Белый цвет считается цветом чистоты, ясности и нейтральности. Но как именно создается белый цвет? Белый цвет возникает, когда объект отражает почти весь свет обратно в глаз наблюдателя, не поглощая ни одной из видимых длин волн. Существует несколько основных способов получения белого цвета:
Основными цветами в свете являются красный, зеленый и синий (RGB). Когда красный, зеленый и синий свет смешиваются в равных количествах, они создают белый свет. Это метод аддитивного цвета, то есть чем больше света добавляется, тем ближе к белому становится цвет. Экраны компьютеров и телевизоров создают белый цвет путем объединения красных, синих и зеленых пикселей.
В случае красок и пигментов, которые используют метод субтрактивного цвета, основными цветами являются голубой, пурпурный и желтый. Когда эти три пигмента смешаны поровну, они поглощают все цветовые длины волн, кроме белого, который отражается обратно к нашим глазам. Белая краска содержит все три пигмента, смешанные вместе.
Рэлеевское рассеяние описывает рассеяние света частицами в воздухе. Небо кажется голубым, потому что более короткие синие волны рассеиваются легче, чем более длинные красные волны. Но когда свет равномерно рассеивается всеми частицами разного размера в атмосфере, он создает белый свет, поэтому облака кажутся белыми.
Белый цвет также можно создать с помощью поверхностей, которые равномерно отражают широкий спектр видимого света. Свежий снег выглядит белым, потому что кристаллы льда отражают все длины волн. Белые предметы и краски содержат отражающие материалы, такие как диоксид титана, которые отражают свет всех цветов.
Чтобы понять, как создается белый свет, нам нужно начать с некоторых основных физических понятий. Белый свет состоит из всех цветов видимого спектра света. Видимый свет является частью электромагнитного спектра, который включает радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолет, рентгеновские лучи и гамма-лучи. Световые волны имеют определенные длины волн, которые определяют их цвет.
| Цвет | Длина волны (нм) |
|---|---|
| Красный | 620-750 |
| Оранжевый | 590-620 |
| Жёлтый | 570-590 |
| Зелёный | 495-570 |
| Синий | 450-495 |
| Фиолетовый | 380-450 |
Когда все длины волн видимого спектра объединяются вместе, они создают белый свет. Таким образом, белый свет содержит все возможные цвета в равной степени. Белый цвет не имеет одной доминирующей длины волны.
Существует два основных способа смешивания цветов для создания других цветов — аддитивное и субтрактивное смешивание цветов.
При аддитивном смешении цветов длины волн света объединяются для создания цветов. Это применимо к таким источникам света, как экраны компьютеров/телевизоров, театральное освещение и светодиоды RGB. Основными аддитивными цветами являются красный, зеленый и синий. Когда все три смешаны в равной степени, они дают белый свет.
По мере добавления большего количества цветов и света они приближаются к белому:
| Добавленные цвета | Полученный цвет |
|---|---|
| Красный + зеленый | Желтый |
| Зеленый + синий | Голубой |
| Синий + красный | Пурпурный |
| Красный + зеленый + синий | Белый |
Чем больше цветов и пигментов смешивается, тем больше света они поглощают и приближаются к черному:
| Смешиваемые цвета | Получающийся цвет |
|---|---|
| Голубой + пурпурный | Синий |
| Голубой + желтый | Зеленый |
| Пурпурный + желтый | Красный |
| Голубой + пурпурный + желтый | Черный |
Существует несколько Основные способы получения белого света путем смешивания цветов света или пигментов:
RGB-светодиоды (красные, зеленые, синие светодиоды) содержат кластеры красных, зеленых и синих светодиодов. Регулируя яркость каждого светодиода, они могут воспроизводить большинство цветов, включая белый. Объединение трех светодиодов на полной яркости генерирует белый свет. RGB-светодиоды используются для освещения, телевизоров, компьютерных мониторов и многого другого.
Лазерные световые шоу разделяют лазерный луч на красный, зеленый и синий лучи. Затем три лазера направляются в одну точку, объединяясь для создания яркой белой точки света. Изменение интенсивности каждого лазера может давать разные оттенки.
Сценическое освещение часто использует RGB-фильтры или гели для создания цветного света. Распространенный метод создания белого света — использование красных, зеленых, синих и янтарных фильтров на отдельных источниках света, направляя их все в одну точку для смешивания цветов.
Освещение для фотографии и кино также уравновешивает различные цветовые температуры света для достижения естественного баланса белого, соответствующего солнечному свету. Обычно это означает сочетание дневного света (голубоватого) и вольфрамового (красноватого) освещения.
Фейерверки генерируют свои цвета путем нагревания химических солей и соединений до высоких температур. Некоторые соединения выделяют белый свет при нагревании, например, магний и алюминий. Сочетание взрывов красного, синего и зеленого фейерверков дает белый цвет.
