Τι χρώμα κάνουν το κόκκινο και το μπλε;
Τιχρώμα κάνει κόκκινο και μπλε φτιαχνω, κανω? Πιθανότατα σκέφτεστε ότι η απάντηση σε αυτή την ερώτηση είναι μοβ ή μοβ, και αυτό είναι αλήθεια, αλλά είναι μόνο ένα μέρος της απάντησης. Ο συνδυασμός κόκκινου και μπλε μαζί κάνει το μωβ αν μιλάτε για χρωστικές ουσίες, ορισμένους τύπους υλικών που μπορούν να συνδυαστούν μαζί. Ωστόσο, εάν η συζήτηση επικεντρώνεται γύρω από το φάσμα του ορατού φωτός, τότε ο συνδυασμός κόκκινου και μπλε μαζί δημιουργεί το ματζέντα χρώμα.
Όσον αφορά το φάσμα φωτός, το μπλε και το κόκκινο είναι βασικά χρώματα στο φάσμα. Αυτό σημαίνει ότι το κόκκινο και το μπλε είναι εκδηλώσεις ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ορατές στο ανθρώπινο μάτι και δεν μπορούν να δημιουργηθούν συνδυάζοντας διαφορετικά χρώματα μεταξύ τους. Αυτός είναι ο λόγος που τα προγράμματα ψηφιακής βαφής χρησιμοποιούν τιμές που δίνονται σε μορφή RGB (ή κόκκινο, πράσινο, μπλε).
Οι χρωστικές δεν παίρνουν τα χρώματά τους εκπέμποντας συγκεκριμένα ηλεκτρομαγνητικά μήκη κύματος όπως το φως. Αντίθετα, οι χρωστικές λαμβάνουν το χρώμα τους απορροφώντας ορισμένα μήκη κύματος του φάσματος. Λόγω αυτού του γεγονότος, κατά τον προσδιορισμό των χρωμάτων που παράγονται κατά την ανάμειξη χρωστικών, ο υπολογισμός είναι διαφορετικός. Τα κύρια χρώματα όσον αφορά τις χρωστικές είναι το κίτρινο, το ματζέντα και το κυανό. Το ματζέντα απορροφά το πράσινο φως, το κίτρινο απορροφά το μπλε φως και το κυανό απορροφά το κόκκινο φως. Η ανάμειξη μπλε και κόκκινων χρωστικών μαζί θα σας δώσει το χρώμα βιολετί ή μωβ.
Πώς λειτουργεί το φάσμα φωτός
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπορεί να εκδηλωθεί με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, όπως ορατό φως, μικροκύματα, υπέρυθρη ακτινοβολία, υπεριώδης ακτινοβολία και ραδιοκύματα. Τα μήκη κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που είναι ικανά να αντιληφθούν τα ανθρώπινα μάτια είναι αυτά που ονομάζουμε φως. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έχει διαφορετικά μήκη κύματος και συχνότητες στις οποίες μπορεί να ταξιδέψει ή να κινηθεί και μπορεί να μεταδοθεί από κύματα και σωματίδια. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα είναι μια αναπαράσταση των μηκών κύματος στα οποία κινείται η ακτινοβολία. Υπάρχουν συνήθως επτά διαφορετικές κατηγορίες ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, επτά κατηγορίες που συνθέτουν το φάσμα ΗΜ.
Αυτές οι ηλεκτρομαγνητικές περιοχές ταξινομούνται συνήθως κατά σειρά μείωσης του μήκους κύματος και αυξανόμενης ενεργειακής συχνότητας. Από την ελάχιστη ενεργειακή συχνότητα έως την πιο ενεργειακή συχνότητα, αυτές οι κατηγορίες είναι:ραδιοκύματα, μικροκύματα, υπέρυθρες, ορατό φως, υπεριώδεις, ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα.
