо розібратися в секреті веселки, то невелику веселку можна “одержати” або побачити зовсім близько – біля садового фонтана й навіть у ванній кімнаті!
Чому ж виникає веселка?
Після дощу в повітрі залишається багато дрібних крапельок води, що мають форму кулі.
Коли промінь світла падає на таку крапельку, він заломлюється на поверхні крапельки, потім відбивається від її внутрішньої поверхні і, виходячи з води в повітря, заломлюється ще раз1. Унаслідок дисперсії промені, що відповідають різним кольорам, заломлюються по-різному (рис. 23.6).
У результаті, вийшовши з краплі, “червоний” промінь піде під одним кутом до горизонту, а “фіолетовий” – під іншим. Отже, в око спостерігача “червоний” і “фіолетовий” промені потраплять з різних крапель (рис. 23.7). Причому всі “червоні” краплі буде видно під однаковим кутом, унаслідок чого вони здаватимуться розташованими на дузі кола. “Жовтогарячі” краплі буде видно на “сусідній” дузі меншого радіуса й так далі – аж до крапель, що утворюють “фіолетову” дугу, розташовану нижче решти “кольорових” дуг.
СКІЛЬКИ КОЛЬОРІВ НА ЕКРАНІ ТЕЛЕВІЗОРА?
ПРОВЕДЕМО ДОСЛІД
Нанесіть обережно на екран телевізора крапельку води: вона відіграватиме роль маленької, але досить сильної лінзи. Крізь цю лінзу ви ясно побачите, що будь-яке кольорове зображення складається зі світних точок усього трьох кольорів – червоних, зелених і синіх, тобто саме тих, до яких найчутливіші колбочки сітківки ока.
Наприклад, там, де на екрані білий колір, ці три точки матимуть приблизно однакову яскравість. А там, де на екрані видно жовтий колір, ви не побачите жовтих точок: ви побачите тільки червоні й зелені точки – що узгоджується з розказаним вище про те, як око розрізняє кольори.
1 Це тільки один з можливих “шляхів” променя світла. Причиною подвійної веселки є подвійне відбиття променів світла всередині крапель води.
Схематично змішання кольорів на екрані телевізора показано на рис. 23.8.
Те, що для отримання кольорового зображення в телевізорі обрано саме ті кольори, до яких чутливі різні типи колбочок сітківки ока, не випадковий збіг, а результат успішної співпраці фізиків і біологів.
Колір, що створюється в разі “вилучення” деякого кольору з білого, називають доповняльним до цього кольору. Так, доповняльними один до одного є червоний і зелений кольори, жовтий і фіолетовий, а також синій і жовтогарячий (рис. 23.9). Знати доповняльні кольори важливо для художників і дизайнерів: завдяки використанню таких кольорів можна створити збалансовану, комфортну для ока комбінацію кольорів.
ЧОМУ ВВЕЧЕРІ КОЛЬОРИ ТЬМЯНІЮТЬ?
Ви, мабуть, помічали, що, коли настають сутінки, яскраві кольори “тьмяніють” і світ стає “чорно-біло-сірим”. Так що не випадково народилося прислів’я “уночі всі коти сірі”!
Але як тільки зійде сонце, ранок знову радує нас яскравими барвами. Чому ж так відбувається?
Річ у тім, що вже знайомі вам палички, які відрізняють темне від світлого, дуже чутливі до світла, а колбочки, що розрізнюють колір, набагато менш чутливі. Тому за слабкого освітлення “працюють” переважно палички. Унаслідок цього ми й бачимо (у буквальному сенсі цього слова!) результат їхньої роботи – чорно-біло-сірий світ.
СПІВВІДНОШЕННЯ МІЖ КОЛЬОРОМ І ДОВЖИНОЮ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ
Як ви вже знаєте, світло має хвильову природу. Велику роль у встановленні хвильової природи світла відіграв англійський учений Томас Юнг. Він установив, що кожному кольору відповідає певна довжина хвилі, причому фіолетовому кольорові – найменша, а червоному – найбільша.
Саме Юнг першим і вимірив довжини хвиль, що відповідають різним кольорам. Виявилося, що ці довжини хвиль дуже малі порівняно з розмірами предметів, видимих неозброєним оком: так, довжина хвилі фіолетового світла складає близько 4 десятитисячних часток міліметра, а червоного – близько 8 десятитисячних часток міліметра.
Коли Юнг одержав ці результати, стало зрозумілим, чому хвильова природа світла практично не виявляє себе в повсякденному житті.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...