Как объяснялось выше при субтрактивном смешивании цветов, сочетание голубого, пурпурного и желтого пигментов в краске поглощает все оттенки, кроме белого. Многие белые краски смешивают диоксид титана или оксид цинка с цветными пигментами.
Когда солнечный свет попадает на кристаллы снега и льда, белый цвет получается в результате почти равного рассеивания всех видимых длин волн света во всех направлениях. Это рэлеевское рассеяние отражает белый свет обратно к нашим глазам.
Воздушные пузырьки в пене и мыльных пузырях действуют аналогично ледяным кристаллам в снегу, равномерно отражая и рассеивая все длины волн света обратно к глазам. Это создает белый вид.
Существует целый ряд соединений, красителей, покрытий и структурных методов, используемых для создания белых объектов:
Одним из наиболее распространенных ингредиентов, используемых для создания белых пигментов и красок, является диоксид титана, непрозрачный природный минерал. Он сильно рассеивает видимый свет, вызывая белое отражение.
Как и диоксид титана, оксид цинка — еще один минерал, который эффективно рассеивает свет по всему видимому спектру, отражая и рассеивая свет. Он используется в качестве пигмента в красках, пластике, керамике и многом другом.
Отбеливание — это процесс, который удаляет цвета и отбеливает материалы. Обычно он включает окислительные химические реакции с кислородными соединениями или восстановителями. Бумагу, ткань и волосы можно отбелить, чтобы они стали белыми.
Некоторые виды меха животных и перья птиц кажутся белыми из-за структурного цвета, а не пигментов. Крошечные воздушные карманы и световые каналы в прядях волос одинаково рассеивают все длины волн. Это создает видимый эффект белого цвета.
Пены содержат множество мелких пузырьков воздуха, которые эффективно рассеивают свет во всех направлениях. Это делает пену, такую как крем для бритья, белой. Аэрогели — это сверхлегкие твердые гели, наполненные воздухом, что придает им полупрозрачный беловатый цвет.
Некоторые прозрачные и бесцветные жидкости и твердые вещества также пропускают свет одинаково, что придает им белый вид. Примерами являются вода, прозрачный пластик, алмазы, соляные кристаллы, сахар и снег. Примеси обычно добавляют цвет.
Блестящие металлы, такие как алюминий, олово и нержавеющая сталь, имеют серебристо-белый блеск из-за высокой отражательной способности. Они сильно отражают все длины волн видимого света. Другие металлы можно покрыть металлом или отполировать для увеличения отражения поверхности.
Флуоресцентные материалы поглощают ультрафиолетовый свет и излучают видимый белый свет посредством люминесценции. Стиральные порошки часто содержат флуоресцентные отбеливающие вещества, которые осветляют ткани, преобразуя УФ-свет в бело-голубые длины волн.
Хотя белый цвет определяется как одинаково отражающий весь видимый спектр, существует множество небольших вариаций, которые классифицируются как не совсем белые или почти белые:
| Не совсем белые цвета | Описание |
|---|---|
| Кремовый | Светло-желтовато-белый |
| Яичная скорлупа | Бледно-желтовато-белый |
| Бежевый | Светло-коричневато-белый |
| Ванильный | Мягкий желтовато-белый |
| Шампанское | Бледно-белый с золотистым оттенком |
| Жемчужный | Сероватый, мерцающий белый |
| Кость | Серовато-белый с желтоватым оттенком |
Эти оттенки белого содержат небольшое количество других длин волн, которые влияют на их оттенок и тень. Настоящий белый цвет по-прежнему отражает полный, равный спектр видимого света.
На наше восприятие белого цвета и светлоты влияют несколько визуальных эффектов:
Эффект контраста — более светлые цвета кажутся еще светлее на темном фоне. Белые объекты сильнее выделяются на черном.
Более белые оттенки кажутся светящимися и светлее, когда они более интенсивно освещены.
Иллюзия Гельмгольца — идентичные белые поля кажутся темнее, когда соседствуют с более яркими белыми квадратами.
Наш мозг интерпретирует цвет объектов, сравнивая их с известными источниками света и окружением, например, снегом, лебедями или бумагой.
Белый цвет имеет разное символическое значение в разных культурах. Западные общества ассоциируют белый цвет с чистотой, в то время как некоторые азиатские культуры связывают белый цвет со смертью и трауром.
Белый цвет на самом деле является комбинацией всех видимых длин волн света при полной интенсивности. Существует множество методов получения белого света и белых материалов путем комбинирования основных цветов света, равномерного отражения всех длин волн, удаления цвета и эффективного рассеивания света. Наше восприятие белого и белизны также зависит от визуальных эффектов, контекста и культурных ассоциаций. Настоящий белый цвет сохраняет свою нейтральность и чистоту, отражая полный спектр света.