Svetlo a farba. Energia žiarenia a spektrálne zloženie optického žiarenia

spektrálne zloženie- spektrinė sudėtis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. spektrálne zloženie; zloženie spektra vok. Spektralzusammensetzung, f rus. spektrálne zloženie, m pranc. kompozičné spektrum, f … Fizikos terminų žodynas

Phys. metódy kvality. .a množstvá. stanovenie zloženia vo va, na základe získania a štúdia jeho spektier. Základ S. a. spektroskopia atómov a molekúl, je klasifikovaná podľa účelu analýzy a typov spektier. Spoločnosť Atomic S. a. (ASA) definuje... ... Fyzická encyklopédia

Spektrálna analýza, fyzikálna metóda na kvalitatívne a kvantitatívne stanovenie atómového a molekulárneho zloženia látky, založená na štúdiu jej spektier. Fyzikálnym základom S. a. je spektroskopia atómov a molekúl, zaraďuje sa podľa... ...

Spektrálna analýza je súbor metód na kvalitatívne a kvantitatívne určenie zloženia objektu, založený na štúdiu spektier interakcie hmoty so žiarením, vrátane spektier elektromagnetického žiarenia, akustických vĺn, ... ... Wikipedia

Zaviedli Bunsen a Kirchhoff v roku 1860, chemické štúdium látky prostredníctvom jej charakteristických farebných čiar, ktoré sú viditeľné pri pohľade na ňu (počas prchania) cez hranol. Vysvetlenie 25 000 cudzích slov... Slovník cudzích slov ruského jazyka

Pozri Spektroskopia. Geologický slovník: v 2 zväzkoch. M.: Nedra. Editoval K. N. Paffengoltz a kol. 1978. Spektrálna analýza ... Geologická encyklopédia

SPEKTRÁLNA ANALÝZA- SPEKTRÁLNA ANALÝZA, jedna z metód analýzy, pri ktorej sa používajú spektrá (pozri Spektroskopia, spektroskop) dané tým či oným telesom pri ich zahrievaní! alebo pri prechode lúčov cez roztoky, čím sa získa spojité spektrum. Pre…… Veľká lekárska encyklopédia

I Spektrálna analýza je fyzikálna metóda na kvalitatívne a kvantitatívne stanovenie atómového a molekulárneho zloženia látky, založená na štúdiu jej spektier. Fyzikálny základ S. a. Spektroskopia atómov a molekúl, jej... ... Veľká sovietska encyklopédia

Metóda kvalít. a množstvá. stanovenie zloženia v, na základe štúdia ich emisných, absorpčných, reflexných a luminiscenčných spektier. Existujú atómové a molekulové S. a., ktorých úlohou je určiť zodpovedajúce. elementárne a...... Chemická encyklopédia

zlúčenina- ▲ množina prvková skladba množina prvkov, ktorej zložky l. celý; plniace vlastnosti. v akom zložení? počítajúc do toho. ↓ recept. recept. rozsah. spektrálny. kaleidoskop (hudobné #). nomenklatúry. zloženie repertoáru...... Ideografický slovník ruského jazyka

spektrálna röntgenová analýza- [Röntgenová spektrálna analýza] je metóda na určenie prvkov tvoriacich látku a ich koncentrácií zo spektier charakteristického röntgenového žiarenia. Pozri tiež: Analýza elektrometrická analýza chemická analýza ... Encyklopedický slovník hutníctva

knihy

Metódy morfologickej analýzy obrazov, Pytyev Yu.P.. Uvažuje sa matematický koncept tvaru obrazu ako (nezmenený vzhľadom na podmienky získania obrazu) charakteristiky geometrického tvaru zobrazeného objektu. Považované...
Teória rádiotechnických obvodov, N. Zernov. Kniha obsahuje systematickú prezentáciu teórie elektrických obvodov používaných v rádiotechnike. Uvažuje sa o lineárnych a nelineárnych rádiových obvodoch a metódach ich analýzy. Vzhľadom na...

Najsilnejším zdrojom tepelného žiarenia, ktorý určuje život na Zemi, je Slnko.

Spektrum Slnka je spojité, obsahuje veľa tmavých Fraunhoferove línie . Fraunhofer bol prvý, kto opísal tmavé čiary proti súvislému spektru v roku 1814. Tieto čiary v slnečnom spektre vznikajú v dôsledku absorpcie svetelných kvánt v chladnejších vrstvách slnečnej atmosféry.

Spojité spektrum má najvyššiu intenzitu v rozsahu vlnových dĺžok 430–500 nm. Vo viditeľnej a infračervenej oblasti je spektrum elektromagnetického žiarenia zo Slnka blízke spektru žiarenia absolútne čierneho telesa s teplotou 6000 K. Táto teplota zodpovedá teplote viditeľného povrchu Slnka - fotosféry . Vo viditeľnej oblasti slnečného spektra sú najintenzívnejšie línie H a K ionizovaného vápnika, línie Balmerovho radu vodíka Hα, Hβ a Hγ.

Asi 9 % energie v slnečnom spektre pochádza z ultrafialového žiarenia s vlnovými dĺžkami od 100 do 400 nm. Zvyšná energia je rozdelená približne rovnomerne medzi viditeľnú (400–760 nm) a infračervenú (760–5000 nm) oblasť spektra.

Slnko je silným zdrojom rádiového vyžarovania. Rádiové vlny prenikajú do medziplanetárneho priestoru a sú vyžarované chromosférou (centimetrové vlny) a korónou (decimetrové a metrové vlny). Rádiové vyžarovanie zo Slnka má dve zložky – konštantnú a premenlivú. Konštantná zložka charakterizuje rádiové vyžarovanie tichého Slnka. Slnečná koróna vysiela rádiové vlny ako čierne teleso s teplotou T= 106 K. Variabilná zložka rádiového vyžarovania zo Slnka sa prejavuje vo forme výbuchov a hlukových búrok. Hlukové búrky trvajú niekoľko hodín až niekoľko dní. 10 minút po silnej slnečnej erupcii sa rádiové vyžarovanie zo Slnka zvýši tisíckrát a dokonca miliónkrát v porovnaní s rádiovým vyžarovaním z tichého Slnka; tento stav trvá niekoľko minút až niekoľko hodín. Táto rádiová emisia má netepelnú povahu.

Hustota toku slnečného žiarenia v röntgenovej oblasti (0,1–10 nm) je veľmi malá (~5∙10–4 W/m2 a veľmi sa mení so zmenami v úrovni slnečnej aktivity. V ultrafialovej oblasti pri vlnových dĺžkach od 200 do 400 nm, slnečné spektrum opísané aj zákonmi žiarenia čierneho telesa.

V ultrafialovej oblasti spektra s vlnovými dĺžkami kratšími ako 200 nm intenzita spojitého spektra prudko klesá a vznikajú emisné čiary. Najintenzívnejšia z nich je vodíková čiara Lymanovho radu (λ = 121,5 nm). Pri šírke tejto čiary asi 0,1 nm to zodpovedá hustote toku žiarenia asi 5∙10–3 W/m2. Intenzita žiarenia v línii je približne 100-krát menšia. Nápadné sú aj svetlé emisné čiary rôznych atómov, najdôležitejšie sú Si I (λ = 181 nm), Mg II a Mg I, O II, O III, C III a iné.

Krátkovlnné ultrafialové žiarenie zo Slnka sa vyskytuje v blízkosti fotosféry. Röntgenové žiarenie pochádza z chromosféry ( T~ 104 K), ktorý sa nachádza nad fotosférou a korónou ( T~ 106 K) – vonkajší obal Slnka. Rádiová emisia pri metrových vlnách sa vyskytuje v koróne a pri centimetrových vlnách - v chromosfére.

Tok slnečného žiarenia na 1 m2 plochy zemskej atmosféry je 1350 W. Toto množstvo sa nazýva slnečná konštanta.

Meria sa intenzita priameho slnečného žiarenia aktinometer. Jeho princíp fungovania je založený na využití ohrevu ťahaných plôch telies, ku ktorému dochádza slnečným žiarením. V termoelektrickom aktinometri Savinov-Yanishevsky je prijímacou časťou žiarenia tenký kotúč 1, nakreslený na vonkajšej strane. Spoje termočlánkov 2 sú prispájkované k elektricky izolovanému kotúču, ostatné spoje 3 sú pripevnené k medenému krúžku vo vnútri krytu. a sú zatienené. Vplyvom slnečného žiarenia vzniká v termočlánku elektrický prúd, ktorého sila je priamo úmerná toku žiarenia.

⇐ Predchádzajúci1234

Dátum zverejnenia: 25.01.2015; Prečítané: 958 | Porušenie autorských práv na stránke

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,001 s)…

Spektrum slnečného svetla a farebné videnie

Podľa Young-Hemholtzovej teórie farebného videnia (1821-1894) je možné vnem akejkoľvek farby získať zmiešaním spektrálne čistého žiarenia červenej, zelenej a modrej. Táto teória dobre zapadá do pozorovaných faktov a naznačuje, že v oku sú len tri typy receptorov citlivých na svetlo. Líšia sa od seba v oblastiach spektrálnej citlivosti. Červené svetlo ovplyvňuje predovšetkým prvý typ prijímača, zelené svetlo druhý typ a modré svetlo tretí typ. Pridaním žiarenia týchto troch farieb v rôznych pomeroch je možné získať akúkoľvek kombináciu excitácie všetkých troch typov fotosenzitívnych prvkov a tým aj pocit akejkoľvek farby. Ak sú všetky receptory vzrušené v rovnakej miere, máme pocit bielej farby, ak receptory nie sú vzrušené, máme pocit čiernej. Z tohto dôvodu sa prekrývajúce sa oblasti červenej, zelenej a modrej javia ako biele škvrny.

Prekrytím červenej a modrej vznikne fialová, zelená a modrá tyrkysová a červená a zelená žltá.

