Белый свет состоит из всех цветов видимого спектра света. Когда присутствуют все длины волн видимого света, наши глаза видят эту комбинацию света как белый. Два распространенных способа получения белого света — это сочетание синего и желтого света или сочетание красного, зеленого и синего света. В этой статье мы сосредоточимся на том, как сочетание синего и желтого света создает белый свет.
Спектр видимого света — это диапазон длин волн или частот электромагнитного излучения, которые может обнаружить человеческий глаз. Видимый спектр простирается от фиолетового света с длиной волны около 380 нанометров до красного света с длиной волны около 740 нанометров. Цвета, которые мы видим, являются результатом различных длин волн света. Вот обзор видимого спектра:
| Цвет | Диапазон длин волн |
|---|---|
| Фиолетовый | 380-450 нм |
| Синий | 450-495 нм |
| Зеленый | 495-570 нм |
| Желтый | 570-590 нм |
| Оранжевый | 590-620 нм |
| Красный | 620-750 нм |
Когда дело доходит до света, основными цветами являются красный, зеленый и синий. Это известно как аддитивная цветовая модель. При аддитивном смешении цветов объединение основных цветов света приводит к вторичным цветам.
Первичные аддитивные цвета:
– Красный свет
– Зеленый свет
– Синий свет
Вторичные аддитивные цвета, полученные путем смешивания пар основных цветов:
– Красный + Зеленый = Желтый
– Красный + Синий = Пурпурный
– Зеленый + Синий = Голубой
Все три основных цвета вместе дают белый свет. Это аддитивное смешение цветов – объединение света создает больше цветов. Компьютерные и телевизионные экраны используют аддитивную цветовую модель RGB для получения цветов путем смешивания красного, зеленого и синего света.
Как показано выше, при смешивании красного, зеленого и синего света получается белый свет. Однако белый свет также можно получить путем смешивания всего двух цветов — синего и желтого.
Синий свет имеет длину волны около 450–495 нм. Желтый свет имеет длину волны около 570–590 нм. Когда эти два цвета смешиваются, полученный свет стимулирует как синие, так и желтые цветовые рецепторы в наших глазах.
В наших глазах есть три типа цветовых рецепторов, называемых колбочками:
– Красные колбочки, которые обнаруживают длинные волны (620–750 нм)
– Зеленые колбочки, которые обнаруживают средние волны (495–570 нм)
– Синие колбочки, которые обнаруживают короткие волны (450–495 нм)
Поскольку синий свет активирует синие колбочки, а желтый свет активирует как зеленые, так и красные колбочки, сочетание этих двух цветов вызывает реакцию всех трех типов колбочек. Эта полная стимуляция всех колбочек глаза воспринимается мозгом как белый свет.
Причина, по которой синий и желтый свет объединяются, образуя белый свет, может быть объяснена как биологией человеческого цветового зрения, так и физикой длин волн света.
Восприятие цвета человеком
Как уже упоминалось, три типа колбочек в наших глазах позволяют нам обнаруживать красный, зеленый и синий свет. Эти колбочки содержат фотопигменты, которые чувствительны к определенным длинам волн. Когда эти фотопигменты поглощают свет, они запускают нейронные сигналы в мозг. Мозг интерпретирует сигналы от всех трех типов колбочек вместе как разные цвета.
Когда синий свет (около 450-495 нм) и желтый свет (около 570-590 нм) попадают в глаз вместе, они полностью стимулируют синие колбочки, зеленые колбочки и красные колбочки. Мозг получает полный набор сигналов от колбочек, которые он воспринимает как белый свет. Ни один тип колбочек не испытывает недостатка в стимуляции, поэтому свет не интерпретируется как частичный цвет.
Аддитивные длины световых волн
С точки зрения физики света, длины волн синего света (около 450-495 нм) и длины волн желтого света (около 570-590 нм) попадают на противоположные концы видимого спектра. Когда эти длины волн смешиваются вместе, они создают относительно однородную полосу длин волн, охватывающую весь видимый спектр.
