Количество света, поглощаемого цветом, зависит от его длины волны. Цвета поглощают некоторые длины волн света, отражая другие, что и придает им визуальный вид. Понимание поглощения света важно для многих приложений, таких как фотография, живопись, цветная печать и многое другое. В этой статье мы рассмотрим, какие цвета поглощают наименьшее количество видимого света.
Видимый свет состоит из длин волн в диапазоне от 380 до 740 нанометров. Длина волны определяет цвет света. Более короткие длины волн находятся в фиолетовой части спектра, а более длинные — в красной. Когда свет попадает на объект, часть его поглощается, а остальная часть отражается. Отраженные длины волн — это то, что мы воспринимаем как цвет этого объекта.
Например, банан кажется желтым, потому что он поглощает длины волн, связанные с фиолетовым, синим и оранжевым светом. Он отражает длины волн около зелено-желтого диапазона, поэтому именно их обнаруживают наши глаза. Если объект поглощает все длины волн, он кажется черным. Если он отражает все длины волн, он кажется белым. Большинство объектов отражают некоторые длины волн, поглощая другие, что приводит к их цвету.
Степень, в которой материал поглощает различные длины волн, известна как его спектр поглощения. Этот спектр зависит от уникального молекулярного состава и структуры материала. Материалы с определенными химическими связями, как правило, поглощают свет в определенных диапазонах.
Существует несколько способов количественной оценки того, сколько света поглощает цвет. Один из методов — измерение альбедо или коэффициента отражения. Это относится к проценту или доле света, отраженного поверхностью. Идеально белая поверхность будет иметь альбедо 1, не поглощая свет. Идеально черная поверхность будет иметь альбедо 0, поглощая весь свет.
Для цветов альбедо находится в диапазоне от 0 до 1 в зависимости от того, насколько он поглощает или отражает свет в видимом диапазоне длин волн. Более высокое альбедо указывает на меньшее поглощение.
Другой мерой является поглощающая способность или коэффициент поглощения. Он количественно определяет долю поглощенного света по сравнению с общим количеством, которое достигает поверхности. Поглощающая способность варьируется от 0 при отсутствии поглощения до 1 при полном поглощении. Это величина, обратная альбедо — цвет с альбедо 0,4 будет иметь поглощающую способность 0,6.
На основе измерений поглощающей способности по всему видимому спектру, цвета, поглощающие наименьшее количество света:
| Цвет | Поглощающая способность |
|---|---|
| Белый | 0 |
| Серебряный | 0,02 |
| Желтый | 0,12-0,42 |
| Розовый | 0,28 |
Белый отражает весь видимый спектр, давая ему минимально возможную поглощательную способность 0. Металлическое серебро также имеет очень низкую поглощательную способность, около 0,02 по всем длинам волн.
Среди неметаллических цветов желтый, розовый и другие светлые оттенки имеют одно из самых низких поглощений в видимом диапазоне. Желтый поглощает меньше всего из более темных оттенков, с поглощательной способностью от 0,12 до 0,42. Желтый отражает зеленый, желтый и оранжевый свет, поглощая больше синего и фиолетового. Розовый также поглощает очень мало, со средней поглощательной способностью около 0,28. Пастельные оттенки других цветов, таких как светло-голубой, фиолетовый и персиковый, также поглощают меньше света, чем их более глубокие аналоги.
Более светлые, ненасыщенные цвета имеют более низкую поглощательную способность по нескольким причинам:
Более темные оттенки содержат больше пигмента, поэтому они сильнее поглощают в определенных диапазонах длин волн. Глубокий красный сильно поглощает зеленые и синие цвета, оставляя в основном более длинные красные волны для отражения.
Более светлые цвета поглощают не так избирательно, поэтому они сохраняют более широкую отражательную способность по всему спектру. Белый цвет вообще не содержит пигмента, поэтому весь видимый свет отражается диффузно. Желтый цвет содержит достаточно пигмента, чтобы поглощать более короткие фиолетово-синие волны, отражая остальные.
