Синтезирование цвета

Синтезирование цветаКак можно синтезировать цвета? Известно, что любой цвет можно получить смешением в соответствующей пропорции трех основных цветов. Например, многоцветье экрана телевизора или компьютерного монитора «вырастает» всего из трех цветовых тонов: красного (red, R), зеленого (green, G), синего (blue, В). Соответственно эта цветовая модель носит название RGB-модели. В полиграфии используется другая цветовая модель — CMYK (cyan-magenta-yellow и градация серого). Модель RGB используется в условиях излучаемого света, а модель CMYK — в условиях отраженного. Почему именно так, а не иначе, мы рассказывать не будем — это выходит за рамки темы сайта. Для читателя наверняка будет интересным найти ответ на такой вопрос: сколько цветовых оттенков существует и сколько их может различить глаз? Теоретически таких оттенков существует бесконечное множество, поскольку бесконечно количество цветовых градаций, но человеческий глаз в состоянии различить порядка 10… 12 миллионов оттенков — такова «разрешающая цветовая способность» глаза.

Еще раз взглянем на черную обложку любой книги и вспомним, что черная поверхность является наихудшим отражателем оптических волн. Световая волна просто поглощается ей, и чем «чернее» поверхность, тем меньше отражение. А существует ли предел этой «черноты»? Да, существует! В физике этот предел называется абсолютно черным телом. Такое тело поглощает всю падающую на него энергию электромагнитных волн любой длины, причем — при любой температуре его поверхности. «Абсолютно черное тело» не отражает волны, но может их излучать при нагревании, в том числе и в видимой части спектра. Характеристики излучения этого тела, в том числе спектральный состав излучения, зависят только от его температуры, и более ни от чего.

Заманчиво, не правда ли? Спешим разочаровать читателя: абсолютно черных поверхностей в природе не существует, поэтому в своих исследованиях физики пользуются их моделями. Отличной моделью в физических опытах служит, например, глухая коробка с отверстием. Отверстие пропустит электромагнитную волну, и далее она «запутается» внутри коробки.

Другая замечательная способность «абсолютно черного тела» — наилучшая излучающая способность. Другими словами, ни одно другое реальное тело, нагретое до той же температуры, что и «абсолютно черное тело», не сможет «выдать» в пространство больше энергии. О чем это говорит? Читатели, знакомые с электронной техникой, наверняка знают, что охладители мощных электронных компонентов (радиаторы) всегда стараются покрывать черным покрытием для улучшения теплоотдачи.

Нам понадобится также определение серого тела. Серое — отнюдь не означает, что его поверхность напоминает мышиную шкурку. «Серое тело» поглощает только часть падающей на него энергии электромагнитной волны, но характеристика поглощения равномерна во всем диапазоне длин волн. Если нагреть «серое тело» и «абсолютно черное тело» до одной и той же температуры, то спектральный состав электромагнитных волн, излучаемый ими, будет одинаков. Разница окажется только в масштабе: «абсолютно черное тело» будет излучать интенсивнее.

Установлено, что по максимуму мощности излучения в спектральной области можно с высокой точностью определить температуру «серого тела» и с некоторым незначительным допущением — для «абсолютно черного тела». Именно она и называется цветовой температурой. Эта температура совпадает с истинной температурой тела, а определяется в соответствии с законом смещения Вина:

Т = 2,9 10-3/Λm

где T — цветовая температура «серого тела», °К;
Λm  — длина волны максимальной мощности излучения, м.

Удивительно, но наша «дневная звезда» Солнце, а также другие звезды — все это примеры практически «абсолютно черных тел», идеальных излучателей электромагнитных волн. Пользуясь формулой, была вычислена цветовая температура поверхности Солнца, которая составляет 5600 °К.