Цвет излучения. Гипотеза Юнга-Гельмгольца

 

Способность глаза к различению цветов весьма существенно расширяет нашу информацию об окружающем мире. В число признаков, по которым зрительный аппарат опознает наблюдаемые объекты, дополнительно к размерам, форме и яркости, входит их цвет.

 

Цветовые измерения необходимы во многих отраслях промышленности - пищевой, текстильной, полиграфической, электронной (производство кинескопов) и т.д. Судить о качестве многих продуктов, материалов и готовых изделий можно, лишь оценивая их цвет.

 

Измерить цвет - значит выразить его через какие-то величины и тем самым определить его место во всем многообразии цветов в рамках некоторой системы их определения или математического описания.

 

 

На рис. 1.11 представлено примерное соответствие между длиной волны излучения и его цветом.

 

Представленное деление видимой области спектра на семь цветов является весьма условным. Цвет постепенно, через промежуточные оттенки, переходит из одного в другой. Полную последовательность спектральных (или монохроматических) цветов можно разбить на произвольное число частей.

Рис.1.11. Приблизительное соответствие между длиной волны излучения и его цветом

 

При смешении спектральных цветов друг с другом образуются новые цвета, в некоторых случаях близкие к промежуточным спектральным цветам, в других - значительно от них отличающиеся.

 

Ощущение цвета, вызываемое некоторым излучением, зависит не только от его спектрального состава, но и от индивидуальных особенностей наблюдателя (встречаются даже цветнослепые люди).

 

Кроме этого, ощущение cвета зависит также от условий зрительной адаптации, например, цвет лампы накаливания вечером воспринимается как белый, а днем - как желтоватый.

Способность глаза различать цвета обусловлена наличием в его светочувствительной системе трех приемников (гипотеза Юнга-Гельмгольца), имеющие различные кривые спектральной чувствительности. Каждому ощущению цвета соответствует определенное соотношение уровней возбуждения этих приемников.

Цветочувствительными элементами зрительной системы являются колбочки.

Они содержат три разновидности светочувствительного вещества - иодопсина, кривые спектральной чувствительности которых представлены на рис.1.12.

Эти кривые называют кривыми основных возбуждений. Совокупность колбочек разного типа называют КЗС - премниками.

Относительные спектральные чувствительности этих премников обозначают как к _l; з _l; с _l или r _l; g _l; b _l.

Красный, зеленый или синий цвета, которые могут возникать при действии света на каждый из этих приемников в отдельности, называют физиологическими цветами.

При одновременном действии излучения на 2 или 3 КЗС - приемника возникают ощущения всевозможных других цветов.

Гипотеза Юнга-Гельмгольца в настоящее время подтверждена экспериментами.

 

Кривая относительной спектральной световой эффективности есть линейная комбинация кривых основных возбуждений

V (l) = a _r r (l) + a _g g (l) + a _b b (l),

где a _r, a _g, a _b - постоянные коэффициенты.

Рис.1.12. Относительные чувствительности трех приемников глаза

(кривые спектральной чувствительности КЗС-приемников)