§ 56. Взаємодія світла з речовиною. Кольори
Поміркуйте
Ми бачимо навколишні тіла різнокольоровими. А чому вони різнокольорові?
Пригадайте
Склад білого світла
1672 року видатний англійський науковець Ісаак Ньютон за допомогою скляної трикутної призми з’ясував, що біле сонячне світло насправді складається з променів різного кольору.
Спрямувавши розкладене призмою біле світло на екран, Ньютон отримав різнокольорову світлову смужку, у якій є всі кольори від червоного до фіолетового. Ця смужка отримала назву спектр білого світла.
Розгляньте 3D-модель. На які кольори розклалося біле світло під час проходження крізь скляну трикутну призму?
Для того, щоб запам’ятати порядок кольорів у спектрі, використовують жартівливе мнемонічне правило, наприклад: «Чапля Осінь Жде Завзято, Буде Сани Фарбувати».
Завдання 1
Чому предмети навкруги різнокольорові?
Ми бачимо предмети навколо себе тому, що вони або випромінюють світло, або відбивають його. Про колір теплових джерел світла ми вже казали — зі збільшенням температури розжареного тіла його колір змінюється від темно-червоного до блакитного. До речі, за кольором (й відповідно за температурою поверхні) в астрономії розрізняють спектральні класи зір.
Колір предметів, що не випромінюють світло, визначається тим, як ці предмети відбивають світло. Так білий аркуш паперу відбиває всі кольори білого світла однаково. Тому під час освітлення його світлом будь-якого кольору, аркуш буде здаватися «пофарбованим» саме в білий колір. А якщо освітлювати білим світлом різнокольорові аркуші паперу, то ми будемо бачити кольори цих аркушів.
Колір поверхні буде визначатися тим, промені якого кольору в білому світлі ця поверхня відбиває, а якого кольору поглинає. Якщо поверхня поглинає, наприклад, всі промені, крім зелених, то вона за освітлення білим світлом буде зеленою.
Ми знаємо, що, крім відбиття, світло може проходити крізь прозорі тіла. Деякі з прозорих тіл можуть поглинати промені окремих кольорів. Одні тіла поглинають усі промені, крім червоних, інші — усі, окрім синіх. Біле світло під час проходження цими тілами стає кольоровим.
Можливо, ви чули вираз: «Бачити світ крізь рожеві окуляри».
Яким буде колір моря крізь такі окуляри?
Відповідь на звороті картки!
Через рожеві окуляри проходять промені, що дають рожевий колір.
Тому всі об’єкти, зокрема море, будуть рожеві.
Завдання 2
Веселка
Після дощу, коли з-за хмари з’являється Сонце, ми бачимо на небі різнокольорову веселку. Це відбувається, коли сонячні промені проходять крізь краплинки води, що залишилися в повітрі, й розкладаються на кольори спектра від червоного до фіолетового.
Яскравість веселки залежить від розмірів краплинок: чим вони більші, тим насиченішим буде колір. Після закінчення дощу розмір краплинок та їхня кількість зменшується, тому веселка поступово втрачає яскравість.
Завдання 3
Дізнайтеся більше
Людське око сприймає все різнобарв’я навколишнього світу завдяки тому, що ми бачимо три кольори: червоний, зелений і синій. Якщо подивитися крізь лупу на екран телевізора або смартфона, то можна побачити, що кольорове зображення на екрані складається з великої кількості точок цих трьох кольорів.
Така кольорова схема отримала назву RGB (абревіатура англійських слів red, green та blue). За цією схемою працюють графічні комп’ютерні редактори, зокрема Paint (що є у стандартному складі Windows).
За допомогою інструменту «Палітра» у графічних редакторах, змінюючи значення трьох основних кольорів від 0 до 255, можна отримати 16 777 216 відтінків кольорів.
Підсумуємо
Завдання 4
Завдання 5
Завдання 6
Ключова ідея
Біле сонячне світло складається з променів різного кольору: червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього, фіолетового. Спектр — це розкладене на складові частини світло.
Колір теплових джерел світла визначається їхньою температурою. Колір тіл, що відбивають світло, визначається тим, промені якого світла відбивають ці тіла. Колір прозорих тіл визначається тим, промені якого світла проходять крізь них, не поглинаючись.
Веселка утворюється через те, що сонячне світло заломлюється в краплинах води й розкладається на спектр.
Запитання для повторення й засвоєння
1. Який склад має біле світло?
2. Що таке спектр?
3. Як змінюється колір розжарених тіл зі збільшенням їхньої температури?
4. Чому тіла, які відбивають світло, ми бачимо різного кольору?
5. Як утворюється веселка?
6. Чи можна створити штучну веселку? Як саме?
7. Чому за сонячного освітлення ми бачимо листя дерев зеленими, а аркуш паперу — білим?