Открытие спектра
Открытие спектра
Современная гравюра на меди Б. Роуда, на которой Ньютон изображен в тот момент, когда он в темной комнате с помощью двух призм расщепляет луч света на спектральные цвета и вновь синтезирует его. Этим важным опытом в 1666 году было доказано, что источником всех цветов является свет.
Зеленый лист выглядит зеленым, потому что отражает зеленые лучи, содержащиеся в белом свете. Вы можете убедиться в этом, разглядывая зеленый предмет при красном неактиничном свете: поскольку зеленого цвета в освещении нет, предмет кажется черным. А вот пример из нашего обихода: когда покупаешь что-нибудь из одежды, зачастую подносишь вещь к двери или к окну, чтобы посмотреть, как она выглядит при дневном свете. Ведь свет ламп накаливания, хотя он и «белый», состоит из лучей, имеющих другую длину волны, нежели белый свет за окном, и поэтому изменяет видимый цвет вещей.
Свет является источником всех цветов. Цветные предметы отражают свет выборочно, причем только те его лучи (цвета), которые мы видим, поглощая остальные. Это происходит в результате четырех различных явлений: избирательного отражения пигментными молекулами, рассеяния, дифракции и интерференции.
Пигмент — наиболее распространенный избирательный отражатель света. Молекулы пигмента присутствуют практически во всем, что создано природой и руками человека: от растений и животных до красителей и красок. Каждый пигмент тяготеет к определенному лучу или группе лучей спектра. Они и поглощаются наиболее полно молекулами пигмента. Красный цветок, к примеру, содержит пигментные молекулы, которые поглощают все спектральные лучи белого света, кроме красного. Таким образом, он отражает только красный цвет.
Некоторые цвета образуются в результате особого вида отражения — рассеяния. Наиболее очевидным примером служит голубое небо, которое рассеивает лучи с короткой длиной волны (голубые). Не будь вокруг Земли атмосферы, солнце светило бы в черном небе, как на цветных фотографиях, сделанных с поверхности Луны. В небе часто присутствуют также частицы пыли и влаги, они рассеивают лучи в более широком диапазоне и голубой цвет становится чуть бледнее.
Обычно, когда после грозы выходит яркое солнце, цвет неба бывает очень насыщенным, так как атмосфера очищается от пыли.
В результате того, что небо рассеивает свет, оно часто окрашивается в самые разные цвета. На восходе и закате низкие, косые лучи солнца проходят в атмосфере путь, на сотни миль длиннее, чем в полдень. Вследствие этого почти все голубые лучи спектра рассеиваются и дошедший до нас солнечный свет имеет оранжевую или даже красную окраску.
На поверхности некоторых предметов иногда появляются цветные блики, возникающие в результате дифракции или интерференции. Дифракция происходит, когда свет попадает на поверхность, состоящую из чрезвычайно тонких линий или борозд. Они преломляют свет так, что одни лучи теряют, а другие набирают силу. Поэтому в зависимости от угла зрения возникает легкое поблески-вание различных цветов. Дифракцию можно наблюдать на грампластинках, переливчатых шелковых тканях и перламутре.
Цветовая интерференция появляется на мыльных пузырях и пятнах нефти на воде. Мыло и нефть образуют чрезвычайно тонкую пленку. Свет отражается от обеих поверхностей пленки, и световые волны чуть смещаются, усиливая тем самым одни лучи и ослабляя другие. Это приводит к изменению цветов на поверхности.
