Что представляет собой черно белый спектр

Спектр (от лат. spectrum — представление, образ) — является совокупностью каждого из значений любой физической величины , которая характеризует систему либо процесс.

Спектр (от лат. spectrum — представление, образ) — является совокупностью каждого из значений любой физической величины, которая характеризует систему либо процесс.

Зачастую используют определения частотного спектра колебаний (например, электромагнитных), спектра энергий, импульсов и масс частиц. Спектр может быть непрерывным и дискретным (прерывистым).

Оптические спектры — это спектры электромагнитных излучений в ИК, видимом и UF диапазонах длин волн. Оптические спектры делятся на спектры испуска­ния, спектры поглощения (абсорбционные спектры), спектры рассеяния и спектры отражения.

Оптические спектры получают от источников света при разложении их излучения по длинам волн λ (либо частотам v = c/ λ, либо волновым числам 1/λ =v/c, которые также обозначаются как v) при помощи спектральных приборов. Чтоб охарактеризовать распределение излучения по частотам, вводится спектральная плотность излучения I (v), которая равна интенсивности излучения I, которая приходится на единичный интервал частот (интенсивность излучения I является плотностью потока электромаг­нитного излучения, приходящегося на все частоты). Интенсивность излучения, которая приходится на маленький спектральный интервал Δv, равна I (v)Δv. Просуммировав подобные выражения по всем частотам спектра, получаем плотность потока излучения I.

Если ВЫ видите 7, то ВЫ ДАЛЬТОНИК

Виды спектров .

Спектральный состав излучения веществ очень разнообразен, но не­смотря на это, каждый спектр делится на 3 типа:

Непрерывные спектры, либо сплошные спектры, как видно из опытов, дают тела, которые находятся в твердом либо жидком состоянии, или очень сжатые газы. Что бы получить непрерывный спектр, тело необходимо нагреть до большой температуры.

Непрерывные спектры определяются не только излучательной способностью самих атомов, но в большой степени зависят от взаимодействия атомов друг с другом.

На рисунке вы видите кривую зависимости спектральной плот­ности интенсивности теплового излучения от частоты (спектр) тела с сильно черной поверхностью. У кривой есть максимум при частоте vmax, которая зависит от температуры тела. С увеличением температуры максимум энергии излучения сдвигается к боль­шим частотам. Энергия излучения, которая приходится на очень маленькие (v → 0) и очень большие (v → ∞) частоты, весьма мала. В сплошном спектре представлены каждая из длин волн.

Линейчатые спектры складываются из отдельных спектральных линий, это признак того, что вещество излучает свет конкретных длин волн в определенных, очень узких спектральных интервалах. Все линии имеют конечную длину.

Как Сделать ЧЕРНО-БЕЛЫЕ Фотографии ЛУЧШЕ! Как Фотографировать Чёрно-Белые Фото?

Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. В таком случае излучают атомы, которые не взаимодействуют друг с другом. Это фунда­ментальный, самый основной тип спектров.

Изолированные атомы излучают строго определенные длины волн, характерные для данного типа атомов. Классическим примером линейчатого спектра является спектр атома водорода.

Спектральные закономерности в спектре атома водорода.

Каждая частота излучений атома водо­рода составляет ряд серий, каждая из которых образуется в процессе перехода атома в одно из энерге­тических состояний из всех верхних энергетических состояний, то есть состояний с большей энер­гией, используя терминологию спектроскопии — переходов электрона с верхних возбужденных уровней энергии на нижние уровни.

.

На рисунке а) вы можете увидеть переходы на 2-ой возбужденный энергетический уровень, которые составляют серию Бальмера, частоты излучения которой находятся в ви­димой области спектра. Серия имеет название по имени швейцарского учителя И. Бальмера, который еще в 1885 году основываясь на результатах экспериментов вывел формулу для определения частот видимой части спектра водорода:

R — постоянная Ридберга, которая определена из спектральных данных и позже вычисленная основываясь на теории атома Бора.

