Teaduse kaudu saate teada, mis muudab musta värvi selliseks, nagu see on, ja kuidas arendavad teadlased välja tõelise puhta musta versiooni. Siit saate teada, miks must värv paistab ja kuidas teadlased loovad sellest puhtamaid versioone. American Chemical Society (Britannica Publishing Partner) Vaadake kõiki selle artikli videoid
Newton näitas, et värv on valguse kvaliteet. Värvide mõistmiseks on seetõttu vaja valguse kohta midagi teada. Elektromagnetilise kiirguse vormina on valgusel ühised omadused nii lainete kui ka osakestega. Seda võib mõelda kui minutiliste energiapakettide voogu, mis kiirgub laine liikumisel erineval sagedusel. Igal konkreetsel valgusvihul on sellega seotud kindlad sageduse, lainepikkuse ja energia väärtused. Sagedust, mis on ajaühikus ruumi fikseeritud punkti läbivate lainete arv, väljendatakse tavaliselt hertsides (1 Hz = 1 tsükkel sekundis). Lainepikkus on kahe järjestikuse laine vastavate punktide vaheline kaugus ja seda väljendatakse sageli meeterühikutes - näiteks nanomeetrites (1 nm = 10−9meeter). Valguskiire energiat saab võrrelda valguse kiirusel liikuva väikese osakese omaga, välja arvatud see, et ükski puhkemassiga osake ei saaks sellise kiirusega liikuda. Nimi footon , mida kasutatakse mis tahes lainepikkuste väikseima valguskoguse jaoks, on mõeldud hõlmama see duaalsus, sealhulgas nii laine kui ka osakeste omadused omane lainemehaanikas ja kvantmehaanikas. Footoni energiat väljendatakse sageli elektronvoltide ühikutes (1 eV = 1,602 × 10−12erg); see on otseselt proportsionaalne sagedusega ja pöördvõrdeline lainepikkusega.
Valgus ei ole ainus elektromagnetkiirguse tüüp - see on tegelikult ainult väike osa kogu elektromagnetilisest spektrist -, kuid see on see vorm, mida silm tajub. Valguse lainepikkused jäävad vahemikku umbes 400 nm spektri violetses otsas kuni 700 nm punase otsani ( vaata tabel). (Nähtava spektri piirid ei ole teravalt määratletud, kuid erinevad üksikisikute lõikes; suure intensiivsusega valguse nähtavus on mõnevõrra laiem.) Lühemate lainepikkuste korral elektromagnetiline spekter ulatub ultraviolettkiirguse piirkonda ja jätkub läbi Röntgenikiirgus , gammakiired ja kosmilised kiired. Spektri punase otsa taga on pikem laine infrapunakiirgus kiired (mida on tunda kuumusena), mikrolaineahjud ja raadiolained. Ühe sageduse kiirgust nimetatakse ühevärviliseks. Kui see sagedus langeb nähtava spektri vahemikku, tekitab värvitaju küllastunud tooni.
| värv * | lainepikkus (nm) | sagedus (1014Hz) | energia (eV) |
|---|---|---|---|
| * Ainult tüüpilised väärtused. | |||
| punane (piir) | 700 | 4.29 | 1.77 |
| võrk | 650 | 4.62 | 1.91 |
| oranž | 600 | 5.00 | 2.06 |
| kollane | 580 | 5.16 | 2.14 |
| roheline | 550 | 5.45 | 2.25 |
| tsüaan | 500 | 5.99 | 2.48 |
| sinine | 450 | 6.66 | 2.75 |
| violetne (piir) | 400 | 7.50 | 3.10 |
Spektri värve nimetatakse kromaatilisteks värvideks; on ka mittekromaatilisi värve nagu pruunid, magentad ja roosad. Termin akromaatilised värvid mõnikord rakendatakse must-hall-valge järjestust. Mõne hinnangu järgi suudab silm eristada umbes 10 miljonit värvi, mis kõik tulenevad kahte tüüpi valgusegust: aditiivne ja lahutav. Nagu nimed vihjavad, hõlmab lisandisegu spektraalkomponentide lisamist ja lahutussegu puudutab lahutamist või imendumine spektriosadest.
st. paavst Johannes Paulus ii
Lisandiline segamine toimub valguskiirte ühendamisel. Esmalt Newtoni välja mõeldud värviringi kasutatakse siiani laialdaselt värvikujunduse jaoks ja see on kasulik ka siis, kui arvestada valguskiirte segamise kvalitatiivset käitumist. Newtoni värviring ühendab punased spektrivärvid, oranž , kollane, roheline, tsüaan, indigo ja sini-violetne, mittepektrilise värviga magenta (sini-violetse ja punase valguskiire segu), nagu on näidatud. Valge värv on keskel ja seda saadakse ligikaudu võrdse intensiivsusega valgusvihkude lisavärvide (värvid, mis on värviringil diametraalselt vastupidised), näiteks kollase ja sini-violetse, rohelise ja magenta, või tsüaani ja punase värviga. Vahevärve saab toota valgusvihkude segamisel, nii et punase ja kollase segamine annab oranži, punane ja sini-violetne annab magenta jne.