Низкое поглощение света бледными и яркими цветами имеет множество применений:
Низкая поглощающая способность особенно полезна, когда приоритетными являются отражение света и управление теплом. Белый цвет, в частности, сохраняет высокую отражающую способность во всем видимом и инфракрасном спектре.
В то время как бледные оттенки имеют очень низкое поглощение, глубокие, насыщенные цвета поглощают гораздо больше света. Вот несколько примеров цветов с высокой поглощающей способностью и их средние поглощающие способности:
| Цвет | Поглощающая способность |
|---|---|
| Черный | 0,95-1 |
| Темно-зеленый | 0,7-0,9 |
| Темно-синий | 0,8-0,9 |
| Бордовый | 0,7-0,85 |
Черный поглощает во всем видимом спектре с поглощающей способностью, близкой к 1. Более темные оттенки зеленого, синего, фиолетового, красного и коричневого также поглощают в целом с Коэффициенты поглощения от 0,7 до 0,9. Эти насыщенные цвета содержат много пигмента, поглощающего свет.
Интересно, что фиолетовый цвет имеет относительно высокий коэффициент поглощения около 0,8. Можно было бы ожидать, что спектральный цвет ближе к синему концу будет более отражающим. Однако фиолетовый цвет имеет сильные полосы поглощения в желто-зеленом диапазоне, поглощая 70-80% этих длин волн. Это значительно повышает его общую поглощающую способность.
Хотя они часто не так подходят для управления освещением и теплом, цвета с высокой поглощающей способностью имеют свои собственные полезные применения:
Глубокие оттенки создают визуальную силу, акцент и контраст. Их поглощение света можно использовать для уменьшения отражений или сокрытия грязи. В частности, черный цвет обладает широким поглощением света, создавая эффект гладкости.
Хотя оттенок пигмента является основным фактором, определяющим поглощение, на него могут влиять и некоторые другие факторы:
Блестящая серебристая краска поглощает меньше, чем матовая серая при том же уровне пигмента. Полупрозрачное витражное стекло поглощает меньше, чем непрозрачное окрашенное изображение. А ярко проецируемый цвет при полном освещении будет казаться поглощающим меньше, чем в тени.
Поскольку на восприятие могут влиять многие факторы, для точного измерения поглощательной способности цвета требуется контролировать другие условия:
При рассеянном освещении и просмотре измерения поглощательной способности будут точными для непрозрачных матовых образцов. Текстурированные, многоугольные или полупрозрачные поверхности могут потребовать более сложных измерительных установок.
Поглощение света цветом может увеличиваться со временем из-за:
Окислительное выцветание имеет тенденцию увеличивать поглощение в сине-зеленых спектральных диапазонах. Накопление грязи увеличивает поглощение более широко по всем длинам волн. Отбеливание снижает определенные пики поглощения, связанные с деградировавшими пигментами. Разбавление краски или красящих концентратов приводит к изменению цвета.
Мониторинг впитывающей способности в течение срока службы поверхности помогает предвидеть и измерить ухудшение цвета. Повышенное поглощение света из-за загрязнения или отбеливания указывает на необходимость очистки или повторного нанесения для поддержания отражательной способности.
Существует много возможностей для дальнейшего исследования поглощающей способности:
Характеристика того, как такие факторы, как полупрозрачность, текстура, загрязнение и перцептивные свойства, связаны с поглощением света, может улучшить приложения цветопередачи во многих областях.
Цвета, которые поглощают меньше всего видимого света, — это белый, металлический серебристый, светло-желтый и бледно-пастельные оттенки. Они имеют альбедо около 1 и поглощательную способность ниже 0,5 в большей части видимого спектра. Глубокие, насыщенные цвета поглощают гораздо больше, причем черный, синий и фиолетовый имеют поглощательную способность более 0,7. Поглощение света цветом в первую очередь определяется его уровнем пигментации и оттенком, хотя на него могут влиять и многие другие факторы. Понимание взаимодействия между цветом и поглощением света помогает в приложениях от дизайна интерьера до промышленного машиностроения.