В этой формуле v — не частота, которая измеряется в с -1 , а вол­новое число, которое равно обратному значению длины волны 1/λ и которое измеряется в м — 1 .

Что бы определить частоты излучения других серий атома водорода вместо двойки в знаменате­ле первой дроби в формуле необходимо подставить числа 1, 3, 4, 5.

Номера нижних энергетических уровней, при переходе на которые с верхних уровней излучаются соответствующие серии:

Полосатые спектры состоят из отдельных полос, которые разделены темными промежутками. При по­мощи весьма хорошего спектрального аппарата можно увидеть, что все полосы состоят из большого числа близко лежащих линий. Полосатые спектры излучают молекулы, которые не связаны либо слабо связаны друг с другом.

Для наблюдения молекулярных спектров, как и для наблюдения линейчатых спектров, применяют свечение паров в пламени либо свечение газового разряда.

Спектры поглощения тоже делятся на 3 типа (сплошные, линейчатые и полосатые), что и спектры испускания. Поглощение света тоже зависит от длины волны. Так, красное стекло пропускает волны, которые соответствуют красному свету (λ ≈ 8 · 10 — 5 см), и поглощает остальные.

Газ интенсивнее всех поглощает свет тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии.

Таким образом, если пропускать белый свет через холодный неизлучающий газ, то на фоне непрерыв­ного спектра излучения появятся темные линии. Это линии поглощения, которые образуют в совокуп­ности спектр поглощения.

Источник: www.calc.ru

Дисперсия света: что это такое, причины, примеры

Дисперсия света (разложение света; светорассеяние) – это разложение света в спектр, обусловленное зависимостью показателя преломления среды от частоты световой волны.

Наверное, вы уже наблюдали явление образования разноцветной дуги в небе – радугу. Если нет, то, возможно, вы видели разноцветные капли росы солнечным утром. Если вам не нравится дождь и вы не любите вставать по утрам, поставьте перед собой стакан с газированной минеральной водой так, чтобы его освещали солнечные лучи. Затем вы увидите, что пузырьки газа в стекле меняют свой цвет и светятся. Все эти явления являются проявлениями разложения (дисперсии) света.

Разложение солнечного света с помощью призмы, проведенное Ньютоном в 1665-66 годах, было признано научным миром как один из десяти самых красивых экспериментов в истории физики. Таким образом, ученый продемонстрировал, что белый свет на самом деле представляет собой смесь цветов. При этом повторное соединение всех цветов в спектре дает белый свет.

Разложение белого света

Физиком, который впервые доказал, что белый свет представляет собой смесь различных цветов, был Исаак Ньютон, первооткрыватель закона всемирного тяготения. Именно Ньютон использовал призму в своем эксперименте.

Призма – это твердое тело из оптически прозрачного материала (обычно стекла), представляющее собой призму с треугольным основанием. Когда свет проходит через призму, он преломляется дважды: сначала на границе раздела воздух-стекло (при входе в призму), а затем на границе раздела стекло-воздух (при выходе из призмы). Ход светового луча в призме показан на рисунке 1 ниже.

Опыт. Как и почему рассеивается свет?

Проверим гипотезу о том, что белый свет разлагается, потому что он представляет собой смесь основных, простых цветов.

Что вам понадобится?

• источник белого света (светодиодный фонарик, проектор);
• щель;
• призма с подставкой;
• экран.

Инструкция.

1. Расположите щель вертикально непосредственно за источником света.
2. Направьте источник света на одну стенку призмы.
3. Расположите экран так, чтобы свет падал на него после прохождения через призму.

Вывод, который получим в результате опыта.

На экране мы наблюдаем так называемый спектр белого света, который представляет собой набор цветов от фиолетового до красного в результате дисперсии пучка белого света. Таким образом, белый свет представляет собой смесь цветов.

Каков механизм формирования спектра белого света? Луч света, представляющий собой смесь цветов, претерпевает двойное преломление при прохождении через призму (см. рисунок 2). Каждый компонент преломляется под разным углом, поскольку скорость его распространения меняется при переходе из одной среды в другую.

