فیزیک رنگ

مقدمه

فیزیک رنگ مبحث بسیار جالبی است که آشنائی با آن برای ما حقایقی را روشن می دارد،که بسیار می تواند در فهم و ادراک ما نسبت به رنگ مفید و موثر واقع گردد. همه ما می دانیم که خورشید منبع انرژی بر روی کره زمین است. بر طبق نظریات فیزیک کوانتومی (جیمز کلارک ماکسول) نورخورشید نوعی از امواج الکترومغناطیسی و شامل فرکانس‌های مرئی تا نامرئی در طیف این امواج است که به ‌صورت انرژی با تابش نور سفید همراه است. امواج الکترومغناطیس دو مشخصه اصلی دارند . یکی طول موج آن ها و دیگری فرکانس یا بسامد آنها. گستره امواج الکترومغناطیسی بر حسب طول موج شان به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند:

پرتو گاما، پرتو ایکس، امواج فرابنفش، نور مرئی، امواج فرو سرخ (مادون قرمز)، ریزموج، امواج رادیوئی ( این نام‌ها به ترتیب افزایش طول موج مرتب شده‌اند.)

چشم انسان تنها قادر به دیدن نور مرئی می باشد. در تصویر زیر طیف امواج الکترومغناطیس نور را مشاهده می نمائید:

طول موج طیف مرئی میان ۳۸۰ تا ۷۴۰ نانومتر و بسامد آن‌ها بین ۴۳۰ تا ۷۷۰ تراهرتز است.

طیف رنگی نور

همه ما با پدیده شکست نور در عبور از منشور یا قطرات آب و ایجاد رنگین کمان آشنائی داریم. نیوتن برای اولین بار نور سفید را تجزیه و به اجزای سازنده خود تبدیل نمود. او دریافت  علت واقعی تجزیه شدن نور و بسط یافتن تصویر آن است که نور از پرتوهایی با قابلیت شکست متفاوت تشکیل می شود. پس چیزی که ما بعنوان نور سفید می شناسیم از طیف  وسیع هفت رنگ تشکیل یافته است. نور سفید را دوباره پس از اینکه تجزیه شد میتوان با استفاده از یک منشوردیگرباز به شکل اولیه ی درآورد پس نور سفید نتیجه درآمیختن تمام رنگها است. در جدول زیر طول موج هر پرتو رنگی را مشاهده می نمائید:

رنگ اشیاء

نور مرئی باعث دیده شدن اجسام می گردد پس اجسام از طریق تابش نور خورشید به آنها رویت می شوند. در حقیقت اگر جسمی در تاریکی باشد دیده نخواهد شد. اغلب اشیاء تنها بخشی از گستره ی طیفِ نور تابیده به خود را باز می تابانند. هر جسمی مقداری از نور مرئی را جذب نموده و مابقی آن را منعکس میکند پس به همان رنگی دیده می شود که آن را بازتاب نموده یا از خود عبور داده است. پس اگر جسمی تمام نور تابیده شده به آن را جذب نماید سیاه دیده خواهد شد و برعکس. بعنوان مثال اگر جسمی قرمز دیده میشود این بدان معناست که آن جسم تمام طول موج های نور مرئی را بغیر از قرمز را جذب نموده و قرمز را بازتاب می نماید بنابر این به رنگ قرمز دیده میشود. حال اگر این جسم زیر نور سبز قرار گیرد سیاه دیده می شود چرا که تمام آن را جذب می نماید و نور قرمزی وجود ندارد تا منعکس شود.

رنگدانه ( Pigment)

رنگدانه ماده‌ای است که از ویژگی‌های خاصی برخوردار است و با استفاده از جذب طول موج انتخابی می‌تواند رنگ نور انعکاسی یا انتقالی را تغییر دهد . یک رنگدانه باید نسبت به موادی که قرار است به آن رنگ دهد، از خاصیت رنگ دهی بالایی برخوردار باشد. رنگدانه بایستی در دمای محیط به شکل جامد باقی بماند. بنابر این فیزیک رنگ به ما می گوید آنچه که ما بعنوان رنگ در صنعت و هنر بکار میبریم رنگدانه هایی هستند که طیفی از نورمرئی را بازتاب میدهند.

مقاله انواع آبرنگ

همه ی نورها مثل هم نیستند

نورها در حالی که ظاهر یکسانی دارند، از نظر آرایش رنگی باهم دیگر متفاوت اند. مثلا نور ظهر تقریبا به طور کامل مقادیر متعادل از تمام طیف های رنگ را در خود دارد. اما نور روز از نظر رنگی تغییر می کند، به همین خاطر ظاهر رنگی اشیا در نور اول صبح یا در سایه فرق می کند. نورهای مصنوعی نیز طیف های متفاوت رنگی دارند. از این پدیده برای طراحی رنگ در دکوراسیون استفاده می نمایند.

طیف نورهای مصنوعی

لامپ های مختلف دارای طیف های نوری کاملاً متفاوت می باشند. لامپ حبابی معمولی (تنگستن Tungston) که سیمی درون آنها گداخته می گردد و روشنایی از آن ساطع می شود دارای گستره طیفی از بنفش تا فرو سرخ است، در صورتی که لامپ های مهتابی (فلورسنت) و لامپ های جیوه ای دارای مقدار بسیار کمی امواج سرخ و فاقد امواج فرو سرخ اند. به دلیل فقدان امواج فرو سرخ لامپ های جیوه ای و مهتابی سردند. در حالیکه در لامپ های معمولی فقط حدود پنج درصد از انرژی الکتریکی تبدیل به امواج نوری قابل استفاده برای گیاه می شود و بقیه آن به صورت حرارت تلف می گردد، این کارآیی در لامپ های مهتابی به ۱۵% بالغ می شود.به عبارت دیگر، برای تولید مقدار معینی نور، میزان مصرف الکتریسیته در لامپ های مهتابی خیلی کمتر از لامپ های معمولی است، پس برای فرآیندهایی مانند فتوسنتز از لامپ های جیوه ای یا مهتابی استفاده می شود در صورتی که برای تحریک گیاه به گل دادن باید از لامپ های معمولی که مقدار زیادی نور سرخ و فرو سرخ دارند استفاده شود. مجموعه دو لامپ مهتابی و معمولی طیفی مشابه طیف خورشید ایجاد می کند.

منابع:

http://daneshnameh.roshd.ir

https://www.arel.ir/fa/News-View-2182.html

وب سایت برقع