Видимый спектр света относится к диапазону цветов, которые способен видеть человеческий глаз. Спектр видимого света состоит из 7 основных цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, синего и фиолетового. Эти 7 цветов создают радугу, с которой мы все знакомы. Каждый цвет имеет свою длину волны и частоту, которые могут обнаружить наши глаза. Понимание спектра видимого света и 7 основных цветов, которые его составляют, помогает объяснить, как мы видим цвет.
Видимый свет является частью полного электромагнитного спектра. Электромагнитный спектр охватывает все длины волн и частоты электромагнитного излучения. Он варьируется от радиоволн на длинноволновом и низкочастотном конце до гамма-лучей на коротковолновом и высокочастотном конце. Видимый свет находится между инфракрасным светом и ультрафиолетовым светом в электромагнитном спектре.
Длины волн и частоты полного электромагнитного спектра все движутся со скоростью света, но имеют разные свойства в зависимости от их длины волны и частоты. Более длинные волны и более низкие частоты (например, радиоволны) могут преломляться вокруг крупных объектов. Более короткие волны и более высокие частоты (например, рентгеновские лучи) имеют больше энергии и могут проникать сквозь объекты.
Видимый свет — это часть спектра, которую могут обнаружить наши глаза. Небольшой диапазон длин волн видимого света стимулирует сетчатку наших глаз, позволяя нам видеть цвет.
Спектр видимого света простирается примерно от 380 нанометров до 740 нанометров. Как обсуждалось выше, он находится между инфракрасным светом (более длинная волна) и ультрафиолетовым светом (более короткая волна).
В спектре видимого света длины волн и частоты соответствуют 7 основным цветам следующим образом:
| Цвет | Диапазон длин волн (нм) | Диапазон частот (ТГц) |
|---|---|---|
| Красный | 620-750 | 400-484 |
| Оранжевый | 590-620 | 484-508 |
| Желтый | 570-590 | 508-526 |
| Зеленый | 495-570 | 526-606 |
| Синий | 450-495 | 606-668 |
| Индиго | 445-450 | 668-699 |
| Фиолетовый | 380-445 | 699-789 |
Как видно из таблицы, красный свет имеет самые длинные волны в видимом спектре, а фиолетовый свет — самые короткие волны. Красный свет с большей длиной волны имеет более низкую частоту, а фиолетовый свет с меньшей длиной волны имеет более высокую частоту. Другие цвета находятся между красным и фиолетовым с точки зрения их длины волны и частоты.
Наши глаза распознают эти длины волн как различные цвета. Когда все длины волн видимого спектра попадают в наш глаз с полной интенсивностью, мы воспринимаем это как белый свет. Видимый спектр света учитывает все возможные цвета, которые наши глаза могут распознать в природе.
Каждый цвет в спектре видимого света имеет определенные свойства и характеристики:
– Самая длинная длина волны видимого света
– Самая низкая частота видимого света
– Диапазон длин волн = 620-750 нм
– Диапазон частот = 400-484 ТГц
Красный цвет имеет самую длинную длину волны и самую низкую частоту видимого спектра. Поэтому он имеет наименьшую энергию. Красный свет вызывает у людей сильную физиологическую реакцию, увеличивая частоту сердечных сокращений и стимулируя более быстрое дыхание. Красный свет также улучшает видимость в дымке или тумане.
– Средне-длинноволновый видимый свет
– Средне-низкочастотный видимый свет
– Диапазон длин волн = 590-620 нм
– Диапазон частот = 484-508 ТГц
Оранжевый представляет собой смесь красного и желтого света. Оранжевый свет также стимулирует физиологические реакции, хотя и менее сильно, чем красный свет. Он лучше виден в тумане, чем желтый или зеленый свет.
– Средневолновый видимый свет
– Среднечастотный видимый свет
– Диапазон длин волн = 570-590 нм
– Диапазон частот = 508-526 ТГц
Желтый находится в середине спектра видимого света с точки зрения длины волны и частоты. Из всех цветов желтый имеет самую сильную видимость в тумане или дымке. Он также имеет сильную яркость на белом фоне. Желтый цвет вызывает у наблюдателей чувство оптимизма и тепла.
– Видимый свет средней и короткой длины волны
– Видимый свет средней и высокой частоты
– Диапазон длин волн = 495–570 нм
– Диапазон частот = 526–606 ТГц
Зеленый цвет находится в центре видимого спектра. Он считается самым спокойным цветом для человеческих глаз. Зеленый свет эффективен для улучшения видимости ночью, поскольку человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому цвету.