Η θερμοκρασία ενός αντικειμένου και το χρώμα του συσχετίζονται μεταξύ τους. Καθώς τα αντικείμενα γίνονται πιο ζεστά, η ενέργεια που απελευθερώνουν αλλάζει μορφή, με μικρότερα μήκη κύματος να γίνονται η κύρια μορφή της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας EM. Η αλλαγή των μηκών κύματος είναι συχνά αντιληπτή στο ανθρώπινο μάτι και εμφανίζεται ως αλλαγή χρώματος. Ένα παράδειγμα αυτού του φαινομένου είναι το πώς αλλάζει ένας φυσητήρας καθώς αλλάζει η θερμότητα που απελευθερώνει. Η φλόγα ενός φυσητήρα γίνεται από κόκκινη σε μπλε καθώς η φλόγα γίνεται πιο ζεστή, καθώς ο χρήστης προσαρμόζει τη θερμοκρασία της. Η θερμική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε φωτεινή ενέργεια και αυτή η διαδικασία μετατροπής αναφέρεται ως πυράκτωση.
Όταν το υλικό γίνεται πιο ζεστό, το υλικό αρχίζει να εκπέμπει περισσότερη ενέργεια δόνησης και αυτή η αύξηση της ενέργειας θεωρείται ως πυρακτωμένο φως. Όταν η ποσότητα ενέργειας που εκπέμπεται από το θερμό υλικό ανεβαίνει στην περιοχή των περίπου 800°C ή 1470°F, το αντικείμενο βρίσκεται στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος ΗΜ. Καθώς η θερμοκρασία του υλικού αυξάνεται πέρα από το υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, το αντικείμενο αρχίζει να λάμπει κόκκινο καθώς κινείται προς το ορατό τμήμα του φάσματος. Εάν η θερμότητα του αντικειμένου συνεχίσει να αυξάνεται πέρα από αυτό το σημείο, το αντικείμενο θα αποκτήσει ένα λευκό-καυτό χρώμα και ένα μπλε χρώμα μετά από αυτό.
Επειδή η θερμοκρασία και το χρώμα συνδέονται τόσο έντονα, οι αστρονόμοι είναι σε θέση να εκτιμήσουν τη θερμοκρασία των διαστρικών αντικειμένων εξετάζοντας το χρώμα αντικειμένων όπως τα αστέρια. Το φως που εκπέμπεται από τον ήλιο του ηλιακού μας συστήματος θεωρείται είτε ως υπόλευκο είτε ως κιτρινωπό φως και έχει μήκος κύματος περίπου 550 NM. Η επιφάνεια του ήλιου είναι περίπου 5527°C ή 9980° F ή 5800° Kelvin. Αστέρια όπως το αστέρι Betelgeuse είναι πιο δροσερά από τον ήλιο και ως εκ τούτου αναδίδουν μια κοκκινωπή λάμψη. Ο Betelgeuse είναι περίπου 3000°C. Αστέρια όπως το αστέρι Rigel είναι πιο καυτά από τον ήλιο και σε θερμοκρασία περίπου 12.000°C το Rigel εκπέμπει ένα μπλε φως.
Το φως που εκπέμπει ένα αντικείμενο μπορεί να αναλυθεί από τους αστρονόμους για να μάθουν πολλά περισσότερα από τη θερμότητα ενός αντικειμένου. Δεδομένου ότι κάθε στοιχείο στον περιοδικό πίνακα απορροφά διαφορετικά μήκη κύματος φωτός, αυτό μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να συμπεράνουν τη στοιχειακή σύνθεση ενός διαστρικού αντικειμένου. Το φάσμα απορρόφησης αναφέρεται στο πώς διαφορετικά στοιχεία απορροφούν διαφορετικά μήκη κύματος φωτός. Η ανάλυση του φωτός που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο και η σύγκρισή του με το φάσμα απορρόφησης επιτρέπει στους αστρονόμους να προσδιορίσουν ποια στοιχεία πιθανότατα περιλαμβάνουν αντικείμενα όπως αστέρια, αστεροειδείς, σύννεφα σκόνης.
