Что такое цвет?

Для того чтобы понять, что такое цвет, мы начнем издалека… с изучения атома! Как вы, наверное, помните, атом состоит из ядра в центре (которое в свою очередь состоит из протонов и нейтронов) и вращающихся вокруг ядра электронов.

Т.е. получается, что электроны вращаются вокруг атома по орбите, словно планеты вокруг солнца. Ядра атомов постоянно получают дополнительную энергию от столкновений с другими атомами. Эта энергия передается электронам, которые в свою очередь испускают ее в виде электромагнитной волны. Здесь я должен сообщить, что наука толком не знает из чего электромагнитная волна состоит, как она распространяется, например в космосе и т.д. Т.е. электромагнитная волна до конца не изучена на сегодняшний день. Но мы знаем что она есть.

Как и любая волна, электромагнитная волна имеет колебания, т.е. у электромагнитной волны есть частота, где 1 Герц равен одному колебанию в секунду.

Итак, получается все электроны в атомах испускают электромагнитную волну, но не все атомы являются источниками света. Что же отличает атомы обычного предмета, например, кирпича, от атомов солнца? Дело в том, что электроны атомов источника света также помимо электромагнитной волны испускают фотоны – мельчайшие частицы, которые и являются испускаемым светом.

Фотон ведет себя не только как частица, но как и волна! Да это трудно представить, но просто примите как факт. Т.е. у испускаемых фотонов есть частота, и от этой частоты зависит как мы воспринимаем испускаемый свет.

Получается из всего испускаемого света, мы видим только маленький диапазон частот от 780 нм до 380 нм, который мы и воспринимаем как видимый свет.

Солнце испускает световые волны почти всех диапазонов одновременно, кроме гамма-лучей, но нас в данном случае интересуют только волны видимого диапазона. Так вот, когда световые лучи попадают на предмет, допустим лежащий перед нами банан, то банан, благодаря составу вещества из которого он состоит, поглощает все световые лучи разных диапазонов видимого света, кроме желтого. Желтые световые лучи отражаются от банана, попадают нам в глаза, и мы видим что банан желтого цвета. Так и со всеми остальными предметами, что мы видим. Если какой-то предмет отражает абсолютно все лучи, то такой предмет мы видим как белый, так как белый цвет – это совокупность световых лучей всех видимых нами диапазонов. Если предмет поглощает абсолютно все световые лучи, то такой предмет мы видим как черный.

А если предмет отражает, допустим, два световых луча, например, красного и зеленого цвета, то мы же не можем увидеть этот предмет сразу в двух цветах одновременно, и поэтому, для нашего глаза эти цвета смешиваются, давая в итоге желтый цвет. Почему именно желтый? Дело в том что наш глаз воспринимает более длинный световой луч красного цвета и более короткий световой луч зеленого цвета, как световой луч средней длины между красным и зеленым, а это будет желтый.

Теперь, давайте разберемся как наш глаз видит цвет. Дело в том что внутри нашего глаза находятся колбочки и палочки.

Палочки помогают нам видеть в темноте. Вы, наверное, замечали, когда долго находитесь в темноте, то ваши глаза адаптируются и вы начинаете лучше видеть – это начинают работать палочки внутри ваших глаз. А колбочки нам нужны чтобы не только видеть дневной свет, но и различать цвета.

Как видно из рисунка, колбочки бывают только трех цветов: красного, зеленого и синего. И каждые три такие колбочки отвечают за мельчайший участок видимого вами диапазона, как пиксель на мониторе. Как вы уже знаете, монитор устроен похожим образом – каждый пиксель состоит из трех, скажем так, лампочек: красного, зеленого и синего.

Когда, например, фотоны красного цвета попадают к нам в глаз, то активируется красная колбочка и она сообщает мозгу, что мы должны увидеть на определенном участке, за которое отвечает эта колбочка, красный цвет. Если нам в глаз попадают фотоны бордового цвета, то красная колбочка активируется в пол силы и это дает сигнал мозгу, что мы должны увидеть бордовый цвет. Т.е. колбочки также имеют свой уровень активации, благодаря чему мы можем передать мозгу огромное количество оттенков цветов, что мы видим.

Если к нам в глаз попадает фотоны желтого цвета, то в глазу активируются красная и зеленая колбочки и это дает сигнал мозгу, что мы видим на определенном участке желтый цвет.

Похожим образом устроены экраны мониторов, смартфонов, телевизоров и т.д. Только они состоят из пикселей, а пиксели уже в свою очередь состоят из трех лампочек: красного, зеленого и синего. И когда одновременно на пикселе горят красная лампочка и зеленая, то из-за того что этот пиксель очень мал, наши глаза не могут на таком маленьком участке показать отдельно 2 цвета, и эти цвета просто смешиваются для наших глаз и получается пиксель желтого цвета.