Цветовая температура

Цветовая температураЗакончив с анатомией, вернемся к физике, а именно к электромагнитным излучениям и разберемся с таким часто встречающимся понятием, как цветовая температура. Вне всякого сомнения, те читатели, кто хотя бы раз покупал или настраивал компьютерный дисплей, с этим понятием встречались. Ну а те, кто пока не встречался с ним, наверняка спросят, к чему этот рассказ? Отвечаем: чуть позже, когда мы будем рассказывать о конкретных источниках света, знание законов, определяющих цветовую температуру, нас очень выручит.

Итак, законы физики утверждают, что любой предмет, абсолютная температура которого более 0 °К, испускает тепловое излучение в инфракрасной (ИК) части оптического диапазона. Напомним, что между температурой в абсолютной температурной шкале Кельвина и в температурой по привычной нам шкале Цельсия определяется из следующего соотношения:

Tc=Tk — 273

где Тк — температура по абсолютной шкале, °К;
Тс — температура по шкале Цельсия, °С.

При нагревании предмета излучение в инфракрасной части спектра усиливается, потом (с повышением температуры) начинается излучение в видимой красной части спектра. Далее следуют желтый и фиолетовый цвета, возникает ультрафиолетовое (УФ) излучение. Вы не раз наблюдали этот процесс, например, при работе спиральной электроплитки. Сначала спираль разогревается без света, потом накаляется «докрасна». Температура начала свечения приблизительно равна 1200 °К. В некоторых случаях, при возникновении неисправности, связанной с замыканием части витков, спираль раскаляется до оранжевого свечения (приблизительно 2000 °К) и даже почти «добела», то есть излучает желтый свет (температура — 3000 °К). Это состояние для спирали электроплитки считается аварийным. — она быстро перегорает, то есть расплавляется. Если бы спираль не перегорала, мы смогли бы получить чисто белый свет, голубой, синий и фиолетовый!

«Хорошо, — скажет читатель, — но мы видим предмет уже задолго до того, как он начинает излучать видимый свет». Почему? Здесь тоже все просто: свет бывает как излученным, так и отраженным. Излученный свет мы видим в том случае, если предмет испускает электромагнитные волны в диапазоне видимого света. Этот свет может быть как-то окрашен в случае излучения неполного или неравномерного спектра волн, либо приближаться к белому — если спектр полный и равномерный. Но световое излучение, как электромагнитные волны других диапазонов, может отражаться от препятствий, меняя направление своего движения. Именно благодаря отраженным световым волнам мы наблюдаем предметы, не излучающие в нужной части спектра.

Очевидно, что белый лист бумаги, черная обложка книги, красный корпус ручки видны на столе только потому, что от них отражается белый свет настольной лампы. Но почему белый — это белый, черный — это черный, а красный — это красный? Почему, скажем, все названные предметы не окрашиваются светом настольной лампы в белый цвет (или, если точнее, то в отсутствие цвета)? Дело в том, что разные поверхности имеют разную способность к отражению. Белая бумага равномерно и максимально отражает падающий на нее свет, черная обложка максимально и равномерно поглощает падающий свет, а красный корпус ручки поглощает только «зеленую» и «синюю» части излученного спектра световых волн. Именно неравномерность спектрального поглощения придает «холодным» поверхностям предметов цвета! Кстати, если мы подсветим те же самые предметы светом, отличным от белого, эти предметы поменяют цвета. И если читатель считает, что изменение гаммы отраженного света не так важно, спешим его уверить — важно, да еще как! Представьте, что вы выбрали в зале магазина с «авангардным» искусственным освещением «сногосшибательную вещицу». Выйдя затем на улицу, на яркий солнечный свет, вы можете серьезно разочароваться, обнаружив на «вещице» грязные пятна, которых в магазине просто не было видно из-за соответствующего цветового оттенка освещения…