Πώς αντιλαμβάνεται το χρώμα το μάτι
Για τους ανθρώπους, η πιο σημαντική πτυχή του φάσματος φωτός είναι το χρώμα ενός αντικειμένου. Το χρώμα ενός αντικειμένου εκδηλώνεται ως αποτέλεσμα τόσο των εγγενών ιδιοτήτων του ίδιου του φωτός όσο και του τρόπου με τον οποίο το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται το φως. Τα αντικείμενα στην πραγματικότητα δεν έχουν χρώμα, μάλλον τα αντικείμενα φαίνεται να έχουν ένα συγκεκριμένο χρώμα επειδή είτε αντανακλούν είτε εκπέμπουν φως που τυχαίνει να είναι σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος.
Το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται το φως μέσω εξειδικευμένων κυττάρων υποδοχέα φωτός. Αυτά τα κύτταρα ονομάζονται κώνοι και ράβδοι, με τους κώνους να είναι τα κύτταρα υποδοχείς που μπορούν να αντιληφθούν το χρώμα. Οι ράβδοι λαμβάνουν μόνο ορατό φως και στέλνουν αυτό το φως στον εγκέφαλο, χρησιμοποιούνται για όραση σε χαμηλό φωτισμό. Τα κωνικά κύτταρα στο μάτι αναχαιτίζουν το φως σε ορισμένα μήκη κύματος που αντιστοιχούν στο χρώμα. Τα μήκη κύματος του φωτός που είναι περίπου 740 NM θεωρούνται ότι βρίσκονται στο χαμηλότερο άκρο του φάσματος και ερμηνεύονται ως το κόκκινο χρώμα. Τα μήκη κύματος φωτός στο μεσαίο τμήμα του φάσματος ερμηνεύονται ως πράσινα και αυτά που είναι περίπου 380 NM βρίσκονται στο ανώτερο τμήμα του φάσματος και φαίνονται ως μπλε ή μοβ. Τα άλλα χρώματα είναι απλώς μείγματα αυτών των τριών βασικών χρωμάτων.
Για παράδειγμα, το ματζέντα χρώμα είναι κατασκευασμένο από κόκκινο και μπλε, ενώ το κυανό είναι ένα μείγμα πράσινου και μπλε και το κίτρινο από κόκκινο και πράσινο. Όταν και τα τρία βασικά χρώματα φωτός αναμειγνύονται μαζί, το αποτέλεσμα είναι λευκό φως, ενώ το μαύρο είναι απλώς η απουσία φωτός. Ο Sir Isaac Newton ήταν το άτομο που κατέγραψε το γεγονός ότι το λευκό φως αποτελείται από τα τρία ορατά χρώματα του φάσματος. Ο Newton διαπίστωσε ότι το χρωματικό φάσμα προβλήθηκε σε έναν κοντινό τοίχο όταν πέρασε λίγο φως μέσα από ένα πρίσμα.
Για τα χρώματα κόκκινο και μπλε, το κόκκινο εμφανίζεται σε μήκος κύματος περίπου 740 NM ενώ το μπλε σε μήκος κύματος περίπου 470 NM.