Nižšie uvedený graf ukazuje relatívnu spektrálnu citlivosť oka na žiarenie rôznych vlnových dĺžok (tzv. krivka viditeľnosti). Červená krivka viditeľnosti zodpovedá citlivosti oka za denného svetla a modrá krivka zodpovedá citlivosti oka za šera. Maximálna citlivosť oka v dennom svetle sa dosiahne pri vlnovej dĺžke 555 nm a v súmraku - pri vlnovej dĺžke 510 nm. Maximálna citlivosť oka sa v oboch prípadoch berie ako jedna. Rozdiel medzi týmito dvoma krivkami viditeľnosti sa vysvetľuje skutočnosťou, že denné svetlo a svetlo súmraku sú vnímané rôznymi receptormi v oku (tyčinky v šere a čapíky v dennom svetle). Tyčinky zároveň poskytujú čiernobiele videnie a majú veľmi vysokú citlivosť. Kužele umožňujú človeku rozlišovať farby, ale ich citlivosť je oveľa nižšia. V tme fungujú iba palice - preto je vnímaný obraz v noci šedý.

Ako vidíme z krivky viditeľnosti, oko je schopné vnímať svetlo o vlnových dĺžkach približne od 400 nm do 760 nm. V podmienkach adaptácie na tmu môže oko vidieť aj infračervené svetlo s vlnovou dĺžkou do 950 nm a ultrafialové svetlo s vlnovou dĺžkou najmenej 300 nm. Hranice frekvenčného rozsahu viditeľného svetla, ako aj samotný tvar krivky viditeľnosti ľudského oka sa vytvorili v procese dlhého vývoja, prispôsobovania sa podmienkam osvetlenia pozemských objektov slnečným žiarením, ako aj podmienky súmraku a nočného osvetlenia. Bolo by totiž biologicky nepraktické, keby oko malo schopnosť prijímať žiarenie s vlnovými dĺžkami kratšími ako 290 nm, keďže v dôsledku prítomnosti ozónovej vrstvy v zemskej atmosfére, ktorá pohlcuje ultrafialové lúče, sa spektrum slnečného žiarenia v blízkosti zemského povrch prakticky končí pri vlnovej dĺžke 290 nm. Na druhej strane, kvôli tepelnému žiareniu samotného oka by jeho vysoká citlivosť na infračervené žiarenie znemožnila fungovanie oka na slnečnom svetle.

Okom neviditeľné ultrafialové žiarenie napriek tomu ovplyvňuje pokožku. Vplyvom ultrafialového žiarenia, ktoré je prítomné v slnečnom svetle, sa v koži vytvára špeciálny pigment, ktorý intenzívne odráža túto časť slnečného spektra. V tomto prípade pokožka získa charakteristický odtieň známy ako opálenie a pravdepodobnosť popálenia sa výrazne zníži. Prečo sa nemôžeš opaľovať cez okenné sklo? Faktom je, že obyčajné okenné sklo neprepúšťa ultrafialové lúče, a preto slnečné svetlo prechádzajúce cez sklo nemôže spôsobiť opálenie. Opaľovať sa môžete len cez kremenné sklo, ktoré je priepustné pre ultrafialové svetlo.

Optické spektrum priepustnosti syntetického kremenného skla Suprasil 300, optického skla BK 7 a obyčajného skla. Spektrum viditeľného svetla sa pohybuje približne od 400 nm do 800 nm.

Na rozdiel od obyčajného skla, ktoré pozostáva zo zmesi rôznych zložiek, kremenné sklo pozostáva iba z oxidu kremičitého a množstvo nečistôt iných chemických prvkov je extrémne malé. Výsledkom je kremenné sklo s extrémne širokým priepustným spektrom a nízkou absorpciou svetla (bežné okenné sklo pohltí toľko svetla ako kremenné sklo s hrúbkou 100 metrov). To vedie k širokému používaniu kremenného skla v optike. Ak to finančné prostriedky dovolia, môžete jedno z okien na letnej chate zaskliť kremenným sklom a v zime sa opaľovať.

Spektrálne zloženie slnečného žiarenia sa mení v závislosti od výšky Slnka nad horizontom.

Podľa medzinárodnej klasifikácie existujú:

1. Infračervené žiarenie – 760-2600 (3000) nm

2. Viditeľné žiarenie – 400-760 nm

3. Ultrafialové žiarenie - na hranici s atmosférou 400-100 nm, na povrchu zeme - 400-290 nm

Všetky druhy žiarenia sa navzájom líšia vlnovou dĺžkou (frekvenciou kmitania) a kvantovou energiou. Čím je vlnová dĺžka kratšia, tým väčšia je energia kvanta a tým výraznejší je biologický účinok tohto žiarenia.

Spektrálne zloženie slnečného žiarenia

V dôsledku toho sa ultrafialové žiarenie vyznačuje najväčšou biologickou aktivitou.

Infračervené žiarenie tvorí väčšinu slnečného spektra (až 50 %). Ultrafialové lúče zaberajú 5 % spektra na hranici s atmosférou a 1 % UV žiarenia dopadá na zemský povrch. Krátkovlnná časť UV žiarenia (menej ako 300 nm) je zadržiavaná ozónovou vrstvou Zeme.

Reakcia tela na slnečné svetlo je výsledkom všetkých častí spektra. Slnečné žiarenie je vnímané pokožkou a očami. Fyziologické pôsobenie slnečných lúčov je založené na rôznych fotochemických reakciách, ktorých výskyt závisí od vlnovej dĺžky a energie absorbovaných kvánt aktívneho žiarenia.

Infra červená radiácia

Infračervené žiarenie produkuje každé teleso, ktorého teplota je nad absolútnou nulou. Čím viac sa zahrieva, teda čím je jeho teplota vyššia, tým je intenzita žiarenia vyššia. Infračervené žiarenie preniká atmosférou, vodou, pôdou, odevom a okennými sklami.

Absorpčný koeficient infračervených lúčov súvisí s vlnovou dĺžkou, ktorá určuje hĺbku prieniku.

Na základe vlnovej dĺžky sa infračervené žiarenie delí na :

1.dlhá vlna(nad 1400 nm) - zadržuje sa povrchovými vrstvami pokožky a preniká do hĺbky 3 mm, v dôsledku toho sa zrýchľuje metabolizmus, zvyšuje sa prietok krvi, rast buniek a regenerácia tkanív, ale vo veľkých dávkach môže spôsobiť pálenie .

2. stredná vlna(vlnová dĺžka 1000 – 1400 nm)

3. krátke vlny(vlnová dĺžka od 760 do 1000 nm) má veľkú penetračnú silu. Preniká do hĺbky 4-5 cm, 14% lúčov v rámci vlnových dĺžok 1000-1400 nm - do hĺbky 3-4 cm.

IR žiarenie má :

1. tepelný efekt - ovplyvnenie molekúl a atómov látok, zosilnenie ich vibračných pohybov, IR žiarenie vedie k zvýšeniu teploty biosubstrátu.

2. fotochemické pôsobenie - spojené s absorpciou energie tkanivami a bunkami, čo vedie k aktivácii enzymatických procesov a v dôsledku toho k zrýchleniu metabolizmu, tvorbe biologicky aktívnych látok, posilneniu regeneračných procesov a imunogenéza.

IR žiarenie má lokálne a celkové účinky.

Pri lokálnej expozícii tkaniva IF žiarenie do určitej miery urýchľuje biochemické reakcie, enzymatické a imunobiologické procesy, rast buniek a regeneráciu tkanív, prietok krvi a zvyšuje biologický účinok UV lúčov.

Celkový účinok sa prejavuje protizápalovým, analgetickým a celkovo tonizujúcim účinkom. Tieto účinky sa široko využívajú vo fyzioterapii – využívaním umelých zdrojov infračerveného žiarenia na liečbu zápalových ochorení za účelom zníženia bolesti pri reume, osteochondróze atď.

3. ovplyvňuje klímu a mikroklímu. V dôsledku nerovnomerného zahrievania zemského povrchu a odparovania vody dochádza k pohybu vzdušných a vodných hmôt, vzniku cyklónov a anticyklón, teplých a studených prúdení, rôznych klimatických pásiem, poveternostných podmienok, ktoré nepriamo ovplyvňujú človeka.

Infračervené žiarenie pri optimálnej intenzite vytvára príjemný tepelný pocit.

Negatívny vplyv infračerveného žiarenia je spojený s tepelným účinkom, pretože telo sa môže prehriať vývojom tepla alebo úpalom.

Viditeľné žiarenie

Viditeľné žiarenie pôsobí na kožu (preniká do hĺbky 2,5 cm) a oči. Koža absorbuje viditeľné lúče inak. Červené lúče prenikajú do hĺbky 2,5 cm v množstve 20 %, fialové až 1 %.

Biologický účinok :

1. spôsobuje pocit svetla. Súvisí s fotochemickým efektom, ktorý sa prejavuje excitáciou molekúl vizuálnych pigmentov v sietnici. V dôsledku toho sa v sietnici vytvárajú elektrické impulzy, ktoré spôsobujú pocit svetla. Viditeľné lúče majú teda informačnú hodnotu (informácie o objeme, farbe, tvare atď.)

2. priaznivo pôsobí na organizmus, stimuluje jeho životnú činnosť, zlepšuje celkovú pohodu, emocionálnu náladu, zvyšuje výkonnosť. Zlé osvetlenie negatívne ovplyvňuje funkciu vizuálneho analyzátora, v dôsledku čoho sa rýchlo rozvíja únava.

3. zvyšuje metabolizmus, imunologickú reaktivitu, zlepšuje činnosť ostatných analyzátorov, aktivuje excitačné procesy v mozgovej kôre.

4. tepelný efekt – asi 50 % celkovej tepelnej energie slnečného spektra pochádza z viditeľného žiarenia.

5. zlepšenie životného prostredia

6. psychogénny význam. Viditeľné žiarenie môže vytvárať škálu farieb, ktoré majú na človeka rôzne účinky. Postoj k farbám je veľmi individuálny a každá farba vyvoláva v človeku určité vnemy (modrá - pocit chladu, upokojujúci účinok, zelená - pokoj, spoľahlivosť, žiarivo žltá - podráždenie, červená - vzrušenie, fialová a modrá - tlmí a podporuje spánok, modrá môže zvýšiť stav depresie).

7. Počas dňa sa mení intenzita a farba viditeľného svetla, ktoré má signalizačný charakter a určuje denný biologický rytmus ľudskej činnosti a slúži ako zdroj reflexnej a podmienenej reflexnej činnosti.