Помните! При прохождении через призму фиолетовый свет отклоняется от своего первоначального направления в наибольшей степени, а красный – в наименьшей.

Дисперсия света уже происходит, когда белый свет попадает в призму. При выходе из призмы углы преломления, под которыми цветовые компоненты белого света покидают призму, увеличиваются, делая явление более заметным.

Дисперсия света может объяснить многие явления, наблюдаемые в природе, например, образование радуги.

Причина дисперсии света

Причина разложения белого света через призму заключается в следующем: свет разных цветов и, следовательно, разных длин волн имеет разную скорость распространения в материале, например, в стекле. В том же стекле, например, скорость распространения синего света ниже, чем красного.

Следовательно, согласно закону преломления света, синий свет преломляется сильнее, чем красный. В результате различного преломления разных частей белого света, свет разворачивается веером, образуя спектр. Это также называется спектром призмы. При использовании белого света создается непрерывный спектр.

Длины волн и частоты спектральных цветов

Видимый нами диапазон спектра охватывает диапазон длин волн от 390 нм до 780 нм. Это соответствует диапазону частот от 7,7⋅10 14 Гц до 3,8⋅10 14 Гц.

В направлении более длинных волн (более коротких частот) присоединяется инфракрасный свет, а в направлении более коротких волн (более высоких частот) присоединяется ультрафиолетовый свет.

На рисунке 3 приведены частоты и длины волн для шести спектральных цветов. Из данных видно, что каждый спектральный цвет охватывает определенный диапазон длин волн.

Поэтому необходимо проводить различие между светом спектрального цвета (всегда включает в себя диапазон длин волн) и светом определенной длины волны (всегда является частью света спектрального цвета).

Проблемы, возникающие при дисперсии света

Дисперсия света – красивое и эффектное явление, но оно также может доставлять неприятности. Первые наблюдения за небом проводились с помощью телескопов, которые имели одинарные стеклянные линзы.

Когда луч света проходит через линзу и преломляется, как в призме, особенно в “толстых” линзах, свет может “расщепляться” на основные цвета. Каждый цвет имеет свою фокусную точку (фокус) – поэтому нет единой точки, в которой сходятся все световые лучи. В результате вы можете заметить цветовую кайму (см. рисунок 4) вокруг наблюдаемых объектов и ощутить снижение остроты зрения.

Это явление называется хроматической аберрацией. Определение этого понятия следующее:

Хроматическая аберрация – это дефект линзы, вызванный разложением белого света на составляющие цвета, так что каждый цвет имеет свой собственный фокус, расположенный на разном расстоянии от линзы.

Хроматическая аберрация влияет на качество изображения как при астрономических наблюдениях, проводимых с помощью простых телескопов, так и в процессе обычной фотосъемки, поскольку фотоаппараты оснащены пластиковыми или стеклянными линзами. Этот эффект можно устранить, используя вместо отдельных линз систему соответствующим образом подобранных линз (ахроматическая система).

Примеры

Приведу следующие примеры явлений, где наблюдается дисперсии света:

• Дисперсия белого света через призму. Как показано на рисунке 2, когда белый свет падает на призму, из нее выходит “коллекция” из семи цветов из-за дисперсии.
• Дисперсия из-за масла на дороге. Небольшое количество масла обычно присутствует на поверхности дороги, например, смазочное масло из автомобилей, что приводит к появлению полос красивых цветов во время дождя.
• Образование радуги. Радуга считается одним из самых удивительных световых проявлений, когда-либо наблюдавшихся на планете. Радуга – это многоцветная дуга, образованная светом, падающим на капли воды. Радуга образуется во время дождя в результате поглощения, преломления и рассеивания света в капельках воды. Все эти явления создают в небе световой спектр, который и называется радугой.
• Дисперсия в алмазе. Это когда белый свет попадает в алмаз (или любой другой плотный объект), разделяется на все спектральные цвета радуги и отражается обратно в глаза наблюдателя в виде прекрасного проявления цветного света, также известного как “алмазный огонь”.