Χρωστικές ουσίες
Αυτό που έχει συζητηθεί μέχρι τώρα είναι το χρώμα που προέρχεται από την εκπομπή φωτός, τα ορατά τμήματα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ωστόσο, οι χρωστικές δεν λειτουργούν προσθέτοντας φως μαζί, αλλά οι χρωστικές δρουν παγιδεύοντας ορισμένες συχνότητες φωτός και αφήνοντας μόνο ορισμένα μήκη κύματος φωτός να αναπηδούν από το αντικείμενο. Οι χρωστικές ουσίες λειτουργούν αφαιρώντας ορισμένες συχνότητες φωτός από το λευκό φως και τα χρώματα που βλέπετε όταν κοιτάτε μια χρωστική είναι απλώς τα χρώματα που αντανακλώνται από το αντικείμενο και έχουν εισέλθει στο μάτι σας. Αυτό αναφέρεται ως αφαιρετικό χρώμα και το αφαιρετικό χρώμα είναι αυτό που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία χρωμάτων και βαφών. Το χρώμα ή η βαφή απορροφά ορισμένες συχνότητες και αντανακλά τις άλλες συχνότητες έξω από αυτό, με τον εγκέφαλο να ερμηνεύει αυτήν την ανακλώμενη συχνότητα ως ένα συγκεκριμένο χρώμα. Όταν αναμειγνύονται κόκκινες και μπλε χρωστικές, το αποτέλεσμα είναι μωβ.
Μία από τις πιο γνωστές χρωστικές είναι η χλωροφύλλη, η χρωστική που βρίσκεται στα πράσινα φυτά. Αυτή η χρωστική ουσία λειτουργεί απορροφώντας τα μπλε και κόκκινα μέρη του ορατού φάσματος, με το πράσινο φως να ανακλάται μακριά. Ως αποτέλεσμα της ύπαρξης χλωροφύλλης στα κύτταρά τους, τα φυτά έχουν πράσινο χρωματισμό.
Υπάρχουν και άλλα παραδείγματα βιολογικών χρωστικών, όπως:αιμοσφαιρίνη, μελανίνη, καροτενοειδή, ανθοκυανίνες και ενολικά πολυένιο.
Η αιμοσφαιρίνη είναι μια χημική ουσία υπεύθυνη για την παροχή του κόκκινου χρωματισμού που έχουν τα αιμοσφαίρια. Η μελανίνη είναι ένας τύπος χρωστικής που βρίσκεται στους περισσότερους οργανισμούς και είναι υπεύθυνη για τον αποκλεισμό της υπεριώδους ακτινοβολίας και την προστασία των κυττάρων από αυτή την επιβλαβή ακτινοβολία. Τα καροτενοειδή δημιουργούνται από διαφορετικά είδη βακτηρίων και ένα παράδειγμα καροτενοειδούς είναι η καροτίνη, η οποία δίνει στα φλαμίνγκο ροζ χρώμα και στα καρότα πορτοκαλί. Οι ανθοκυανίνες είναι μια κόκκινη ή μπλε χρωστική ουσία που βρίσκεται στους ιστούς των ανώτερων φυτών. Οι ανθοκυανίνες είναι υδατοδιαλυτές. Τα ενολικά πολυένιο είναι ένας τύπος χρωστικής που βρίσκεται μόνο σε ορισμένα είδη παπαγάλων.
Τα χρώματα που απορροφά ένα αντικείμενο καθορίζονται από τη δομή αυτού του αντικειμένου. Η συχνότητα δόνησης του αντικειμένου (η συχνότητα στην οποία δονείται το ηλεκτρόνιο), πρέπει να είναι κοντά ή στη συχνότητα των κυμάτων φωτός για να απορροφήσει αυτό το χρώμα. Όταν η συχνότητα της δόνησης ταιριάζει με τα κύματα φωτός, τα ηλεκτρόνια στο αντικείμενο απορροφούν το εισερχόμενο φως και δονούνται λόγω της ενέργειας. Όταν τα άτομα του υλικού κρατούν σφιχτά τα ηλεκτρόνια τους, οι δονήσεις μεταδίδονται στους πυρήνες του ατόμου. Αυτό κάνει τα άτομα να επιταχύνουν και να συγκρούονται με άλλα άτομα ως αποτέλεσμα. Όταν τα άτομα συγκρούονται, εκπέμπουν την ενέργεια που απέκτησαν νωρίτερα κατά τη διαδικασία δόνησης, απελευθερώνοντάς την ως θερμότητα.