V procese evolúcie začal človek viesť aktívny životný štýl počas denného svetla. Viditeľné svetlo ovplyvňuje spánok a bdenie, a tým aj fyziologické funkcie tela (regulácia telesnej teploty, hladiny hormónov atď.). Teraz existuje koncept syndrómu „ľahkého hladovania“, ktorý je charakterizovaný zníženým výkonom, emočnou nestabilitou, zvýšenou chuťou do jedla a potrebou spánku. Tento syndróm sa vyskytuje u ľudí v období jeseň-zima, pri pobyte za polárnym kruhom, u ľudí pracujúcich na nočnej zmene atď.

Biologické účinky rôznych častí spektra slnečného žiarenia

Ionizujúce žiarenie. Toto žiarenie zahŕňa kozmické žiarenie, ako aj prirodzenú a človekom vytvorenú rádioaktivitu. Na povrchu Zeme je táto forma vplyvu na organizmy spojená hlavne s prirodzeným rádioaktívnym pozadím av našej dobe - s prudkým zvýšením úrovne rádioaktivity technogénneho pôvodu.

Biologický účinok žiarenia sa vyskytuje najmä na subcelulárnej úrovni (jadrá, mitochondrie, mikrozómy). Bola preukázaná závislosť tohto účinku od dávky žiarenia: pri malých dávkach môže byť škodlivý účinok nahradený stimulačným. Známy je vplyv ionizujúceho žiarenia na genetický aparát (mutagénny efekt).

Ultrafialové lúče. Zóna s najkratšou vlnovou dĺžkou (200-280 nm) tejto časti spektra („ultrafialové C“) je aktívne absorbovaná pokožkou; Je nebezpečný pre živé organizmy, ale je takmer úplne absorbovaný ozónovou clonou. Ďalšou zónou je UV-B, s vlnovou dĺžkou 280-320 nm – najnebezpečnejšia časť UV spektra, ktorá má karcinogénny účinok. UV-B aktivuje niektoré mikroorganizmy, zatiaľ čo iné vlnové dĺžky UV žiarenia sú pre mikróby škodlivé. Väčšina UVB zóny je tiež absorbovaná ozónovým štítom.

Na povrch Zeme dopadajú len lúče s vlnovou dĺžkou približne 300 nm. Táto časť spektra má vysokú energiu a má hlavne chemický účinok na živé organizmy. Najmä UV lúče stimulujú procesy bunkovej syntézy.

Pod vplyvom týchto lúčov sa v tele syntetizuje vitamín D, ktorý reguluje metabolizmus vápnika a fosforu, a teda normálny rast a vývoj kostry. Tento vitamín je obzvlášť dôležitý pre rastúci organizmus. Preto mnohé cicavce, ktoré pravidelne (zvyčajne ráno) chovajú mláďatá v norách, ich privádza do slnkom zaliatych oblastí. „Slnečné kúpanie“ je charakteristické aj pre mnohé vtáky; hlavnou úlohou tejto formy správania je normalizácia metabolizmu, syntéza vitamínu D a regulácia tvorby melanínu. Účinok UV žiarenia závisí od dávky: príliš veľa žiarenia je pre telo škodlivé. Aktívne sa deliace bunky sú obzvlášť nestabilné voči krátkovlnnému žiareniu. Ako adaptáciu na ochranu tela pred predávkovaním UV žiarením mnohé druhy, vrátane ľudí, vytvárajú tmavé pigmenty, ktoré absorbujú tieto lúče. Toto je povaha opaľovania u ľudí. U žiab a niektorých iných obojživelníkov a rýb majú vajíčka položené na hladine vody pigmentovaný horný pól. U púštnych hlodavcov je zaznamenaná pigmentácia miešku. U gopherov sa našli pigmentované mozgové membrány.

UV žiarenie tvorí asi 5-10% z celkového žiarenia dopadajúceho na zemský povrch.

Viditeľné svetlo. Táto časť spektra predstavuje asi 40-50% slnečnej energie, ktorá sa dostane na Zem. Pre živočíchy je viditeľná časť spektra spojená predovšetkým s orientáciou v prostredí. Zraková orientácia je charakteristická pre väčšinu denných živočíchov a využíva sa ako zdroj komplexných informácií o vonkajších podmienkach. Účinnosť vnímania vizuálnych signálov je veľmi rozdielna: od jednoduchých svetlocitlivých buniek, v ktorých sa svetelné efekty na zrakové pigmenty fotochemicky premieňajú na nervový impulz, až po zložité oči schopné farebne vnímať trojrozmerné obrazy. U mnohých vtákov sa zrakové vnímanie rozširuje na časť ultrafialovej zóny spektra. Mnoho zvierat vníma blízke infračervené žiarenie ako viditeľné svetlo.

Mnohé nočné druhy sa však pohybujú pomocou svojich zrakových orgánov, pretože absolútna tma v biotopoch zvierat je zriedkavá. Oslabenie intenzity svetla spôsobuje adaptačné zmeny v orgánoch zraku (sovy, nočné zvieratá, niektoré nočné cicavce).

Život v úplnej tme je zvyčajne spojený so znížením zrakových orgánov. To je charakteristické najmä pre druhy žijúce v jaskyniach, ako aj pre mnohé pôdne živočíchy. Pôdne živočíchy si často zachovávajú orgány citlivé na svetlo, aj keď v redukovanej forme. Slúžia na získanie informácií o výstupe na osvetlenú plochu.

V oceáne intenzita svetla klesá s hĺbkou. Zároveň sa mení aj spektrálne zloženie: najhlbšie preniká jeho krátkovlnná časť – modré a azúrové lúče. Osvetlenie v plytkej vode sa len málo líši od toho na súši a ryby, ktoré tu žijú, majú na sietnici veľké percento čapíkov citlivých na červené svetlo. Ryby, ktoré žijú v zelenej vode pobrežnej zóny, takéto šišky nemajú a chýbajú im aj bunky citlivé na pomaranč. Spomedzi hlbokomorských rýb má väčšina v sietnici iba jeden typ tyčiniek citlivých na modrú farbu.

Je známe, že v hĺbke 800-950 m je intenzita svetla asi 1% poldenného osvetlenia na povrchu.

Na vnímanie svetla to stále stačí. Ďalšie zväčšovanie hĺbky je u niektorých druhov spojené s redukciou orgánov zraku a u iných s rozvojom hypertrofovaných očí schopných vnímať veľmi slabé svetlo. Ten je do značnej miery určený prítomnosťou svetielkujúcich organizmov vo veľkých hĺbkach. Niektoré z nich sú schopné vytvárať osvetlenie nad prahom citlivosti zvierat na svetlo. Modrá žiara (vlnová dĺžka 400-500 nm) zodpovedá „ladeniu“ zrakových orgánov hlbokomorských živočíchov. Biologickú žiaru využívajú aj ryby, vytvárajúce symbiotické vzťahy so svietiacimi mikroorganizmami a tvoriace špeciálne orgány, ktorých svetlo slúži na lákanie koristi, vzájomné rozpoznávanie, rozlišovanie pohlaví atď.

Svetlo ako faktor fotosyntézy. V procese fotosyntézy pôsobí svetlo ako zdroj energie, ktorú využíva pigmentový systém (chlorofyl, v niektorých prípadoch jeho analógy). V dôsledku toho sa molekula vody rozdelí, aby sa uvoľnil plynný kyslík, a energia získaná fotochemickým systémom sa využíva na premenu oxidu uhličitého na uhľohydráty:

6CO2 + 12H2O chlorofyl C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Schopnosť využívať energiu žiarenia v chlorofyle a vo vizuálnych pigmentoch zvierat je veľmi podobná; Preto sa v spektre slnečného žiarenia oblasť fotosynteticky aktívneho žiarenia (PAR) prakticky zhoduje s rozsahom viditeľnej časti spektra s vlnovou dĺžkou rádovo 400-700 nm. Niektoré baktérie, ktoré majú bakteriochlorofyly, sú schopné absorbovať svetlo v dlhovlnnej časti spektra (maximálne v oblasti 800-100 nm).

Zelený list pohltí v priemere 75 % žiarivej energie, ktorá naň dopadá. Ale koeficient jeho použitia na fotosyntézu je nízky: asi 10% pri slabom osvetlení a len 1-2% pri silnom svetle. Zvyšok energie sa premení na teplo, ktoré sa spotrebuje na transpiráciu a ďalšie procesy.

Najdôležitejšie vonkajšie faktory ovplyvňujúce úroveň fotosyntézy sú teplota, svetlo, oxid uhličitý a kyslík. Na úrovni samotnej rastliny je tento proces ovplyvnený obsahom chlorofylu a vody, vlastnosťami anatómie listu a koncentráciou enzýmov.

Závislosť fotosyntézy od teploty charakterizovaná krivkou, na ktorej sú rozlíšené body (zóny) maxima, optima a minima. Minimálna teplota, pri ktorej je možná fotosyntéza, je druhovo špecifická a odráža adaptabilitu druhu na teplotné podmienky prostredia. U mnohých druhov sa zhoduje s teplotou mrazu tkanivových tekutín (-1, -2°C), no u najchladomilnejších foriem klesá na -5...-7°C. Maximálna teplota fotosyntézy je v priemere 10-12°C pod bodom tepelnej smrti. Teplotné maximum pre fotosyntézu je vyššie u južných rastlín. Za optimálnu teplotnú zónu pre fotosyntézu sa považujú tepelné podmienky, pri ktorých fotosyntéza dosiahne 90 % svojej maximálnej hodnoty; táto zóna závisí od osvetlenia: zväčšuje sa, keď sa zväčšuje a znižuje v podmienkach tieňa. Preto je pri slabom osvetlení fotosyntéza aktívnejšia pri nižších teplotách a pri vysokom osvetlení sa intenzita tohto procesu zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou.