Источник: www.asutpp.ru

Помогите с информатикой

Помогите ответить на вопросы по информатике
1.Чем отличается монохромное изображение от цветного?
2. Что представляет собой чёрно-белый спектр?
3. Чего нельзя увидеть и что можно увидеть в абсолютной темноте?
В гугле не могу найти правильный ответ (

Голосование за лучший ответ

1. Монохромное изображение состоит лишь из двух цветов (черного и белого), то есть каждый субпиксель пикселя либо 1 либо 0 и равны друг другу, ничего между, так три субпикселя дают белый цвет. В цветном субпиксели имеют различные значение от 0 до 1 при этом не равны друг другу.
2. Градацию серого.
3. В пространстве без света нельзя увидеть «Свет» (это именно то что глаз и видит), но можно увидеть «излучение» (ультрафиолет, инфракрасное, черенкова и тд), правда не всякое видно глазом. Темнота может быть достигнута двумя способами, отсутствием источником света и отсутствием предметов для отражения света.

Похожие вопросы

Источник: otvet.mail.ru

1.1.1. Спектр как характеристика цвета

В природе излучение от различных источников света редко является монохроматичным, т. е. представленным излучением только одной определенной длины волны, а имеет довольно сложный спектральный состав: в нем присутствуют излучения самых различных длин волн. Если представить эту картину в виде графика, где по оси ординат будет отложена длина волны, а по оси абсцисс — интенсивность, то мы получим зависимость, называемую спектром излучения. Спектр поверхностей окрашенных предметов определяется как зависимость коэффициента отражения рот длины волны X, для прозрачных материалов — коэффициента пропускания X от длины волны, а для источников света — интенсивности излучения от длины волны. Примеры спектров отражения некоторых красок и спектров излучения различных источников света приведены на рис. 1.2—1.3.

Р ис. 1.2. Спектры отражения различных красок: изумрудной зелени, красной киновари, ультрамарина [2]

Рис. 1.3. Примеры спектрального распределения интенсивности излучения различных источников света: свет от ясного голубого неба, усредненный дневной свет, свет лампы накаливания

П о форме спектральной кривой можно судить о цвете излучения, отраженного от поверхности предмета или испускаемого самосветящимся источником света. Чем более эта кривая будет стремиться к прямой линии, тем больше цвет излучения будет приближаться к ахроматическому. Чем меньше либо больше будет амплитуда спектра, тем цвет излучения или предмета будет менее или более ярким. Если спектр излучения равен нулю во всем диапазоне за исключением определенной узкой его части, мы будем наблюдать так называемый чистый спектральный цвет,соответствующий монохроматическому излучению, испускаемому в очень узком диапазоне длин волн.

Рис. 1.4. Спектр излучения поверхности, окрашенной изумрудной зеленью, при освещении светом лампы накаливания.

вет предметов зависит от источника света, освещающего поверхность данного предмета. Точнее, световое излучение, отраженное от поверхности предмета либо прошедшее через нее и формирующее в зрительном аппарате ощущение цвета этого предмета, зависит как от свойств самого предмета отражать либо поглощать свет в зависимости от длины волны, так и от свойств источника света (рис. 1.4)из рисунка видно, что цвет красителя при освещении светом лампы накаливания приобретает теплый оттенок за счет усиления длинноволнового (оранжево-красного) и некоторого уменьшения коротковолнового (синего) излучения, отраженного от окрашенной поверхности.

Поэтому при проведении цветовых измерений необходимо всегда учитывать используемое при этом освещение и по возможности пользоваться только стандартными источниками света, причем не применять одновременно несколько разнотипных источников. То же самое касается любых работ с цветными изображениями, когда необходимо обеспечить высокую точность цветопередачи.

1.1.2. Феномен цветового видения

При проведении своего знаменитого опыта по разложению солнечного света в спектр Ньютон сделал очень важное наблюдение. Он показал, что все многообразие спектральных цветов оказалось возможным свести к семи цветам. Они были названы Ньютоном первичными. Это красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, индиго (синий) и фиолетовый.