– Видимый свет с более короткой длиной волны
– Видимый свет с более высокой частотой
– Диапазон длин волн = 450–495 нм
– Диапазон частот = 606–668 ТГц
Синий цвет имеет более короткую длину волны и более высокую частоту, чем другие видимые цвета. Синий свет больше рассеивается в атмосфере, из-за чего небо кажется синим. Синий ассоциируется с такими чувствами, как спокойствие и стабильность. Однако воздействие слишком большого количества синего света ночью может нарушить циркадные ритмы человека.
– Очень коротковолновый видимый свет
– Очень высокочастотный видимый свет
– Диапазон длин волн = 445–450 нм
– Диапазон частот = 668–699 ТГц
Индиго — это темно-синий цвет, близкий к фиолетовому в спектре. Натуральный индиго на свету трудно различить, поэтому некоторые говорят, что это не отдельный цвет в спектре. Тем не менее, он считается одним из 7 традиционных цветов радуги.
– Самая короткая длина волны видимого света
– Самая высокая частота видимого света
– Диапазон длин волн = 380-445 нм
– Диапазон частот = 699-789 ТГц
Фиолетовый имеет самые короткие длины волн и самые высокие частоты видимого света. Как и синий свет, фиолетовый имеет высокое рассеивание в атмосфере. Фиолетовый находится на нижнем пределе зрительной чувствительности человека и поэтому кажется темнее других цветов. Ультрафиолетовый свет, сразу за фиолетовым, невидим для человеческого глаза.
Восприятие цвета в этих 7 диапазонах видимого спектра зависит от колбочек в наших глазах. Существует три типа колбочек, каждый из которых чувствителен к разным длинам волн света:
– Коротковолновые колбочки – наиболее чувствительны к синему/фиолетовому свету
– Средневолновые колбочки – наиболее чувствительны к зеленому свету
– Длинноволновые колбочки – наиболее чувствительны к красному свету
Эти колбочки имеют пиковую чувствительность, которая примерно соответствует синему, зеленому и красному свету в видимом спектре. Все остальные цвета, которые мы воспринимаем, являются комбинациями сигналов от этих трех типов колбочек. Например, желтый активирует как средневолновые, так и длинноволновые колбочки. Вот почему нет отдельных колбочек, чувствительных к желтому, оранжевому, синему и т. д. Наш мозг объединяет ответы колбочек для создания всех цветовых восприятий.
При комбинировании цветного света цвета складываются, создавая новые восприятия. Это известно как аддитивное смешение цветов и лежит в основе того, как наши глаза видят все цвета в видимом спектре:
– Красный + зеленый = желтый
– Красный + синий = пурпурный
– Зеленый + синий = голубой
– Красный + зеленый + синий = белый
При аддитивном смешивании объединение всех цветов при полной интенсивности дает белый свет. Это происходит потому, что весь видимый спектр, попадающий в наши глаза, воспринимается как полностью белый свет. Телевизоры и другие экраны создают цвет посредством комбинаций красного, зеленого и синего света. Аддитивное смешение цветов света лежит в основе диапазона видимых цветов, которые мы можем воспринимать.
Мы можем наблюдать полный спектр видимого света в естественных радугах. Когда белый солнечный свет проходит через капли дождя, различные цвета в спектре изгибаются под немного разными углами, распределяя их по дуге. Длины волн видимого света совпадают с 7 цветовыми полосами, создавая радугу.
Мы также можем видеть спектр в мыльных пузырях, масляных пятнах, призмах и других эффектах. Диапазон возможных цветов, которые мы видим, происходит из 7 полос видимого света. Другие животные могут видеть различные диапазоны длин волн, расширяя или сдвигая видимый спектр. Но для человеческого зрения эти 7 цветов определяют все, что могут воспринимать наши глаза.
Видимый спектр, полученный из электромагнитного излучения, охватывает 7 основных цветовых полос, обнаруживаемых человеческим зрением: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. Эти цвета имеют определенные диапазоны длин волн и частоты. Свойства каждой цветовой полосы влияют на ее визуальные эффекты и восприятие.
Видимый спектр охватывает небольшой сегмент полного электромагнитного спектра. Но в пределах этого диапазона 7 цветовых полос составляют все цвета, которые мы можем видеть в природе. Понимание спектра дает представление о том, как наши глаза обнаруживают свет и воспринимают цвет в окружающем нас мире.