Какого цвета отсутствие всех цветов?

Отсутствие цвета, или черный, — это концепция, которая завораживала людей на протяжении тысячелетий. Черный цвет загадочен, элегантен, силен — он вызывает инстинктивную реакцию. Но что такое черный цвет на техническом уровне? Что означает для поверхности поглощать все длины волн видимого света? В этой статье мы рассмотрим науку, стоящую за черным цветом, и проанализируем, что придает ему его отличительные свойства. От физики до физиологии мы рассмотрим, как наши глаза и мозг воспринимают черный цвет, и почему этот особый оттенок имеет такое символическое значение в разных культурах.

Что такое цвет?

Чтобы понять, что такое черный, мы сначала должны понять, что такое цвет. Цвет — это свойство света — это способ, которым наши глаза и мозг интерпретируют различные длины волн в спектре видимого света. Этот спектр простирается примерно от 400 нанометров (фиолетовый/фиолетовый) до 700 нанометров (красный).

Когда свет попадает на объект, некоторые длины волн поглощаются, а другие отражаются. Отраженные длины волн определяют, какой цвет воспринимают наши глаза. Например, лист кажется зеленым, потому что он отражает в основном зеленый и синий свет, поглощая другие длины волн.

Наш мозг интерпретирует разные длины волн как разные цвета благодаря специальным фоторецепторным клеткам, называемым колбочками. Существует три типа колбочек, которые чувствительны к коротким (синим), средним (зеленым) и длинным (красным) длинам волн. Объединяя и сравнивая сигналы от этих трех типов колбочек, наша зрительная кора генерирует широкий спектр оттенков, которые мы воспринимаем.

Итак, вкратце, цвет — это просто представление мозгом различных длин волн видимого света. Это конструкция нашей зрительной системы, а не неотъемлемое свойство самого света. Это будет важно помнить, когда мы рассмотрим природу черного цвета.

Что такое черный?

Черный, как это ни удивительно, не считается цветом физиками и оптическими учеными. Это потому, что черный цвет — это отсутствие видимого света. Объект, который кажется черным для наших глаз, отражает очень мало света в видимом спектре, если вообще отражает. Вместо этого «черная» поверхность поглощает почти все длины волн света, которые на нее попадают.

Это означает, что черный цвет на самом деле является отсутствием воспринимаемого цвета. Вместо того, чтобы быть его собственным отчетливым оттенком, черный цвет — это то, что наши глаза видят, когда нет светового стимула, который активирует наши колбочки фоторецепторов. Мы воспринимаем его как цвет, но технически свет не отражается, чтобы создать цвет.

Как объект поглощает так много видимого света? Пигмент или материал должны обладать особыми свойствами. Например, краски и красители, которые кажутся черными, содержат пигменты углерода. Углерод сильно поглощает по всему видимому спектру. Чернила и краски также могут сочетать в себе голубой, пурпурный и желтый пигменты, которые вместе поглощают большую часть видимого света, чтобы создать насыщенный черный цвет. Другие химические соединения могут производить аналогичный эффект, поглощая видимый свет, чтобы придать поверхностям этот глубокий темный оттенок.

Восприятие черного

Есть что-то уникальное в опыте видения чистого черного цвета. Представьте себе, что вы находитесь в абсолютно черной комнате, не в состоянии увидеть собственную руку перед своим лицом. Или смотрите на ночное небо, настолько лишенное светового загрязнения, что не видно ни одной звезды. Эти примеры иллюстрируют, что происходит, когда нашей зрительной системе не хватает световых стимулов, необходимых для активации цветочувствительных колбочек.

Относительно нашей повседневной среды, восприятие «истинного» черного цвета довольно редко. Даже ночью рассеянный свет от звезд и луны стимулирует наше зрение. Когда уровень освещенности становится чрезвычайно тусклым, наши глаза адаптируются, открывая зрачок и становясь более чувствительными — вот почему мы можем ориентироваться в темной комнате. Тем не менее, большинство случаев черного цвета, с которыми мы сталкиваемся в нашей искусственной среде, содержат следы света, отражающегося или излучаемого на низких уровнях.

Поэтому, когда мы сталкиваемся с полным отсутствием света, это может ощущаться почти как сенсорная пустота или слепое пятно. Наша зрительная кора напрягается, чтобы найти даже самый слабый сигнал, но не находит световых волн, которые можно было бы представить как цвет. Хотя эта пустота стимула является реальностью, наш мозг часто пытается заполнить или представить что-то в этих черных пробелах. Это может объяснить, почему черный цвет может казаться движущимся, мерцающим или приобретать зернистую текстуру, если смотреть на него в полной темноте. Зрительный центр начинает фабриковать свой собственный шум при отсутствии реальных стимулов.

Физика черного

С точки зрения физики, восприятие настоящего черного цвета требует поверхности, которая идеально поглощает свет во всем видимом диапазоне длин волн. Такая поверхность будет отражать 0% падающего на нее света. Это легче сказать, чем сделать, поскольку практически все натуральные материалы отражают хотя бы небольшую часть видимого света. Ученые заинтригованы идеей создания искусственных материалов, которые могли бы достичь идеального черного цвета, полностью улавливая входящие фотоны.

Различные нанотехнологии и метаматериалы обещают создание ультрачерных материалов. Различные методы включают использование углеродных нанотрубок, крошечных полостей или тонких сетей нанопроволок для захвата света. Управляя структурами в наномасштабе, эти материалы не дают свету отражаться обратно. Захваченные фотоны либо поглощаются, либо подвергаются повторным отражениям, но никогда не покидают поверхность.

Некоторые примеры современных ультрачерных материалов включают:

Неизвестно, можно ли изготовить идеально черный материал, который поглощает 100% видимого света возможно. Но инженеры продолжают стремиться к новым технологиям для максимального поглощения света. Самые черные вещества сегодня буквально темнее, чем любой природный материал. Это потому, что даже наименее отражающие природные материалы, такие как сырая нефть, все равно отражают часть света.

Черный и культура

Пустотная природа черного цвета придает ему культурную символику по всему миру. Черный часто олицетворяет пустоту, тьму, неизвестность или смерть. Но он также может символизировать силу, элегантность и серьезность. Вот несколько примеров черного символизма:

В разных культурах черная одежда также несет смысл. На Западе черная официальная одежда олицетворяет элегантность и престиж. В Китае черная одежда сигнализирует о серьезности и авторитете. Христианские священники облачаются в черные одежды в знак благочестия. Невесты носят черное в некоторых частях Индии и Бангладеш.

Очевидно, что восприятие черного выходит далеко за рамки физики и оптики. Глубокое человеческое очарование этим оттенком затрагивает наши первобытные страхи и очарованность темнотой. Поскольку черный цвет встречается так редко, он сохраняет неуловимое, таинственное качество. Эта тайна придает черному большую часть его культурной силы.

Заключение

Какого цвета отсутствие цвета? Черный технически не является цветом, а скорее пустотой, остающейся, когда никакой видимый свет не достигает наших глаз. Поверхности кажутся черными, поглощая свет по всему видимому спектру, не оставляя ничего для отражения. Однако, несмотря на то, что чернота лишена светового стимула, наши зрительные системы не могут не проецировать текстуру, движение и зернистость на эту сенсорную пустоту. Полная темнота настоящего черного цвета пробуждает наше воображение, даже когда она ускользает от восприятия. Таким образом, хотя черный цвет оптически определяется как отсутствие, наше восприятие его парадоксальным образом полно культурного смысла.