Színes világ

Színes világ

Természetes számunkra, hogy a világot színesnek látjuk. Három, különböző jellegű fény érkezhet a szemünkbe: önvilágító testekből származó, tárgyakról visszavert, valamint diffúz (szórt) fények. A fényforrások azok, amik önállóan fényt sugároznak ki. Például ily

en a gyertya lángja, az elemlámpa, a villanykörte, a Nap, a csillagok, stb. A fényforrások általában összetett fényűek, színűket több minden befolyásolhatja, de első sorban a hőmérsékletük a meghatározó. Akik fényképeznek, jól ismerhetik az úgynevezett színhőmérséklet problémát. A hagyományos színes fotóanyagok készültek napfényhez és műfényhez, hogy a színvisszaadásuk nagyjából helyes legyen. A digitális fotózásnál vagy a fényképezőgépen beállítható az aktuális színhőmérséklet, vagy utólag egy editáló programmal korrigálható.

A Nap fényét fehér fénynek látjuk. Ám ez összetett fény, prizmával vagy optikai ráccsal felbontható a szivárvány színeire. Ha ezeket a színes sugarakat egy gyűjtőlencsével újra egyesítjük, fehér fényt kapunk. Ha a fénysugár a derékszögnél kisebb szögben optikailag sűrűbb közegbe lép, megváltoztatja irányát (pl. levegőből vízbe, vagy üvegbe lép). Ugyanez történik, ha a sűrűbb közegből ritkábba lép át. Amennyiben a Napból érkező párhuzamos fénysugarak egy keskeny résen keresztül egy üvegprizmára esnek, akkor színekre bomlanak. A prizma legkevésbé a vörös sugarakat téríti el az eredeti irányuktól, majd rendre a narancssárga, a sárga, a zöld, a kék és legnagyobb szögben az ibolya színű sugarakat. (2-2. ábra)

 Amit látunk, az a spektrum, vagy színkép.

A színbontás talán legszebb példája, amikor a Nap fényét a levegőben lévő vízcseppecskék, mint apró kis prizmák színekre bontják, létrehozva a szivárványt.  (2-3. ábra)

Szivárványt akkor láthatunk, ha a Nap és az esőfüggöny között helyezkedünk el. Időnként egy halványabb, másodlagos szivárványt is láthatunk, amelyben a színek sorrendje fordított. A szivárvány ívének a középpontja az antiszoláris pont, amelynek látóhatár feletti magassága megegyezik a Nap magasságával. Mivel a szivárvány íve a vízcseppecskék törésmutatójából eredően 42 fok sugarú körben övezik az antiszoláris pontot, sík terepen nem láthatunk szivárványt, ha a Nap magassága meghaladja a 42 fokot. (2-4. és 2-4/b ábra)

            Az egyes színeknek más és más a rezgésszámuk, vagy hullámhosszuk. Minden hullámhosszhoz tartozik egy monokromatikus szín (spektrumszín), de ez fordítva nem általánosítható. Számtalan szín van ugyanis, amelyik a spektrumban nem található, mint például a rózsaszín, a barna, a ciklámen, az olajzöld, stb. Ezek a színérzetek csupán a szemünkben, pontosabban agyunk látóközpontjában keletkező ingerek, amik több, monokromatikus szín összekeverése útján jönnek létre. (A barna pl. a vörös és a zöld meghatározott keveréke.) Ezeket virtuális színeknek, vagy színvalenciáknak nevezzük. Ezeket nem lehet egyetlen hullámhosszal jellemezni.  Ha egészen szigorúan vizsgáljuk a kérdést, arra a megállapításra kell jutnunk, hogy valójában színek nem is léteznek. A körülöttünk lévő világot (valóságot) elektromágneses hullámok töltik meg, amelyeknek egy bizonyos frekvenciájú tartományát fénynek, különböző színű fénynek látja szemünk. Nem emberek, hanem más élőlények másnak látják a világot, mert szemük más hullámhosszúságú elektromágneses sugárzásra érzékeny. Pl. a méhek látják az UV tartomány egy részét, a kígyók látják az infravörös sugarakat. Más égitesteken, ha élnek élőlények, talán egészen más hullámtartományokra érzékeny a látószervük, és akkor azt nevezik ők „fény”-nek.