Osvetlenie vo svojom vplyve na fotosyntézu charakterizuje tzv saturačná krivka: Najprv s nárastom osvetlenia krivka spotreby CO2 prudko stúpa, potom - po dosiahnutí určitého prahu osvetlenia - nárast fotosyntézy klesá, krivka nadobúda tvar hyperboly. V tejto závislosti sú jasne viditeľné ekologické vzorce: u tieňomilných rastlín dochádza k nasýteniu pri nižšom osvetlení ako u svetlomilných rastlín. V tme idú asimilačné krivky k nule: uvoľňovanie CO2 pri dýchaní nie je kompenzované jeho spotrebou na fotosyntézu. Minimálne osvetlenie, pri ktorom sa absorpcia oxidu uhličitého na fotosyntézu rovná jeho uvoľňovaniu pri dýchaní, sa nazýva kompenzačný bod ; u svetlomilných rastlín sa nachádza vyššie ako u tieňomilných rastlín. Okrem toho poloha tohto bodu závisí od koncentrácie CO2 a teploty.

Oxid uhličitý počas fotosyntézy pôsobí ako zdroj pre syntézu uhľohydrátov. Normálna hladina CO2 v atmosfére je 0,57 mg/l. Zvýšenie koncentrácie vedie k zvýšeniu fotosyntézy, ale len do určitých limitov; pri koncentrácii 5-10% (oproti normálu - 0,03%) je fotosyntéza inhibovaná. V kombinácii s reakciou na iné faktory kolísanie koncentrácie CO2 určuje udržanie normálnej úrovne fotosyntézy v rôznych prírodných podmienkach. Takéto výkyvy sú spôsobené denným rytmom fotosyntézy, prirodzenými zmenami intenzity pôdneho dýchania a niektorými ďalšími faktormi. Napríklad denné odchýlky CO2 v hustých rastlinných spoločenstvách môžu dosiahnuť 25 % priemerných hodnôt.

Voda, ktorá sa tiež podieľa na procesoch fotosyntézy, ju zriedka obmedzuje. Nepriamo však môže byť limitujúcim faktorom nedostatok vody (najmä sezónny). Napríklad v západnej Austrálii niektoré druhy rastlín počas sucha znižujú fotosyntézu o 2/3 v porovnaní s jarou.

Biologické rytmy

Špecifický význam svetelného faktora spočíva v tom, že pravidelná dynamika svetelných podmienok zohráva dôležitú úlohu pri regulácii periodických javov v živote rastlín a živočíchov.

Od samého začiatku života na Zemi sa uskutočňoval v podmienkach rytmicky sa meniace prostredie . Prirodzená zmena dňa a noci, pravidelne sa opakujúce sezónne zmeny v komplexe faktorov - to všetko si vyžadovalo adaptáciu zo strany živých organizmov. V procese evolúcie sa vyvinula najradikálnejšia forma takejto adaptácie: súlad rytmov biologickej aktivity rôznych živých foriem s mierou dennej a sezónnej cyklickosti komplexu environmentálnych podmienok. Rytmus všeobecných prejavov životnej činnosti a jej jednotlivých foriem je charakteristický pre všetky živé bytosti. Je založená na špecifickosti biochemických a fyziologických reakcií, ktoré tvoria podstatu života a majú rytmickú povahu. Trvanie rytmov jednotlivých procesov prebiehajúcich na úrovni suborganizmov je veľmi odlišné: od zlomkov sekundy (napríklad aktivita neurónov) po niekoľko hodín (sekrečná aktivita žliaz) a ešte viac.

Cirkadiánní rytmy. Denná periodicita je charakteristická pre väčšinu druhov rastlín a živočíchov. Existujú formuláre s dennou alebo nočnou aktivitou; U niektorých druhov sa výbuchy aktivity objavujú spontánne, bez ohľadu na dennú dobu, niektoré zvieratá sa vyznačujú aktivitou za súmraku. Čas otvárania a zatvárania kvetov u vyšších rastlín, začiatok alebo koniec bdenia (alebo naopak spánku) u zvierat je druhovo špecifický a vyznačuje sa veľkou stálosťou vo vzťahu k dennému cyklu osvetlenia.

Všeobecný charakter činnosti zvierat určujú tieto podmienky:

1) druh jedla;

2) vzťahy s predátormi a konkurentmi;

3) denné zmeny v komplexe abiotických faktorov atď.

Denná aktivita poikilotermných živočíchov je teda do značnej miery určená teplotným režimom prostredia; u obojživelníkov - kombinácia teploty a vlhkosti. Medzi hlodavcami, druhmi, ktoré jedia balastné látky a potraviny bohaté na vlákninu, sú zvyčajne aktívne 24 hodín denne. Semenožravé formy, ktoré konzumujú koncentrovanejšiu potravu, načasujú jej získanie tak, aby sa zhodovalo s nočným obdobím, kedy je vplyv predátorov slabší. Toto je obzvlášť výrazné medzi predstaviteľmi otvorených priestorov stepí a púští.

Cyklické zmeny vo všeobecnej úrovni vitálnej aktivity počas dňa sú spojené s rytmami fyziologických procesov. Aktívne obdobie je charakterizované vysokou spotrebou energie, a teda zvýšenou aktivitou komplexu fyziologických reakcií.

Slnečné žiarenie

Denné výkyvy metabolizmu však nie sú len priamym dôsledkom zvýšenia celkovej aktivity, pretože dochádza k pravidelným zmenám úrovne metabolizmu v pokoji.

Režim osvetlenia funguje ako signalizačný faktor, ktorý určuje čas začiatku a konca aktivity. U denných zvierat stimuluje ranné zvýšenie osvetlenia po dosiahnutí určitého prahu nástup energickej aktivity.

U nočných druhov začiatok aktivity koreluje s určitým stupňom poklesu osvetlenia a jeho ranné zvýšenie určuje koniec aktívneho obdobia.

Svetelné prahy určujú čas začiatku a konca aktivity. Počas aktívnej časti dňa má intenzita aktivity zvierat spravidla pulzujúci, fázový charakter. Koniklece v období hniezdenia sú teda najaktívnejšie ráno, potom ich aktivita klesá a večer opäť stúpa. Nerovnomerný prejav aktivity je charakteristický pre mnohé živočíšne druhy.

Cirkadiánní rytmy. Signalizačná, synchronizačná úloha fotoperiódy sa zreteľne prejavuje v experimentálnych podmienkach, keď na pozadí stáleho osvetlenia (najčastejšie v tme) vykazujú experimentálne organizmy v prirodzenom prostredí denný rytmus charakteristický pre daný druh. Napríklad niektoré rastliny bežne spúšťajú listy alebo ich na noc skladajú a rozprestierajú cez deň. Po umiestnení do úplnej tmy v experimente si tieto rastliny udržiavali denný rytmus pohybu listov. V experimentoch sa tiež ukázalo, že tento cyklus skladania a vyrovnávania listov nie je presne jeden deň, ale o niečo menej - 22-22,5 hodín.

Cirkadiánne rytmy života sú založené na dedične fixované endogénne cykly fyziologické procesy s periódou blízkou 24 hodinám. Cyklické procesy tohto druhu sa nazývajú cirkadiánne alebo cirkadiánne (z lat. circa - okolo, umrie - deň) rytmy. Vo svojej „najčistejšej“ forme sa cirkadiánne rytmy odhalia iba vtedy, keď sú zvieratá držané v prísne konštantných podmienkach, to znamená bez kontroly meniacich sa faktorov prostredia. Takto identifikovaní vykazujú vysoký stupeň autonómie. Zároveň sú tieto voľne plynúce endogénne rytmy ľahko synchronizovateľné akýmikoľvek externými časovými senzormi (zmeny osvetlenia, teploty atď.).

Charakteristickým znakom cirkadiánnych rytmov je určitý nesúlad medzi ich periódou a úplným astronomickým dňom.

Rôzne svetelné podmienky majú určitý vplyv na charakter cirkadiánnych rytmov. Zvýšenie intenzity nepretržitého osvetlenia spôsobuje u nočných druhov zníženie celkovej aktivity, mierne predĺženie cyklu a skrátenie jeho aktívnej časti; s klesajúcim osvetlením sa pozorujú posuny opačného charakteru. Denné zvieratá teda vykazujú opačné reakcie.

Sezónne rytmy. Väčšina organizmov žijúcich v podmienkach sezónnych zmien v klimatických režimoch sa vyznačuje prítomnosťou periodických sezónnych procesov, ktoré pokrývajú komplex fyziologických systémov a poskytujú biologicky významné zmeny vo formách činnosti. U rastlín je to spôsobené sezónnym charakterom rozmnožovania, určitým načasovaním tvorby semien, tvorbou hľúz a inými formami ukladania živín pred začiatkom zimy atď. Tieto procesy sú endogénne, geneticky naprogramované; špecifické poveternostné podmienky len upravujú ich priebeh. Bola preukázaná dôležitá úloha fotoperiódy pri regulácii sezónnych periodických javov v rastlinách.

U väčšiny zvierat sa sezónne prejavujú aj rôzne fyziologické a biologické procesy: rozmnožovanie, prelínanie, hibernácia, migrácia atď. Evolučne sezónnosť týchto javov vznikla ako prispôsobenie sa cyklickým zmenám klimatických podmienok. Pravidelné opakovanie sezónnych stavov vzniká ako výsledok interakcie vrodených endogénnych sezónnych cyklov s informáciami o stave vonkajších podmienok. Tieto interakcie synchronizujú prejavy endogénneho programu s obdobiami kombinácie environmentálnych faktorov priaznivých pre danú formu činnosti a zabezpečujú adaptáciu organizmu na sezónny stav vonkajších podmienok.

Kruhové rytmy. Endogénne biologické cykly s ročnou periodicitou sú tzv obežník alebo cirkán rytmy (z lat. circa - asi, annus - rok). Rovnako ako cirkadiánne, sú založené na systéme udržiavania voľného času na princípe biologických hodín. V prirodzených podmienkach je tento systém pod kontrolou vonkajších synchronizačných faktorov, medzi ktorými u netropických živočíchov hrá hlavnú úlohu fotoperióda.

Prejavy obehových rytmov môžu byť pomerne zložité, v každom prípade však obsahujú mechanizmus voľne plynúceho časového programu a riadenia prirodzeným svetelným režimom.

V umelých podmienkach, úplne vylučujúcich pôsobenie vonkajších senzorov času, sa zistilo, že prirodzený priebeh cirkaročného rytmu je najčastejšie o niečo menší ako astronomický rok. Takto boli dvaja penici - penica záhradná a penica čiernohlavá vo veku 6 týždňov umiestnené do stálych fotoperiodických podmienok (10 hodín svetla a 14 hodín tmy) a v týchto podmienkach boli držané 10, resp. . Obdobia prelínania sa u týchto vtákov pravidelne opakovali v intervaloch 9,4 – 9,7 mesiaca. Podobné experimenty s inými vtákmi priniesli podobné výsledky.

