Белый цвет охватывает широкий спектр объектов, материалов и веществ, которые содержат белый цвет. Понимание того, что придает вещам белый цвет, может дать представление об их составе, свойствах и применении.
Белый цвет — это цвет света, который содержит примерно равное количество всех видимых длин волн в видимом спектре. Он считается ахроматическим цветом, то есть не имеет оттенка. Восприятие белого цвета вызывается всем спектральным составом света, попадающего в глаз, стимулируя все три типа цветочувствительных колбочек в человеческом глазу в почти равных количествах.
В физике белый цвет — это комбинация цветов видимого светового спектра. Солнечный свет воспринимается как белый, потому что он содержит все цвета радуги, смешанные вместе. Объекты кажутся белыми, когда они отражают обратно большую часть светового спектра в глаза, поглощая при этом мало цвета. Снег кажется белым, потому что ледяные кристаллы отражают солнечный свет, не поглощая никаких определенных длин волн.
В то время как белый свет содержит баланс всех видимых длин волн, пигменты, которые кажутся белыми, делают это, избирательно отражая определенные длины волн и поглощая другие. Вот некоторые распространенные белые пигменты:
| Пигмент | Состав |
|---|---|
| Диоксид титана | TiO2 |
| Оксид цинка | ZnO |
| Карбонат свинца | PbCO3 |
Диоксид титана является одним из наиболее широко используемых белых пигментов. Он сильно отражает видимый свет, поглощая ультрафиолетовое излучение. Он имеет очень высокий показатель преломления, что дает ему значительную способность рассеивать свет. Это делает его эффективным в качестве белого красителя в красках, пластике, зубной пасте и бумаге.
Оксид цинка — еще один распространенный белый пигмент, используемый в красках и косметике. Он отражает видимый и ближний инфракрасный свет. Карбонат свинца (также известный как свинцовые белила) исторически использовался как недорогой белый пигмент, но его использование сократилось из-за токсичности свинца.
Многие распространенные материалы кажутся белыми, потому что их химическая структура эффективно рассеивает свет. Вот несколько примеров:
| Материал | Состав |
|---|---|
| Соль | Хлорид натрия (NaCl) |
| Сахар | Сахароза (C12H22O11) |
| Бумага | Волокна целлюлозы |
| Молоко | Вода, белки, жиры, лактоза |
| Снег | Кристаллы льда |
Соль состоит из кристаллической решетки ионов натрия и хлора, которая отражает свет. во всех направлениях. Кристаллы сахара также эффективно отражают свет, придавая гранулированному сахару его белый вид. Бумага состоит из мата из волокон целлюлозы, которые рассеивают свет.
Молоко приобретает свой белый цвет из-за рассеивания света смесью воды, белков, жиров и молекул лактозы. Кристаллы льда снега имеют различные формы и поверхности, которые отражают и преломляют свет в разных направлениях, создавая яркий белый вид.
Некоторые животные имеют белую окраску из-за пигментов в их коже, перьях, мехе или панцирях, или из-за структурного цвета, основанного на микроскопических анатомических особенностях, которые отражают свет.
| Животное | Механизм |
|---|---|
| Белый медведь | Прозрачный мех и светоотражающая кожа |
| Белый тигр | Отсутствие красных и желтых пигментов |
| Песец | Изменение цвета камуфляжа |
| Лебедь | Структура перьев |
| Белый павлин | Лейцистическая мутация |
Мех белых медведей на самом деле прозрачный, но кажется белым из-за отражения света от их черной кожи под ним. У белых тигров есть двойной рецессивный ген, который подавляет красные и желтые пигменты. Песцы и другие животные могут окрашивать свою шерсть в белый цвет, чтобы маскироваться на снегу.
Лебеди используют микроскопические структуры перьев для отражения всех длин волн света. Редкие белые павлины несут мутацию, которая предотвращает образование пигмента.
Многие обычные продукты имеют белый цвет из-за своего состава и структуры. Вот несколько примеров:
| Еда | Причина белого цвета |
|---|---|
| Рис | Крахмальные гранулы |
| Цветная капуста | Отсутствие пигментов |
| Лук | Структурный цвет |
| Кокос | Воздушные карманы в мясе |
| Ванильное мороженое | Воздушные пузырьки |
Зерна риса содержат крахмальные гранулы, которые отражают свет. В цветной капусте отсутствуют пигменты, которые есть в других овощах. Лук имеет кристаллическую структуру, которая придает ему белый структурный цвет.
Мякоть кокоса содержит воздушные карманы, рассеивающие свет. Жировые шарики и пузырьки воздуха в ванильном мороженом отражают свет, что придает ему белый цвет.
Многие распространенные белые минералы обязаны своим цветом своей кристаллической структуре и химическому составу:
| Минеральный | Состав |
|---|---|
| Соль | Хлорид натрия |
| Кварц | Диоксид кремния |
| Кальцит | Карбонат кальция |
| Гипс | Сульфат кальция |
| Тальк | Силикат магния |
Кристаллическая решетчатая структура минералов, таких как соль, кварц, кальцит и гипс, эффективно отражает свет, заставляя их казаться белыми. Мягкие листы магнезиального силиката талька также рассеивают свет, создавая белый вид.
Восприятие белого цвета тесно связано с яркостью. Идеально отражающий белый рассеиватель кажется белым, но также действует как самый сильный возможный источник света. Любое отклонение от идеального отражения объектом приводит к более серому, менее яркому оттенку белого.
Контекст, в котором рассматривается объект, также влияет на восприятие белизны. Объект может казаться белым в одном контексте, но не в другом, в зависимости от окружающих его цветов и условий освещения. Белый цвет часто определяется в связи с ожиданиями нормальности для конкретного объекта или среды.
Психологическое восприятие белого цвета также зависит от социальных и культурных ассоциаций. Западные культуры ассоциируют белый цвет с чистотой, чистоплотностью, добродетелью и невинностью. Во многих восточных культурах белый цвет является цветом траура и смерти. Различные значения цвета могут формировать то, как люди воспринимают белый цвет.
Есть несколько способов получить белый цвет путем смешивания пигментов краски или источников света разных цветов:
Это работает, потому что при смешивании пигментов краски они выборочно поглощают определенные длины волн и отражают другие. Дополнительные пигменты отражают длины волн, поглощаемые другими, поэтому их смешивание отражает полный спектр видимого света для белого цвета.
Белый цвет имеет множество применений благодаря своим отражающим свойствам, чистому внешнему виду и эстетическим ассоциациям:
Отражательные и рассеивающие свойства белого цвета придают ему видимость и яркость, желательные во многих областях применения. Белый цвет передает чистоту в таких продуктах, как одежда или продукты питания. Он также несет культурные значения чистоты и невинности, которые влияют на его символическое использование.
Белый цвет возникает в объектах, материалах, животных, продуктах питания и других предметах посредством различных механизмов. Белые пигменты, такие как диоксид титана, избирательно отражают определенные длины волн света. Структурный цвет от микроскопических анатомических особенностей, пузырьков воздуха или кристаллических структур также производит белый цвет посредством рассеивания света. Понимание происхождения белого цвета дает представление о химии, физике, биологии и человеческом визуальном восприятии.