            A nem önvilágító tárgyak csak akkor válnak láthatóvá, ha fényforrások megvilágítják a őket, és a felületükről  visszaverődő fénysugarak a szemünkbe jutnak. A tárgyaknak tulajdonképpen nincs önálló színük. Hogy milyen színűnek látjuk, az az őket megvilágító fény spektrális tulajdonságaitól függ. Most persze mondhatná valaki, hogy a citrom az sárga, a fű zöld, a pipacs pedig piros. De sose kerülje el figyelmünket, hogy ezeket a színeket napfényben, vagy úgynevezett „fehér fényben” látjuk ilyennek. Minden tárgy színe attól függ, hogy felülete az egyes színeket milyen mértékben nyeli el, illetve veri vissza. Az átlátszóaké pedig, hogy milyen színt milyen mértékben enged át. A piros pipacs pl. a fehér fényből a vörös sugarakat visszaveri, a más színűeket elnyeli. Ha egy pipacsot zöld fénnyel, vagy a zöld füvet vörös fénnyel világítunk meg, akkor azok feketének látszanak. (2-5.ábra)

A fehér tárgyfelület színváltoztatás nélkül veri vissza a fénysugarakat, a fekete pedig semmit sem ver vissza. Valamennyi színes fényszín keveréke a fehér, valamennyi testszín (festékszín) keveréke pedig a fekete. Azonban a gyakorlatban sem tökéletesen fehér, sem tökéletesen fekete nincs. A kettő közötti átmenet a szürke.

Részletekbe menően nem akarom ismertetni a színtani fogalmakat, inkább a lényegesebb, a mindenki számára érthetőbb és érdekesebb dolgokról ejtenék néhány szót. Azt, hogy az emberi szem milyen módon érzékeli a fényt és a színeket a következő részben fogom tárgyalni.

Nagyon érdekes és látványos dolog a színkeverés. Maxwell színkeverési törvénye szerint bármely színérzet létrehozható, ha három alkalmasan megválasztott alapszínt megfelelő arányban keverünk össze. Ilyen módon a fehér fény spektrumában nem található virtuális színek is előállíthatók. Tekintsük például a számítógép monitorát, vagy a TV képernyőjét! Meggyőződhetünk, hogy az összes elképzelhető színt, színárnyalatot láthatjuk rajtuk. (általában 16, ill. 24 millió színt). Ám, ha nagyítóval megnézzük a monitort, vagy a TV-t, láthatjuk, hogy csak 3 féle színű pixel építi fel a képet: kék, zöld és vörös. Ebben az esetben úgynevezett „fényszínek” keveréséről, additív színkeverésről van szó. Mert ebben az esetben színes fénysugarakat keverünk össze. Más a helyzet a festékszíneknél. A fényszínek összeadódnak, a festékszínek bizonyos mértékig kioltják egymást, ezt szubtraktív (kivonó) színkeverésnek nevezzük. (2-6.ábra)

Ennek megfelelően különböző színkomponenseket ismerünk. Additív színkeverésnél az RGB (Red Green Blue) értékeket használjuk. Értékük 0-255 között változhat. Szubtraktív komponensek a CMYK (Cyan Magenta Yellow és K) Itt az egyes színek értékét százalékban adják meg 0-100%-ig, valamint szükség van az úgynevezett K értékre, ami a fekete tartalmat jelenti. Ugyanis a CMY színek 100%-os fedettsége nem ad feketét, csak sötét szürkét, ezért a nyomtatott anyagok, képek készítéséhez mindenképpen külön fekete maszkot is kell alkalmazni.

            A színeknek három alapvető tulajdonságuk van: a színezet (tónus), a telítettség és a világosság. A színezet az, amiről eddig beszéltünk; egy homogén spektrumfény hullámhosszával jellemezhetjük.

A telítettségre a színben lévő fehérmenetes úgynevezett tiszta színnek és a teljes (tiszta szín + fehértartalmú) színnek az aránya jellemző. A telítettség egy színezeten belül a szín fehér, ill. szürke tartalmától függ. Így lehet eljutni például a pirostól a rózsaszínig.

             A világosságot azonos színek között vizsgálhatjuk és arra jellemző, hogy egy adott felületről, azonos megvilágítás esetén több vagy kevesebb fény verődik-e vissza, ill. jut a szemünkbe.

Ezeket az értékeket úgynevezett színtani háromszögön szokták ábrázolni (2-7. ábra)

            Az ipar, a gazdaság és a tudomány számára rendkívül fontos dolog a színek pontos, egyértelmű meghatározása. Ezért a festékanyagok színtelítettségét, világosságát vagy tónusát műszerekkel mérni kell tudni. Ilyen mérőműszerek a coloriméterek, vagy spektrométerek, három-szín fotométerek. Például a nyomdaipar számára színskálák állnak rendelkezésre. De ilyen színskálákat használnak az ipar sok más területén is. Sőt, egy-egy színt le is lehet védetni, ilyen pl. a T-com lila színe. Olyan speciális árnyalatú, hogy ha meglátjuk, rögtön arra asszociálunk.

Különböző színmegnevezési szabványok léteznek, pl. a CSS3 nevű, amelynek 140 színt és színárnyalatot tartalmaz. Mivel lehetetlenség itt bemutatni ezeket, javaslom, hogy a net-en a keresőbe írják be, hogy „színskálák”! Szép látványban lesz részük!

FOLYTATÁSA KÖVETKEZIK!