Впоследствии различными исследователями было показано, что число первичных цветов можно сократить до трех, а именно до красного, зеленого и синего. Действительно, желтый и оранжевый есть комбинация зеленого и красного, голубой — зеленого и синего. Таким образом, все цветовые тона могут быть получены комбинацией красного, зеленого и синего цветов, названных поэтому основными цветами.

Юнг и Гельмгольц, занимавшиеся исследованиями цветового зрения, предположили, что подобные явления объясняются наличием в аппарате человеческого зрения трех цветочувствительных анализаторов, каждый из которых являетсяответственным за восприятие красного, зеленого и синего световых излучений, попадающих в глаз. Позже это предположение получило достаточно веские научные подтверждения и легло в основу трехкомпонентной теории цветового зрения,которая объясняет феномен видения цвета существованием в глазу человека трех типов цветоощущающих клеток, чувствительных к свету различного спектрального состава.

Э ти клетки действительно удалось увидеть в сетчатке глаза, и поскольку под микроскопом они предстали в виде округлых продолговатых тел несколько неправильной формы, они были названы колбочками. Колбочки, в зависимости от их спектральной чувствительности, подразделяются на три типа и обозначаются греческими буквами β (бета), γ(гамма) и ρ(ро). Первый тип (β) имеет максимум чувствительности к световым волнам с длиной от 400 до 500 нм (условно «синяя» составляющая спектра), второй (γ)— к световым волнам от 500 до 600 нм (условно «зеленая» составляющая спектра) и третий (ρ)— к световым волнам от 600 до 700 нм (условно «красная» составляющая спектра) (рис. 1.5, б). В зависимости от длины и интенсивности световых волн колбочки разного типа возбуждаются сильнее или слабее.

Рис. 1.5. Кривая относительной световой эффективности палочек (пунктирная линия) и колбочек (сплошная линия)(а) и кривые спектральной чувствительности колбочек, нормированные к единице (б)

акже было установлено наличие других клеток, которые не имеют чувствительности к строго определенным спектральным излучениям, а реагируют на весь поток светового излучения. Поскольку под микроскопом эти клетки видны как удлиненные тела, их назвали палочками.

У взрослого человека насчитывается порядка 6—7 млн. колбочек и около 110—125 млн. палочек (соотношение 1:18). Условно говоря, видимое нами изображение, также как и изображение цифровое, дискретно. Но поскольку число элементов изображения очень большое, мы этого просто не ощущаем.

Интересно отметить и другую особенность. Световая чувствительность палочек намного выше чувствительности колбочек, и потому в сумерках или ночью, когда интенсивность попадающего в глаз излучения становится очень низкой, колбочки перестают работать, и человек видит только за счет палочек. Потому в это время суток, а также в условиях низкого освещения человек перестает различать цвета и мир предстает перед ним в черно-белых (сумрачных) тонах. Причем световая чувствительность человеческого глаза настолько высока, что намного превосходит возможности большинства существующих систем регистрации изображения.

Из-за того что кривые спектральной чувствительности частично перекрываются, человек может сталкиваться с определенными сложностями при различении некоторых чистых цветов. Так, из-за того что кривая спектральной чувствительности колбочек типа р (условно чувствительных к красной части спектра) сохраняет некоторую чувствительность в области сине-фиолетовых цветов, нам кажется, что синие и фиолетовые цвета имеют примесь красного.

Влияет на восприятие цвета и общая световая чувствительность глаза. Поскольку кривая относительной световой эффективности представляет собой гауссиану с максимумом в точке 555 нм (для дневного зрения), то цвета по краям спектра (синие и красные) воспринимаются нами менее яркими, чем цвета, занимающие центральное положение в спектре (зеленый, желтый, голубой).

