Десятилетия науки и технологий в России | Направления деятельности проекта

Задумывался ли ты, почему мир такой яркий и разноцветный? Всё дело в удивительных свойствах света. Давай разберёмся, как это работает.

Что такое свет, откуда он берётся и как мы его видим?

Солнечный свет только кажется белым. На самом деле это целая радуга — учёные называют её спектром. Спектр состоит из электромагнитных волн разной длины.

Представь море: там бывают длинные пологие волны и короткие частые «барашки». Так и свет:
— длинные волны мы видим как красный цвет,
— короткие — как фиолетовый.

Все остальные цвета — между ними, каждый со своей длиной волны. Увидеть это можно с помощью стеклянной призмы, которая раскладывает белый свет на радужные полоски.

Откуда берётся свет?

Свет рождается, когда вещество получает энергию. Например, когда оно нагревается — как нить в лампочке или поверхность Солнца. Внутри любого вещества — атомы. При нагревании они возбуждаются: их электроны перескакивают на более высокие энергетические уровни, а потом возвращаются обратно, излучая фотоны — частицы света. При этом каждый химический элемент излучает свет строго определённых длин волн. Эта «световая подпись» одинакова для всех атомов одного и того же элемента — даже в далёких звёздах! Благодаря этому учёные могут определить, из чего состоят небесные тела, не приближаясь к ним.

Как мы видим цвет?

Внутри глаза есть особые клетки — колбочки. Их три типа, и каждая чувствительна к одному из основных цветов:
— красному,
— зелёному,
— синему.

Эти три цвета — основа нашего цветового зрения. Сигналы от колбочек смешиваются в мозге, и мы видим все оттенки радуги! Такой способ получения цвета называется аддитивным смешением (сложением цветов).

Примеры:

Красный + зелёный = жёлтый,
Красный + зелёный + синий = белый.

Именно на этом принципе работают экраны смартфонов, телевизоров и мониторов. Они используют систему RGB (Red, Green, Blue) — крошечные источники этих трёх цветов, яркость которых меняется, чтобы создать любое изображение.

А как быть с красками и предметами, которые не светятся сами?

Здесь работает другой принцип — субтрактивное смешение (вычитание цветов). Предметы не излучают свет, а отражают часть падающего на них белого света. Например, красная майка отражает только красные лучи, а зелёные и синие — поглощает. Если смешать голубую (Cyan), пурпурную (Magenta) и жёлтую (Yellow) краски, каждая будет забирать (вычитать) свой цвет из белого света. При полном смешении почти весь свет поглощается — получается тёмно-серый или чёрный. Эта система — CMY (иногда с добавлением чёрного — CMYK) — лежит в основе цветной печати.

А что с цветными стёклами и светофильтрами?

Прозрачные предметы, такие как цветные стёкла или фильтры, работают похоже, но по-другому: они пропускают только свет своего цвета, а остальной — поглощают. Например, синее стекло пропускает синие волны, но задерживает красные и зелёные. Если стекло не совсем чистое (как в старинных витражах), оно может частично поглощать и «свой» цвет — тогда оттенок кажется тусклым или тёмным. Так, зелёное стекло с примесями выглядит мрачнее, потому что «теряет» часть зелёного света.

Где мы встречаем это в жизни?

Экраны гаджетов — работают по системе RGB (аддитивное смешение).
Цветные принтеры — используют CMY (K) (субтрактивное смешение).
Светофоры — цветное стекло пропускает только нужный оттенок.
3D-очки — фильтры (например, красный и синий) разделяют изображение для каждого глаза.