Почему мир разноцветный?

Почему мир разноцветный? — Вообразите, что вы находитесь на залитом солнечным светом, луге. Как много кругом ярких сочных цветов и окрасок: нежная зелень травы,  спелая бордовая земляника, сияющие жёлтые одуванчики, необычно сапфировые колокольчики! Но окружающий нас мир ярок, разноцветен и  живописен  только днём, а в сумерках  все видимое  делается в одинаковой степени серым и темным, а с наступлением ночью и совсем невидимыми. Именно солнечный свет позволяет заметить весь  мир во всём его многокрасочном великолепии и разноцветье.

На Земле основной исток света — Солнце, раскаленный шар колоссального размера, в глубинах коего постоянно проходят ядерные реакции. И долю этих энергий Солнце поставляет нашей Земле в виде света.

Солнечный свет — что же это? Учёные дискутировали на эту тему не один век. Некоторые думали, что свет —  это поток мельчайших частиц. Остальные ставили эксперименты, а из них становилось ясно: свет это волна. И все они были правы. Оказалось что свет — это электромагнитное излучение, и его можно изобразить как волну. Волна формируется  колебаниями магнитного и электрического полей. И чем выше у колебаний частота, тем больше энергий несёт излучение. К тому же излучение - это поток частиц, называемых фотонами. Но сейчас нам важнее помнить что свет — это волна, а о фотонах поговорим чуть позже.

Почему мир разноцветный?

Почему мир разноцветный

Особенность человеческого зрения в том, что оно способно воспринимать электромагнитное излучение в крайне узком диапазоне длин волн, что составляет  от 380 до 740 нанометров. Оболочка Солнца — фотосфера - излучает данный видимый свет, эта оболочка сравнительно тонкая (менее 300км толщиной). Если рассмотреть солнечный  «белый» свет по длинам волн, то мы увидим, что видимый спектр — это всем известная радуга. В радуге волны различной длины нами воспринимаются как разные цвета: красный составляет 620 – 740 нм, а фиолетовый самый короткий – 380-450 нм.

Но если длина волны  излучения больше 740нм  (инфракрасный), либо меньше 400 нм  (ультрафиолетовый), то такие излучения становятся невидимыми человеческому глазу.  В сетчатке глаза находятся особенные клетки — рецепторы, они отвечают за восприятие цвета. Эти клетки обладают конической формой, вследствие этого их называют колбочками. У человека есть три типа колбочек: первые лучше воспринимают свет в желто — зеленой области, другие — в сине — фиолетовой, а третьи — в красной.

Что же предопределяет цвет окружающих нас предметов?  Чтобы наш глаз смог увидеть какую-нибудь вещь, необходимо, чтобы свет вначале попал на данную вещь, а уже потом на сетчатку глаза. Мы различаем предметы, вследствие того что они отражают свет, и этот  свет, проходя через зрачок и хрусталик глаза, попадают на сетчатку. Свет, поглощённый какой либо вещью, глаз, разумеется, заметить не может. Сажа, вбирает, поглощает практически всё излучение и оттого кажется нам чёрной. Снег же,  одинаково отражает практически весь свет, падающий на него, и оттого мы видим его белым. Ну а если , к примеру,  солнечный свет ляжет на синюю стену? Только синие лучи от неё отразятся, а остальные будут поглощены. Вследствие этого мы видим цвет стены синим, поскольку у поглощённых лучей попросту отсутствует шанс попасть на сетчатку глаза.

Различные предметы поглощают свет совершенно по-разному – это зависит от того материала, из которого они сделаны.  Когда человек говорит «синяя игрушка», то имеет в виду лишь то, что свет отраженный от поверхности игрушки воздействует только на те рецепторы сетчатки глаза, которые восприимчивы и чувствительны к синему цвету. То есть краска на игрушке поглощает все световые лучи, кроме синих. Предметы и вещества сами по себе никакого цвета не имеют, возникает цвет при отражении от него электромагнитных волн видимого диапазона.

В большинстве случаев предметы поглощают излучение в различных частях видимого спектра. Молекула хлорофилла поглощает свет в двух областях – красной и голубой, а волны, от нее отраженные дают зеленый цвет.

Разные вещества поглощают разные цвета, одни – красный свет, другие – зеленый, почему же так происходит? Это зависит от структуры молекулы, являющейся основой этого вещества. Различные вещества и световые волны так взаимодействуют друг с другом, что одна молекула поглощает всего лишь одну порцию излучения, то есть один квант света – фотон. Чем выше будет энергия фотона, тем больше частота излучения. Молекула, как только поглотит фотон, тут же переходит на энергетический, более высокий уровень. При этом энергия молекулы повышается скачком. Именно поэтому молекула может поглотить не любые электромагнитные волны, а лишь подходящие ей по величине «порции».

Из этого следует, что все предметы сами по себе не окрашены.  Цвет образуется из выборочного поглощения предметами видимого света. А так как в нашем мире существует огромное количество веществ, способных к поглощению, то вся наша окружающая действительность раскрашена яркими сочными красками.