Так как спектральная чувствительность человеческого глаза неравномерна по всей области спектра, при ощущении цвета могут возникать явления, когда два разных цвета, имеющих разные спектральные распределения, будут нам казаться одинаковыми за счет того, что вызывают одинаковое возбуждение глазных рецепторов. Такие цвета называются метамерными, а описанное явление — метамеризмом. Причем если мы попытаемся воспроизвести цвет этих предметов, скажем, на фотопленке, использующей отличный от зрительного аппарата человека механизм регистрации изображения, эти два предмета, скорее всего, окажутся различно окрашенными.

На использовании явления метамеризма основана вся современная технология воспроизведения цветного изображения: не имея возможности в цветной репродукции в точности повторить спектр того или иного цвета, наблюдаемый в естественных условиях, его заменяют цветом, синтезированным с помощью определенного набора красок или излучателей и имеющим иное спектральное распределение, но вызывающее у наблюдателя то же самое цветовое ощущение.

Рис. 1.6. Иллюстрация явления метамеризма

Три цветных образца, имеющих разные спектральные коэффициенты отражения, кажутся при освещении их дневным светом одинаковыми. При воспроизведении этих образцов на фотопленке, спектральная чувствительность которой отлична от спектральной чувствительности зрительного аппарата человека, либо при изменении освещения они выглядят разноокрашенными (подробно этот пример рассматривается в главе 3)

Знание особенностей человеческого зрения очень важно при проектировании систем регистрации и обработки изображения. Именно для того, чтобы в максимальной степени учесть особенности человеческого зрения, производители фотоматериалов вводят дополнительные цветочувствительные слои, производители принтеров — дополнительные печатные краски и т.д. Однако никакие усовершенствования современных технологий все же не позволяют создать систему воспроизведения изображения, которая бы могла сравниться с аппаратом человеческого зрения.

Источник: studfile.net

Правда ли, что черный и белый — это «ненастоящие» цвета?

В Сети часто можно встретить утверждение, что, согласно науке, таких цветов, как «черный» и «белый» в природе не существует вовсе. Так что же это, банальная ошибка? Давайте разбираться.

Василий Макаров

Выражаясь научным языком, цвет — это просто диапазон видимого света, который может различать человек. Различные цвета, такие как красный и оранжевый, и другие невидимые спектры, такие как инфракрасный свет, перемещаются в волнах электромагнитной энергии. Человеческий глаз способен видеть только свет с длиной волны от 380 до 750 нанометров.

Например, видимый спектр начинается с длин волн, которые мы называем фиолетовыми, между 380 и 450 нм, затем переходит к синему, зеленому, желтому и оранжевому и заканчивается тем, что мы называем красными, между 590 и 750 нм. Например, когда вы смотрите на чью-то красную рубашку, эта рубашка будет поглощать или рассеивать свет с длиной волны менее 590 нм, поэтому эти волны не достигнут ваших глаз. Но красная рубашка будет отражать некоторую длину волны между 590 и 750 нм, что и определяет ее цвет.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Проблема этого научного подхода в том, что если представить все цвета мира как огромную коробку с мелками, то некоторых мы в ней недосчитаемся. Черному и белому, а также таким цветам, как розовый, в теории нет места в видимом спектре света — ведь он распространяется лишь от фиолетового до красного. Значит ли это, что черный и белый не являются «настоящими» цветами?

Это зависит от того, как вы определяете само понятие «цвета». Если цвет — это исключительно то, как его описывает физика, видимый спектр световых волн, то черный и белый — это изгои и не считаются настоящими физическими цветами. Такие цвета, как белый и розовый, отсутствуют в спектре, потому что они являются результатом смешения длин волн света нашими глазами.

Белый — это то, что мы видим, когда все длины волн света отражаются от объекта, а розовый — это смесь красных и фиолетовых длин волн. С другой стороны, черный цвет — это то, что наши глаза видят в пространстве, которое свет практически не отражает. Вот почему, если вы входите в комнату с выключенным светом, все становится темным и черным. Однако если вы включите в определение цвета все способы, которыми человеческий глаз воспринимает свет и его отсутствие, тогда черный и белый цвета, а также розовый цвет займут свое место в коробке с мелками.

Источник: www.techinsider.ru