|
Около 90% всей информации, воспринимаемой с помощью органов чувств, человек получает с помощью зрения. По количеству создаваемых образов ему нет равных. Глаз человека – чрезвычайно сложная оптическая система, различающая более 15-ти миллионов оттенков цветов. В этой статье мы попробуем разобраться с тем, что же мы видим каждый день, и как у нас это получается.
Свет. Что это такое и с чем его едят? За объяснениями обратимся к физике. Физика, конечно, может много чего интересного рассказать о свете, его природе и явлениях, которые он создает. Например, об интерференции и дифракции, таких сложных, на первый взгляд, явлениях, но сплошь и рядом встречающихся в нашей повседневной жизни. Но ограничимся пока определением. Что же такое свет с точки зрения физики?
Свет представляет собой электромагнитные волны в определенном диапазоне частот. В физике то, что мы называем “светом”, называют “видимым светом”. Кстати, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение – это тоже электромагнитные волны, но наш глаз просто не может их “уловить”, поскольку ограничен в восприятии. Рентгеновское излучение, например, вообще свободно проходит через глаз, отражаясь только от плотных частей тела (таких как кости и суставы). Частота видимого света (или лучше сказать – световой волны), в свою очередь, определяет цвет того или иного объекта. Поэтому количество частот, которые может воспринимать наш глаз – те самые 15 миллионов, как и количество цветов.
Каждому цвету соответствует своя частота. Знакомая многим поговорка “Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан” выстраивает цвета в порядке увеличения частоты световой волны, а именно: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый – те самые семь основных цветов, или, как их еще называют, семь цветов радуги. Эти цвета в совокупности называются спектром. И что очень интересно, если их сложить (наложить друг на друга), то получится белый цвет. Обратный процесс – разложение белого света на спектр – вы можете наблюдать с помощью призмы Ньютона или же с помощью компакт-диска.
Но почему листья на деревьях зеленые (а осенью желтые и красные), почему небо голубое, почему Солнце на восходе и закате красное, а в полдень желтое? На самом деле, уверенно ответить на эти вопросы человек смог только после появления квантовой механики и теории относительности. В физике существует такое понятие как корпускулярно-волновой дуализм, согласно которому электромагнитное излучение (в частности, свет), может быть представлено и как волна, и как поток частиц – фотонов. Это зависит от конкретной ситуации. Следует понимать, что к тому времени, когда свет “прилетает” в наш глаз, он может быть уже совсем не таким, каким его испустил источник. И все это сказывается на нем самым прямым образом, следовательно, сказывается на том, что мы видим.
Цвет листьев и любых других объектов определяется структурой вещества, из которого они состоят. Любое вещество поглощает и отражает определенный процент от упавшего на него света. И эти проценты (коэффициенты поглощения и отражения), различны для различных цветов. Например, летом листья растений состоят из определенных органических соединений, принимающих участие в обмене веществ. Эти листья из всех цветов лучше всего отражают зеленый. Осенью минеральный состав листьев меняется, и они лучше отражают желтый цвет. Небо голубое потому, что солнечный свет, войдя в атмосферу, рассеивается на ее неоднородностях, мелких частицах, стремясь к определенному распределению интенсивности света, и происходит это именно при голубом цвете. Это пример дифракции. Солнечный луч утром и вечером, когда солнце низко склонено над горизонтом, проходит наибольшее расстояние в атмосфере. За время его путешествия все цвета, входящие в состав этого луча, рассеиваются, но красный свет, имея минимальную частоту (максимальную длину волны), является наиболее устойчивым к подобного рода путешествиям. Именно он и доходит до нас. В полдень солнечный луч преодолевает минимальное расстояние в атмосфере, поэтому цвет солнца более желтый, больше похож на настоящий цвет.
|