Newtoni värviringi üks vorm. Encyclopædia Britannica, Inc.
Kolm lisaaine põhivärvi on punane, roheline ja sinine; see tähendab, et punast, rohelist ja sinist värvi erinevas koguses segades võib saada peaaegu kõiki muid värve ja kui kolm põhivärvi kokku panna võrdsetes kogustes, tekib valge.
Lisandite segunemist saab füüsiliselt demonstreerida, kasutades kolme filtriga varustatud slaidiprojektorit, nii et üks projektor paistab küllastunud punase valgusvihuga valgele ekraanile, teine küllastunud sinise ja kolmas küllastunud rohelise valguse kiirele. Lisandite segamine toimub kohtades, kus talad kattuvad (ja seega liidetakse kokku), nagu on näidatud joonisel. Seal, kus punased ja rohelised talad kattuvad, tekib kollane värv. Kui lisatakse rohkem punast valgust või kui rohelise tule intensiivsust vähendatakse, muutub valgussegu oranžiks. Samamoodi, kui rohelist tuld on rohkem kui punast, tekib kollakasroheline tuli.
(Vasakul) Punase, rohelise ja sinise segu segamine. (Parempoolne) Magenta, kollase ja tsüaani lahutav segu. Encyclopædia Britannica, Inc.
Subtraktiivne värvide segamine hõlmab valguse neeldumist ja selektiivset edastamist või peegeldamist. See tekib siis, kui värvaineid (näiteks pigmente või värvaineid ) on segatud või kui ühte valgusvihku on sisestatud mitu värvilist filtrit. Näiteks kui projektor on varustatud sügavpunase filtriga, laseb filter punast valgust edasi ja neelab muid värve. Kui projektor on varustatud tugeva rohelise filtriga, neeldub punane valgus ja levib ainult roheline tuli. Seega, kui projektor on varustatud nii punase kui ka rohelise filtriga, neelduvad kõik värvid ja valgust ei edastata, mille tulemuseks on must. Sarnaselt neelab kollane pigment sinist ja violetset valgust, peegeldades samal ajal kollast, rohelist ja punast valgust (roheline ja punane kombineeruvad, et saada rohkem kollast). Sinine pigment neelab peamiselt kollast, oranži ja punast valgust. Kollase ja sinise pigmendi segamisel tekib roheline värv, kuna see on ainus spektrikomponent, mida kumbki pigment ei ima tugevalt.
Kuna aditiivsetel protsessidel on suurim gamma, kui primaarid on punased, rohelised ja sinised, on mõistlik eeldada, et subtraktiivsete protsesside suurim gamm saavutatakse siis, kui primaarid on vastavalt punast neelavad, rohelist neelavad ja sinised -absorbeeriv. Kujutise värv, mis neelab kogu muu kiirguse edastamisel punast valgust, on sinakasroheline, mida sageli nimetatakse tsüaaniks. Ainult rohelist valgust neelav pilt laseb läbi nii sinist kui ka punast valgust ning selle värv on magenta. Sinist värvi neelav pilt laseb läbi ainult rohelist ja punast valgust ning selle värv on kollane. Seega on lahutavateks põhiaineteks tsüaan, magenta ja kollane ( vaata ).
Ükski värvivaldkonna mõiste pole traditsiooniliselt olnud segasem kui äsja arutatud. See segadus võib olla seotud kahe levinud eksitajaga: subtraktiivset primaatsüaani, mis on korralikult sinakasroheline, nimetatakse tavaliselt siniseks; ja lahutavat primaart magentat nimetatakse tavaliselt punaseks. Nendes mõistetes muutuvad lahutavad primaarid punaseks, kollaseks ja siniseks; ja neil, kelle kogemused piirduvad enamasti lahutavate segudega, on põhjust küsida, miks nõuab füüsik põhivärvidena punast, rohelist ja sinist. Segadus laheneb korraga, kui mõistetakse, et punane, roheline ja sinine valitakse lisaaegseteks põhiaineteks, kuna need pakuvad segudes suurimat värvigammat. Samal põhjusel on subtraktiivsed primaarid vastavalt punast neelavad (tsüaan), rohelist neelavad (magenta) ja sinist neelavad (kollased).