Dve strany tej istej mince

Na „videnie“ farby sú potrebné dve veci: objekt osvetlený svetlom (fyzikálna zložka procesu) a ľudské oko (fyziologická zložka).

Z fyzikálneho hľadiska to, čo vnímame ako farbu, je súbor elektromagnetických vĺn určitého frekvenčného rozsahu, ktorý je ľudským okom rozlíšiteľný.

Z hľadiska biológie a ľudskej fyziológie sú dva rôzne typy nervových buniek (receptory), nazývané čapíky a tyčinky, zodpovedné za vnímanie farieb ľudským okom, absorbujú svetelné vlny a produkujú nervový impulz do mozgu. .

V súvislosti s ľudským okom si treba uvedomiť, že všetky farby vnímajú rôzni ľudia odlišne – žiadni dvaja ľudia nevnímajú rovnakú farbu rovnako. Môžete si to overiť vykonaním experimentu, v ktorom porovnáte svoje vnímanie farieb s vnímaním inej osoby.

Spektrálne zloženie svetla

Veda dokázala, že svetlo je elektromagnetické spektrum - sekvencia monochromatického žiarenia, z ktorých každé zodpovedá určitej vlnovej dĺžke elektromagnetickej vibrácie. Optická oblasť spektra elektromagnetického žiarenia pozostáva z troch častí: neviditeľné ultrafialové žiarenie (vlnová dĺžka 10-400 nm), viditeľné svetelné žiarenie (vlnová dĺžka 400-750 nm), vnímané okom ako svetlo, a neviditeľné infračervené žiarenie (vlnová dĺžka 740 nm). - 1-2 mm). Svetelné žiarenie pôsobí na oko a spôsobuje farebný vnem, zatiaľ čo žiarenie elektromagnetických vĺn (nm) má tieto farby:

390-440 fialová
440-480 modrá
480-510 modrá
510-550 zelená
575-585 žltá
585-620 oranžová
630-770 červená

Denné slnečné svetlo je človekom vnímané ako najprirodzenejšie. Svetlo žiaroviek je však „teplejšie“, to znamená, že obsahuje viac červených tónov. Osvetlenie zo žiariviek má zároveň prebytok modrých tónov, a preto pôsobí „studene“.

Kvantitatívne charakteristiky svetla

Predstavme si pojmy základných svetelných veličín a jednotiek.

Svetelný tok je sila žiarivej energie, ktorá sa hodnotí podľa svetelného pocitu, ktorý vytvára pre oko. Merané v lúmenoch (lm).
Svetelná intenzita je svetelný tok šíriaci sa v priestorovom uhle rovnajúcom sa 1 steradiánu. Meria sa v kandelách (cd).
Osvetlenie je množstvo svetelného toku dopadajúceho na povrch jednotky. Meria sa v luxoch (lx).
Množstvo osvetlenia (expozície) je súčinom osvetlenia fotocitlivého prvku a času osvetlenia (rýchlosti uzávierky). Jednotka merania je lux-sekunda (lx-s).

Zdroje svetla

Existuje niekoľko štandardných svetelných zdrojov.

Elektrické žiarovky

Svetelný zdroj s teplotou farby 2854 K sa považuje za štandardné žiarenie pre klasické žiarovky.

Nový termín

Teplota farby je teplota, pri ktorej úplne čierne teleso vyžaruje svetlo rovnakého spektrálneho zloženia ako príslušné svetlo. Teplota farby sa meria v Kelvinoch (K). Takže podľa štandardu pre monitory môžete nastaviť ich farebnú teplotu na 9300 alebo 6500 K, čo zodpovedá modrejšej alebo žltejšej farbe.

Vo fotografii môžu byť žiarovky použité ako iluminátory všeobecného (difúzneho) a smerového svetla. Dôležitou charakteristikou iluminátorov je uhol rozptylu - uhol, v rámci ktorého sa zníži svietivosť osvetľovacieho zariadenia najviac o 10 % svietivosti v smere osi.

Všeobecné svetelné iluminátory by mali mať veľký uhol rozptylu (60-80 stupňov), zatiaľ čo smerové svetelné iluminátory (bodové svetlá) by mali mať uhol rozptylu v rozsahu od úzkeho (niekoľko stupňov) po celkom široký (60 stupňov).

Ako iluminátory v praxi používajú zariadenia s halogénovými žiarovkami, napríklad „Svet-500“ alebo „Luch-300“. Takýmto iluminátorom je reflektor, ktorého svetelný zdroj je umiestnený horizontálne pozdĺž osi reflektora. Zariadenie je určené na inštaláciu žiaroviek s výkonom 275 alebo 500 W. Výsuvná zásuvka umožňuje nastaviť rozloženie svetla. Zariadenie je vhodné pre všeobecné aj smerové osvetlenie. Uhol je možné obmedziť pomocou dvoch klapiek na zariadení. Zariadenie je upevnené na statíve.

slnko

Podľa medzinárodnej dohody je štandardom priameho slnečného žiarenia žiarenie s teplotou farby 5400 K.

Slnečné svetlo môže byť nasmerované (priame) alebo rozptýlené atmosférou. Je premenlivá v intenzite a spektrálnom rozložení energie žiarenia. Spektrum slnečného žiarenia sa mení napríklad podľa toho, ako sa objekt nachádza – na slnku alebo v tieni.

V skorých ranných a podvečerných hodinách slnečné svetlo obsahuje podstatne viac oranžových a červených lúčov ako uprostred dňa.

S východom slnka sa postupne zvyšuje nielen intenzita svetla, ale aj jeho farebná teplota.

Povaha slnečného osvetlenia je neustále ovplyvňovaná atmosférou. V prítomnosti kupovitých oblakov sa kontrast svetla zníži približne 2-krát v porovnaní s osvetlením za jasného bezoblačného počasia.

Baterky

Žiarivky a fotoblesky majú rovnako energetické spektrum, v ktorom sú energie všetkého monochromatického žiarenia navzájom rovnaké. Inými slovami, elektronické pulzné fotoblesky majú emisné spektrum blízke dennému svetlu.

Jednou z hlavných charakteristík blesku je smerné číslo – súčin vzdialenosti od blesku k objektu a clonového čísla objektívu. Smerné číslo závisí od energie záblesku, uhla rozptylu svetelného lúča a konštrukcie reflektora. Smerné číslo sa zvyčajne uvádza pre film s citlivosťou 100 ISO (65 jednotiek GOST).

Koncept farebného modelu

Pre matematický popis farieb v počítačových zariadeniach ( digitálnych fotoaparátov, skenery, tlačiarne, monitory) existujú rôzne farebné modely (alebo farebné priestory), ako napríklad: CMYK, RGB, HSB, L*A*B* a iné. V takýchto modeloch je každej primárnej farbe priradená špecifická hodnota digitálneho kódu. Vysvetlíme si to na príklade.

Zoznámenie sa so štandardnými farebnými modelmi pre operačný systém Windows XP grafický editor V MS Paint XP spustite príkaz: Spustiť všetky programy Standard Paint a potom príkaz: Paleta Zmeniť paletu Definovať farbu (obr. 1.1).

Ryža.

1.1.

Na tomto obrázku vidíme, že farba, ktorú sme zvolili v spektre v súlade s polohou ukazovateľa, bude reprezentovaná v akomkoľvek digitálnom zariadení vo farebnom modeli HSB s číslami 84,200,120 alebo vo farebnom modeli RGB s číslami 21,234,43.

NOVÝ TERMÍN Na tomto obrázku vidíme, že farba, ktorú sme zvolili v spektre v súlade s polohou ukazovateľa, bude reprezentovaná v akomkoľvek digitálnom zariadení vo farebnom modeli HSB s číslami 84,200,120 alebo vo farebnom modeli RGB s číslami 21,234,43.

Ak je viditeľné spektrum svetla umiestnené postupne (ako v dúhe) na kruhu, získate farebné koliesko. Pomocou farebného kolieska môžete jasnejšie vidieť interakciu rôznych elektromagnetických vĺn (farby), keď sú zmiešané.

Farebné koliesko vo fotografii má veľký praktický význam. Z obr. 1.2 môžete vidieť: ak chcete zvýrazniť akúkoľvek farbu na obrázku, musíte zoslabiť doplnkovú farbu, ktorá ju dopĺňa (nachádza sa oproti nej na farebnom koliesku). Napríklad, ak chcete zmeniť celkový farebný obsah obrázka, aby ste zvýšili zelenú farbu, mali by ste v ňom znížiť obsah purpurovej a ak chcete zvýšiť množstvo žltých tónov na fotografii, mali by ste znížiť intenzitu modrej. . Práve na tomto princípe korekcia farieb obrázky v grafických editorov(napríklad v programe Adobe Photoshop).

Na farebnom koliesku sa pravý horný sektor kruhu považuje za „teplý“ a ľavý dolný sektor za „chladný“. Táto charakteristika farby ako tepla do značnej miery určuje vplyv farby na človeka. Medzi teplé farby patrí oranžová, červená a žltá. Sú tu možné asociácie s ohňom. K studeným - odtiene modrej a azúrovej. Niektorí ľudia môžu mať spojenie s ľadom. Teplé farby sa zdajú byť blízke a láskavé, zatiaľ čo studené farby sa zdajú byť vzdialené a nezávislé. Premyslené použitie studených a teplých tónov vám umožní vylepšiť vašu fotografickú prácu.

Newtonove experimenty preukázali, že slnečné svetlo má zložitý charakter. Rovnakým spôsobom, teda rozborom zloženia svetla pomocou hranola, sa možno presvedčiť, že rovnaký charakter má aj svetlo väčšiny iných zdrojov (žiarovka, oblúková lampa atď.). Porovnaním spektier týchto svietiacich telies zistíme, že zodpovedajúce časti spektier majú rôznu jasnosť, čiže v rôznych spektrách je energia rozložená inak. Môžete to overiť ešte spoľahlivejšie, ak budete skúmať spektrá pomocou termočlánku (pozri § 149).