Эта полная полоса видимых длин волн представляет собой аддитивный белый свет. В то время как красный, зеленый и синий обеспечивают более равномерное распределение длин волн, синий и желтый создают достаточный разброс, чтобы восприниматься как полный спектр белого света.
Сочетание синего и желтого света — не единственный метод получения белого света. Вот несколько других способов получения белого света:
– RGB: смешивание красного, зеленого и синего света. Это аддитивное смешение цветов с использованием основных цветов света. RGB используется в телевизорах, компьютерных мониторах и других цветных дисплеях.
– Пигменты краски: смешивание пигментов краски в равных пропорциях, например, смешивание красок RGB, дает оттенки серого или белого. Это субтрактивное смешение цветов использует отраженный свет.
– ЛАЗЕРЫ: Некоторые ЛАЗЕРЫ белого света объединяют синий ЛАЗЕРНЫЙ диод с желтым люминофорным покрытием для излучения белого света. Синий поглощается и повторно излучается как желтый.
– Лампы накаливания: нагревание вольфрамовой нити создает широкий континуум длин волн, которые кажутся белыми. Для получения других цветов не нужны фосфоры или газы.
– Флуоресцентные лампы: УФ-свет возбуждает фосфорное покрытие для излучения нескольких длин волн, смешивающихся с белым. Различные фосфоры излучают разные цвета по всему спектру.
– Светодиоды: Белые светодиоды сочетают синий светодиод с желтым фосфором, подобно белым ЛАЗЕРАМ. Синий свет стимулирует фосфор излучать желтый свет.
Итак, вкратце, два основных способа получения белого света — это аддитивное смешение цветов основных цветов (RGB) или сочетание более короткой длины волны синего цвета с более длинным желтым/фосфорным излучением.
Мы можем наблюдать смешивание синего и желтого света для получения белого света во многих повседневных ситуациях:
– Солнечный свет ранним утром/поздним вечером: В это время солнечный свет, проходящий через атмосферу, рассеивает синий свет. Он смешивается с желтоватым солнечным светом, создавая белый свет.
– Белые светодиодные лампы: Как упоминалось выше, большинство белых светодиодных ламп содержат синий светодиод в сочетании с желтым люминофором. Синий светодиод излучает синий свет, в то время как люминофор повторно излучает желтый свет. Вместе они кажутся белыми.
– Экраны компьютеров/телефонов: Для создания белых пикселей на ЖК-экране синие и желтые субпиксели включаются вместе с красным субпикселем, создавая полный спектр белого света.
– Пламя магния: Горящий магний создает яркое белое пламя. Это происходит из-за синих и желтых спектральных линий излучения атомов магния. Излучаются синие и желтые длины волн, которые смешиваются с белым светом.
– Печать: Традиционная печать CMYK использует голубые (синие), пурпурные (розовые) и желтые чернила для создания белой бумаги в качестве вторичного цвета. Объединенные отраженные цвета кажутся белыми.
Таким образом, во многих естественных и искусственных источниках света сочетание синего и желтого света способствует восприятию белого света.
Подводя итог, синий свет около 450-495 нм и желтый свет около 570-590 нм могут объединяться, чтобы производить белый свет для человеческого глаза из-за биологии нашего цветового зрения и физики аддитивного смешивания света. Синий стимулирует колбочки с короткой длиной волны, желтый стимулирует колбочки со средней и большой длиной волны, и вместе эта полная стимуляция колбочек воспринимается как белый свет. Длины волн синего и желтого охватывают видимый спектр в достаточной степени, чтобы смешиваться как полный спектр белого света. Это объясняет, почему сочетание синего и желтого света создает восприятие белого цвета как в промышленных устройствах, таких как экраны и лампочки, так и в природе во время восхода и захода солнца.