Pre konvenčné zdroje nie sú tieto rozdiely v spektre veľmi výrazné, ale dajú sa ľahko odhaliť. Naše oko aj bez pomoci spektrálneho aparátu zisťuje rozdiely v kvalite bieleho svetla dané týmito zdrojmi. Svetlo sviečky sa teda javí ako žltkasté alebo dokonca červenkasté v porovnaní so žiarovkou, ktorá je výrazne žltšia ako slnečné svetlo.

Rozdiely sú ešte výraznejšie, ak je zdrojom svetla namiesto horúceho telesa trubica naplnená plynom, ktorý žiari pod vplyvom elektrického výboja. Takéto trubice sa v súčasnosti používajú na svetelné nápisy alebo pouličné osvetlenie. Niektorí z nich plynové výbojky dávajú jasne žlté (sodíkové výbojky) alebo červené (neónové výbojky) svetlo, iné žiaria belavým svetlom (ortuťové výbojky), jasne odlišného odtieňa od slnečného svetla. Spektrálne štúdie svetla z takýchto zdrojov ukazujú, že ich spektrum obsahuje len jednotlivé, viac-menej úzke, farebné oblasti.

V súčasnosti sme sa naučili vyrábať plynové výbojky, ktorých svetlo má spektrálne zloženie veľmi blízke slnečnému. Tieto lampy sú tzv žiarivky(pozri § 186).

Ak skúmate svetlo slnka alebo oblúkovej lampy, filtrované cez farebné sklo, bude sa zdať zreteľne odlišné od originálu. Oko vyhodnotí toto svetlo ako farebné a spektrálny rozklad odhalí, že viac či menej významné časti spektra zdroja v spektre chýbajú alebo sú veľmi slabé.

§ 165. Svetlo a farby tiel. Pokusy popísané v § 164 ukazujú, že svetlo, ktoré v našom oku vyvoláva pocit tej či onej farby, má viac či menej zložité spektrálne zloženie. Ukazuje sa, že naše oko je dosť nedokonalý prístroj na analýzu svetla, takže lúče rôzneho spektrálneho zloženia môžu niekedy vyvolať takmer rovnaký farebný dojem. Napriek tomu práve pomocou oka získavame poznatky o celej škále farieb vo svete okolo nás.

Prípady, keď svetlo zo zdroja smeruje priamo do oka pozorovateľa, sú pomerne zriedkavé. Oveľa častejšie svetlo najskôr prechádza telesami, pričom sa v nich láme a čiastočne absorbuje, alebo sa viac-menej úplne odráža od ich povrchu. Spektrálne zloženie svetla, ktoré sa dostane do nášho oka, sa teda môže výrazne zmeniť v dôsledku vyššie opísaných procesov odrazu, absorpcie atď. Vo veľkej väčšine prípadov všetky takéto procesy vedú len k oslabeniu určitých spektrálnych oblastí a môže dokonca niektoré z takýchto oblastí úplne eliminovať, ale nepridáva k svetlu pochádzajúcemu zo zdroja žiarenia tých vlnových dĺžok, ktoré sa v ňom nenachádzali. Aj takéto procesy však môžu prebiehať (napríklad pri fluorescenčných javoch).

§ 166. Koeficienty absorpcie, odrazu a priepustnosti. Farba rôznych predmetov osvetlených tým istým zdrojom svetla (napríklad slnkom) môže byť veľmi rôznorodá, napriek tomu, že všetky tieto predmety sú osvetlené svetlom rovnakého zloženia. Hlavnú úlohu pri takýchto efektoch zohrávajú javy odrazu a priepustnosti svetla. Ako už bolo objasnené, svetelný tok dopadajúci na telo sa čiastočne odráža (rozptyľuje), čiastočne prechádza a čiastočne absorbuje telom. Podiel svetelného toku zúčastňujúceho sa na každom z týchto procesov sa určuje pomocou zodpovedajúcich koeficientov odrazu r, priepustnosti t a absorpcie a (pozri § 76).

Každý z uvedených koeficientov (a, r, t) môže závisieť od vlnovej dĺžky (farby), vďaka čomu vznikajú rôzne efekty pri osvetľovaní telies. Nie je ťažké vidieť, že každé teleso, v ktorom je napríklad koeficient priepustnosti pre červené svetlo veľký a koeficient odrazu je malý, a naopak pre zelené svetlo sa bude javiť ako červené v prechádzajúcom svetle a zelené v odrazenom svetle. . Takéto vlastnosti má napríklad chlorofyl, zelená látka obsiahnutá v listoch rastlín a zodpovedná za ich zelenú farbu. Roztok (extrakt) chlorofylu v alkohole sa javí ako červený pri prenose a zelený pri odraze.

Telesá, v ktorých je absorpcia všetkých lúčov vysoká a odraz a priepustnosť sú veľmi malé, budú čierne nepriehľadné telesá (napríklad sadze). Pre veľmi biele nepriehľadné teleso (oxid horečnatý) je koeficient r blízky jednotke pre všetky vlnové dĺžky a koeficienty a a t veľmi malé. Úplne priehľadné sklo má nízke koeficienty odrazu r a absorpčný koeficient a a koeficient priepustnosti t blízke jednotke pre všetky vlnové dĺžky; naopak, pre farebné sklo pre niektoré vlnové dĺžky sú koeficienty t a r prakticky nulové a podľa toho sa hodnota koeficientu a blíži k jednotke. Rozdiel v hodnotách koeficientov a, t a r a ich závislosť od farby (vlnová dĺžka) spôsobuje extrémnu rôznorodosť farieb a odtieňov rôznych telies.

§ 167. Farebné telesá osvetlené bielym svetlom. Maľované telá sa javia ako farebné, keď sú osvetlené bielym svetlom. Ak je vrstva farby dostatočne hrubá, potom je farba karosérie určená ňou a nezávisí od vlastností podkladových vrstiev. Zvyčajne sú farbou malé zrná, ktoré selektívne rozptyľujú svetlo a sú ponorené do priehľadnej hmoty, ktorá ich spája, ako je olej. Koeficienty a, r a t týchto zŕn určujú vlastnosti náteru.

Účinok farby je schematicky znázornený na obr. 316. Najvyššia vrstva odráža všetko takmer rovnako

Ryža. 316. Schéma pôsobenia vrstvy farby

lúče, teda z neho vychádza biele svetlo. Jeho podiel nie je veľmi významný, okolo 5 %. Zvyšných 95% svetla preniká hlboko do laku a rozptýlené jeho zrnkami vychádza von. V tomto prípade je časť svetla absorbovaná v zrnách farby a určité spektrálne oblasti sú absorbované vo väčšej alebo menšej miere v závislosti od farby farby. Časť svetla, ktorá prenikne ešte hlbšie, sa rozptýli na ďalších vrstvách zŕn atď. Výsledkom je, že teleso osvetlené bielym svetlom bude mať farbu určenú hodnotami koeficientov a, t a r pre zrná. farby, ktorá ho pokrýva.

Farby, ktoré absorbujú svetlo dopadajúce na ne vo veľmi tenkej vrstve, sa nazývajú kryty. Farby, ktorých účinok je spôsobený účasťou mnohých vrstiev zŕn, sa nazývajú glazúra. Tie posledné umožňujú dosiahnuť veľmi dobré efekty zmiešaním viacerých druhov farebných zŕn (stieraním na palete). V dôsledku toho je možné získať rôzne farebné efekty. Je zaujímavé poznamenať, že zmiešaním farieb lazúr zodpovedajúcich doplnkovým farbám by mali vzniknúť veľmi tmavé odtiene. Ozaj, nech sa do farby primiešajú červené a zelené zrná. Svetlo rozptýlené červenými zrnami bude absorbované zelenými zrnami a naopak, takže z vrstvy farby neunikne takmer žiadne svetlo. Miešanie farieb teda dáva úplne iné výsledky ako miešanie svetla zodpovedajúcich farieb. Túto okolnosť musí mať umelec na pamäti pri miešaní farieb.

§ 168. Farebné telesá osvetlené farebným svetlom. Všetko vyššie uvedené platí pre osvetlenie bielym svetlom. Ak sa spektrálne zloženie dopadajúceho svetla výrazne líši od denného svetla, potom môžu byť svetelné efekty úplne odlišné. Svetlé, farebné miesta na farebnom obrázku sa javia ako tmavé, ak dopadajúcemu svetlu chýbajú práve tie vlnové dĺžky, pre ktoré majú tieto miesta vysokú odrazivosť. Aj prechod z denného svetla na umelé večerné môže výrazne zmeniť pomer odtieňov. Pri dennom svetle je relatívny podiel žltých, zelených a modrých lúčov oveľa väčší ako pri umelom svetle. Preto sa žlté a zelené látky javia vo večernom svetle tlmenejšie ako cez deň a modrá látka pri dennom svetle sa pod lampami často javí ako úplne čierna. S touto okolnosťou musia umelci a dekoratéri počítať pri výbere farieb na divadelné predstavenie alebo na prehliadku konajúcu sa pod holým nebom počas dňa.

V mnohých odvetviach, kde je dôležité správne posúdenie odtieňa, napríklad pri triedení priadze, je práca pri večernom svetle veľmi náročná alebo dokonca úplne nemožná. Preto je v takýchto podmienkach racionálne používať žiarivky, t.j. svietidlá, ktorých spektrálne zloženie svetla by sa čo najviac približovalo spektrálnemu zloženiu denného osvetlenia (pozri § 187).

§ 169. Maskovanie a odmaskovanie. Ani pri jasnom svetle nedokážeme rozlíšiť telesá, ktorých farba sa nelíši od farby okolitého pozadia, teda telesá, pre ktoré má koeficient r prakticky rovnaké hodnoty pre všetky vlnové dĺžky ako pre pozadie. Preto je napríklad na zasneženej pláni také ťažké rozlíšiť medzi zvieratami s bielou srsťou alebo ľuďmi v bielom oblečení. Používa sa vo vojenských záležitostiach na farebnú kamufláž jednotiek a vojenských zariadení. V prírode procesom prirodzeného výberu mnohé živočíchy získali ochranné farby (mimikry).

Z vyššie uvedeného je zrejmé, že najdokonalejšou kamuflážou je výber farby, v ktorej má koeficient odrazu r pre všetky vlnové dĺžky rovnaké hodnoty ako okolité pozadie. V praxi je to veľmi ťažké dosiahnuť, a preto sa často obmedzujú na výber koeficientov blízkej odrazivosti pre žiarenie, ktoré hrá obzvlášť dôležitú úlohu pri dennom svetle a pozorovaní očí. Ide predovšetkým o žltozelenú časť spektra, na ktorú je oko obzvlášť citlivé a ktorá je silnejšie ako ostatné zastúpená na slnečnom svetle (dennom svetle). Ak sa však takto maskované predmety pozorujú nie okom, ale fotografujú, potom môže kamufláž stratiť zmysel. Fialové a ultrafialové žiarenie má totiž na fotografickú platňu obzvlášť silný vplyv. Ak sa teda pre túto oblasť spektra koeficienty odrazu objektu a pozadia od seba zreteľne líšia, potom pri pozorovaní okom takáto chyba maskovania zostane nepovšimnutá, ale na fotografii sa jasne prejaví. Nedokonalosť kamufláže sa zreteľne prejaví aj pri pozorovaní cez svetelný filter, ktorý prakticky eliminuje tie vlnové dĺžky, pre ktoré je kamufláž primárne určená, napríklad cez modrý filter. Napriek výraznému poklesu jasu celého obrazu pri pohľade cez takýto filter sa na ňom môžu objaviť detaily, ktoré boli pri pozorovaní v bielom svetle skryté. Spárovanie filtra s fotografiou môže mať obzvlášť silný efekt. Preto pri výbere maskovacích farieb musíte byť opatrní pri určovaní r pre pomerne široký rozsah spektra, vrátane infračerveného a ultrafialového.

Na zlepšenie správneho prenosu svetla pri fotografovaní sa niekedy používajú svetelné filtre. Vzhľadom na to, že maximálna citlivosť oka a fotografickej platne leží v rôznych oblastiach (pre oko - žltozelená, pre fotografickú platňu - modrofialová), môžu byť vizuálne a fotografické dojmy značne odlišné. Postava dievčaťa oblečená v žltej blúzke a fialovej sukni sa oku javí ako svetlá v hornej časti a tmavá v spodnej časti. Na fotografickej karte sa môže zdať, že má na sebe tmavú blúzku a svetlú sukňu. Ak pred fotografický objektív umiestnite žltý filter, zmení pomer osvetlenia sukne a blúzky smerom bližšie k vizuálnemu dojmu. Použitím navyše fotografického filmu so zvýšenou citlivosťou na dlhé vlny oproti klasickým (ortochromatickým) dosiahneme celkom korektné vykreslenie nasvietenia postavy.

§ 170. Sýtosť farieb. Okrem označenia farby - červená, žltá, modrá atď. - farbu často rozlišujeme podľa sýtosti, teda podľa čistoty odtieňa, absencie belavosti. Príkladom sýtych alebo nasýtených farieb sú spektrálne farby. Predstavujú úzky rozsah vlnových dĺžok bez prímesí iných farieb. Farby látok a farieb pokrývajúcich predmety sú zvyčajne menej sýte a viac-menej belavé. Dôvodom je, že odrazivosť väčšiny farbív nie je nulová pri žiadnej vlnovej dĺžke. Pri nasvietení farbenej látky bielym svetlom teda pozorujeme v rozptýlenom svetle prevažne jednu farebnú oblasť (napríklad červenú), ale do nej sa primiešava značné množstvo iných vlnových dĺžok, ktoré spolu vytvárajú biele svetlo. Ale ak takéto svetlo rozptýlené tkanivom s prevahou jednej farby (napríklad červenej) smeruje nie priamo do oka, ale je nútené sa druhýkrát odrážať od toho istého tkaniva, potom podiel prevládajúcej farby bude sa výrazne zvýši v porovnaní so zvyškom a belosť sa zníži. Viacnásobné opakovanie tohto procesu ( Obr. 317) môže viesť k pomerne sýtej farbe.

Ryža. 317. Získanie sýtej farby pri odraze od červenej drapérie

Ak intenzitu dopadajúceho svetla akejkoľvek vlnovej dĺžky označíme ja a koeficient odrazu pre rovnakú vlnovú dĺžku je vyjadrený pomocou r, potom po jedinom odraze získame intenzitu ja r, po dvojnásobku ja r 2, po trikrát ja r 3 atď. Odtiaľto je zrejmé, že ak sa r pre niektorú úzku spektrálnu oblasť rovná napríklad 0,7 a pre zvyšok sa rovná 0,1, potom po jedinom odraze je prímes bielej farby 1/ 7, t.j. asi 15 %, po dvojitom odraze 1/49, teda asi 2 %, a po trojitom odraze 1/343, teda menej ako 0,3 %. Takéto svetlo možno považovať za celkom nasýtené.

Opísaný jav vysvetľuje sýte farby zamatových látok, splývavé záhyby drapérií či poletujúce zástavy. Vo všetkých týchto prípadoch sú početné priehlbiny (zamat) alebo záhyby farebného materiálu. Biele svetlo, ktoré na ne dopadá, podlieha viacnásobným odrazom, kým sa dostane do oka pozorovateľa. V tomto prípade sa samozrejme látka javí tmavšia ako napríklad hladký natiahnutý pás farebného saténu; ale sýtosť farieb sa mimoriadne výrazne zvyšuje a látka získava na kráse.

V § 167 sme spomenuli, že povrchová vrstva akéhokoľvek náteru vždy rozptyľuje biele svetlo. Táto okolnosť kazí sýtosť farieb obrazu. Preto sú olejomaľby väčšinou potiahnuté vrstvou laku. Vyplnením všetkých nerovností farby lak vytvorí hladký zrkadlový povrch maľby. Biele svetlo z tohto povrchu nie je rozptýlené vo všetkých smeroch, ale odráža sa v určitom smere. Samozrejme, ak sa pozriete na obrázok z neúspešne zvolenej pozície, potom bude takéto svetlo veľmi rušivé („oslnenie“). Ak sa ale na maľbu pozrieme z iných miest, tak vďaka lakovaniu sa biele svetlo z povrchu týmito smermi nešíri a farby maľby sa stávajú sýtejšie.

§ 171. Farba oblohy a úsvitu. Zmena spektrálneho zloženia svetla odrazeného alebo rozptýleného povrchom telies je spojená s prítomnosťou selektívnej absorpcie a odrazu, vyjadrená ako závislosť koeficientov a a r od vlnovej dĺžky.

V prírode zohráva dôležitú úlohu ďalší jav, ktorý vedie k zmene spektrálneho zloženia slnečného žiarenia. Svetlo dopadajúce na pozorovateľa z oblastí bezoblačnej oblohy ďaleko od Slnka sa vyznačuje skôr nasýteným modrým alebo dokonca modrým odtieňom. Niet pochýb o tom, že svetlo na oblohe je slnečné svetlo, rozptýlené v hrúbke vzdušnej atmosféry, a preto dopadá na pozorovateľa zo všetkých strán, dokonca aj v smeroch ďaleko od smeru Slnka. Ryža. 318 vysvetľuje pôvod rozptýleného svetla oblohy. Teoretické výskumy a experimenty ukázali, že k takémuto rozptylu dochádza v dôsledku molekulárnej štruktúry vzduchu; aj úplne bezprašný vzduch sa rozptýli

Ryža. 318. Pôvod farby oblohy (svetlo zo Slnka rozptýlené atmosférou). Priame svetlo zo Slnka aj svetlo rozptýlené v atmosfére dopadajú na povrch Zeme (napríklad bod A). Farba tohto rozptýleného svetla sa nazýva farba oblohy

slnečné svetlo. Spektrum svetla rozptýleného vzduchom sa výrazne líši od spektra priameho slnečného žiarenia: pri slnečnom svetle dopadá maximum energie na žltozelenú časť spektra a pri svetle oblohy je maximum posunuté do modrej časti. Dôvod spočíva v tom, že Krátke svetelné vlny sú rozptýlené oveľa silnejšie ako dlhé. Podľa meraní anglického fyzika Johna Stretta Lorda Rayleigha (1842-1919), potvrdených meraniami, je intenzita rozptýleného svetla nepriamo úmerná štvrtej mocnine vlnovej dĺžky, ak sú rozptylové častice malé v porovnaní s vlnovou dĺžkou svetlo, preto sú fialové lúče rozptýlené takmer 9-krát silnejšie ako červené. Preto sa žltkasté svetlo Slnka, keď sa rozptýli, zmení na modrú farbu oblohy. Je to tak pri rozptyle na čistom vzduchu (v horách, nad oceánom). Prítomnosť relatívne veľkých prachových častíc vo vzduchu (v mestách) pridáva k rozptýlenému modrému svetlu svetlo odrazené prachovými časticami, teda takmer nezmenené svetlo zo Slnka. Vďaka tejto prímesi sa farba oblohy za týchto podmienok stáva belavejšou.

Prevládajúci rozptyl krátkych vĺn vedie k tomu, že priame svetlo Slnka dopadajúce na Zem sa javí viac žlté ako pri pozorovaní z vysokej nadmorskej výšky. Svetlo zo Slnka sa na svojej ceste vzduchom čiastočne rozptýli do strán, pričom krátke vlny sa rozptyľujú silnejšie, takže svetlo, ktoré sa dostane na Zem, sa stáva relatívne bohatším na žiarenie z dlhovlnnej časti spektra. Tento jav je výrazný najmä pri východe a západe Slnka (alebo Mesiaca), keď priame svetlo prechádza oveľa väčšou hrúbkou vzduchu (obr. 319). Vďaka tomu majú Slnko a Mesiac pri východe (alebo západe) Slnka medenožltý, niekedy až červenkastý odtieň. V tých prípadoch

Ryža. 319. Vysvetlenie červenej farby Mesiaca a Slnka pri východe a západe Slnka: S 1 - svietidlo v zenite - krátka dráha v atmosfére (AB); S 2 - svietidlo na obzore - dlhá dráha v atmosfére (NE)

keď sú vo vzduchu veľmi malé (výrazne kratšie vlnové dĺžky) čiastočky prachu alebo kvapôčky vlhkosti (hmly), aj nimi spôsobený rozptyl sa riadi zákonom,

Ryža. 320. Rozptyl svetla zakalenou kvapalinou: dopadajúce svetlo - biele, rozptýlené svetlo - modrasté, prechádzajúce svetlo - červenkasté

blízke Rayleighovmu zákonu, t.j. krátke vlny sú prevažne rozptýlené. V týchto prípadoch môže byť vychádzajúce a zapadajúce Slnko úplne červené. Mraky plávajúce v atmosfére sa tiež sfarbujú do červena. To je pôvod krásnych ružových a červených odtieňov ranných a večerných úsvitov.

Opísanú zmenu farby pri rozptyle môžete pozorovať, ak prejdete lúčom svetla z baterky cez nádobu (obr. 320) naplnenú zakalenou kvapalinou, teda kvapalinou obsahujúcou drobné suspendované častice (napríklad voda s niekoľkými kvapky mlieka). Svetlo prichádzajúce zo strán (rozptýlené) je citeľne modrejšie ako priame svetlo z baterky. Ak je hrúbka zakalenej kvapaliny dosť významná, potom svetlo prechádzajúce nádobou stráca počas rozptylu takú významnú časť krátkovlnných lúčov (modré a fialové), že sa ukáže ako oranžové a dokonca aj červené. V roku 1883 došlo na ostrove Krakatoa k mohutnej sopečnej erupcii, ktorá napoly zničila ostrov a vyvrhla do atmosféry obrovské množstvo drobného prachu. Niekoľko rokov tento prach, rozptýlený na obrovské vzdialenosti vzdušnými prúdmi, znečisťoval atmosféru a spôsoboval intenzívne červené úsvity.

Hlavným prirodzeným zdrojom svetla je slnko. Svetlo, ktoré vyžaruje, sa nazýva biely. V roku 1672 Newton pri prechode slnečného svetla cez sklenený hranol ukázal, že pozostáva zo zmesi žiarenia rôznych vlnových dĺžok alebo, čo je to isté, rôznych farieb, v približne rovnakých pomeroch.

1.1.3.1. Farebná teplota

Rôzne svetelné zdroje vyžarujú rôzne svetelné kompozície. Pri farebnej fotografii je veľmi dôležité poznať zloženie svetla, ktoré osvetľuje objekt. Na charakterizáciu svetla jeho spektrálnym zložením sa používa pojem farebná teplota.

Všetky vyhrievané telesá sú zdrojom elektromagnetického žiarenia. Pri nízkych teplotách vyžarujú len neviditeľné dlhovlnné žiarenie. Keď sa telesná teplota zvýši, začnú žiariť najskôr tmavočerveným, potom jasne červeným, žltým, bielym a nakoniec modrobielym svetlom (žiara elektrického zváracieho oblúka). Existuje teda priama súvislosť medzi teplotou svietiaceho telesa a farbou žiarenia. Bol podrobne skúmaný pre absolútne čierne teleso (telo, ktoré absorbuje všetko žiarenie, ktoré naň dopadá).

Inými slovami, pre každú hodnotu teploty absolútne čierneho telesa je známe zloženie svetla, ktoré vyžaruje. Na základe toho je spektrálne zloženie svetla charakterizované farebnou teplotou - teplotou absolútne čierneho telesa, pri ktorej vyžaruje svetlo rovnakého spektrálneho zloženia ako to, ktoré je skúmané.

Teplota farby sa vyjadruje v absolútnych teplotných jednotkách – Kelvinoch. Jeho hodnota charakterizuje rozloženie energie (výkonu) svetelného žiarenia v závislosti od vlnovej dĺžky (a nie teploty svetelného zdroja). Pre absolútne čierne teleso je toto rozloženie znázornené na obr. 1.5. S rastúcou teplotou sa zvyšuje celková energia žiarenia a maximum sa posúva smerom ku kratším vlnám. To znamená, že čím vyššia je farebná teplota svetelného zdroja, tým viac krátkovlnného žiarenia obsahuje – modré, indigové a fialové. V žiarení svetelného zdroja s nízkou farebnou teplotou prevládajú dlhovlnné zložky - žltá, oranžová a červená farba

Vlastnosti úplne čierneho telesa majú malé otvory v dutine nepriehľadného telesa. Povrch slnka, žeravé uhlie a plameň sviečky sú mu vlastnosťami blízke. Žiarovky, bleskové žiarovky a niektoré ďalšie tepelné zdroje svetla majú emisné spektrá podobného tvaru ako emisné spektrá čierneho telesa, aj keď s menším emisným výkonom. Platí pre nich pojem farebná teplota. Pojem farebnej teploty nie je použiteľný pre niektoré svetelné zdroje: lasery, plynové trubice, svetelné farby a organizmy (viac podrobností o svetelných zdrojoch a ich vlastnostiach nájdete v časti 5.1).

Teplota farby niektorých svetelných zdrojov je uvedená v tabuľke. 1.1,

1.1.3.2. Farbenie tela

Spektrálne zloženie svetla prechádzajúceho cez priehľadné teleso sa môže vo väčšej alebo menšej miere meniť v závislosti od vlastností telesa. Ak prepúšťa žiarenie všetkých vlnových dĺžok rovnako, tak sa spektrálne zloženie svetla, ktoré ním prechádza, nemení a samotné je vnímané ako nezafarbené. Príklady takýchto telies zahŕňajú vysoko priehľadné sklo, destilovanú vodu, niektoré priehľadné plasty, želatínu s rozmiestnenými mikrokryštálmi kovového striebra (fotovrstva na čiernobielej fotografii). Nezafarbené priehľadné telesá menia iba energiu žiarenia.

Telesá, ktoré prepúšťajú žiarenie rôznych vlnových dĺžok odlišne a tým menia spektrálne zloženie svetla, ktoré nimi prechádza, sú vnímané ako farebné. Nech telo napríklad absorbuje modré a zelené lúče viac ako červené. Vo svetle prechádzajúcom týmto telesom budú prevládať červené lúče a teleso bude vnímané ako sfarbené do červena, čo možno interpretovať ako zmenu farebnej teploty svetla (v našom prípade pokles). Schopnosť média prepúšťať žiarenie rôznych vlnových dĺžok nerovnomerne popisuje spektrálna krivka priepustnosti a jej inverzná krivka spektrálnej absorpcie, ako aj krivka optickej hustoty.

Vo fotografii sa používajú špeciálne farebné sklenené filtre na zmenu spektrálneho zloženia svetla. Najčastejšie sa používajú tieto:

Aditívum(alebo zónové, farebne oddelené) svetelné filtre prejsť jednou zo základných farieb (modrá, zelená alebo červená) a absorbovať ďalšie dve (obr. 1.6).

Ryža. 1.6. Spektrálne absorpčné krivky aditívnych svetelných filtrov: modrá (C), zelená (G) a červená (R). (D λ - spektrálna optická hustota)

Subtraktívne(alebo nápravné) svetelné filtre absorbovať jednu zo základných farieb a prenášať ďalšie dve (obr. 1.7). Farby subtraktívnych filtrov sú azúrová, purpurová a žltá. V procese tlače farebného fotografického obrazu sa používajú aditívne aj subtraktívne filtre.

Ryža. 1.7. Spektrálne absorpčné krivky subtraktívnych svetelných filtrov: žltá (Y), purpurová (P) a azúrová (C) (D λ - spektrálna optická hustota)

Kompenzačné filtre premieňať denné svetlo na svetlo so spektrálnym rozložením žiaroviek a naopak (používa sa pri snímaní).

Neaktinické svetelné filtre (laboratórne) majú maximálnu priepustnosť v zóne, v ktorej sú fotosenzitívne vrstvy najmenej citlivé. Na spracovanie negatívnych a reverzných materiálov sa používa filter č.170 - veľmi hustý tmavozelený filter, ktorý prepúšťa veľmi slabé svetlo (amatérski fotografi pri spracovaní týchto druhov fotografických materiálov väčšinou pracujú v úplnej tme). Pri spracovaní farebných pozitívnych filmov a fotografických papierov použite menej hustý zelenohnedý filter č.166.

Väčšina predmetov v prírode sama nevyžaruje svetlo. Stávajú sa viditeľnými vďaka tomu, že odrážajú svetlo dopadajúce na ne.

Nepriehľadné predmety nevyhnutne absorbujú časť svetla, ktoré na ne dopadá. Stupeň absorpcie (a teda odrazu) žiarenia s rôznymi vlnovými dĺžkami nie je rovnaký pre rôzne odrážajúce povrchy.

Povrch nepriehľadného predmetu, ktorý odráža svetlo všetkého viditeľného žiarenia rovnako, t.j. mení iba energiu žiarenia, je vnímaný ako nezafarbený - biely, čierny alebo rôzne odtiene sivej. Tento odraz sa nazýva nerozlišujúci.

Predmet, ktorý odráža (absorbuje) žiarenie s rôznymi vlnovými dĺžkami nerovnomerne, t.j. mení spektrálne zloženie odrazeného svetla, je vnímaný ako farebný. Napríklad, ak objekt absorbuje zelené a červené lúče a odráža modré, potom ho vidíme ako modrý.

Mieru odrazu rôznych žiarení možno posúdiť podľa spektrálnej krivky odrazu, ktorá vyjadruje závislosť energie odrazeného svetla od vlnovej dĺžky.

Farbivá- látky selektívne absorbujúce žiarenie určitého spektrálneho zloženia. Ich aplikáciou na povrch predmetu môžeme výrazne zmeniť jeho odrazivosť, teda zmeniť ich farbu. Viac informácií o úlohe farbív vo farebnej fotografii nájdete v odsekoch. 2.2.2 a 3.1.2.

Farba (farba) objektu je určená spektrálnym zložením svetla, ktoré sa od neho odráža. To znamená, že závisí nielen od odrazivosti povrchu, ale aj od spektrálneho zloženia svetla, ktoré ho osvetľuje. Ak je objekt osvetlený svetlom rôzneho spektrálneho zloženia, odrazené svetlo tiež nebude rovnaké. Tieto faktory, respektíve ich rôzne kombinácie, predurčujú celú paletu farieb nesamosvietiacich predmetov vyskytujúcich sa v prírode.