Урок 3. Поглощение, отражение и восприятие цвета
Начнем с поглощения (корпускулярного свойства) и отражения ( волнового свойства) это два неразделимых процесса, которые вместе определяют, как мы видим цвет и ощущаем поверхность.
Поглощение — это то, что происходит внутри материала на который попадает свет. Пигмент которым окрашен материал, при попадании на него света, «съедает» определенные части светового спектра, превращая их энергию в тепло. Это процесс вычитания цвета. То есть из белого света содержащего все цвета, определенные вычитаются.
Начнем с поглощения (корпускулярного свойства) и отражения ( волнового свойства) это два неразделимых процесса, которые вместе определяют, как мы видим цвет и ощущаем поверхность.
Поглощение — это то, что происходит внутри материала на который попадает свет. Пигмент которым окрашен материал, при попадании на него света, «съедает» определенные части светового спектра, превращая их энергию в тепло. Это процесс вычитания цвета. То есть из белого света содержащего все цвета, определенные вычитаются.
Отражение — это то, что происходит на поверхности. Та часть света, которая не была поглощена пигментом, отскакивает и попадает к нам в глаза. Это тот остаток, который мы и воспринимаем как цвет.
Чтобы понять как работает поглощение и отражение, давайте представим, что белый дневной свет — это не все цвета сразу а поток из красных, зеленых и синих шариков. Этот белый дневной свет падает на красную краску.
Если мы воспринимает цвет красной краски как красный, значит ее поверхность ловит и оставляет себе зеленые и синие шарики из белого света (поглощение), а красные отталкивает обратно (отражение).
Поглощение определяет, какие цвета будут вычтены из белого света, а отражение — какой цвет останется и будет виден. Первое (поглощение) создает нагрев, второе (отражение) — цвет.
Если поверхность поглощает все фотоны видимого света (в нашем примере это синие, красные и зеленые шарики), происходит два ключевых эффекта:
Цвет: Мы воспринимаем такой предмет как черный, поскольку от него не отражается свет, который мог бы попасть к нам в глаза.
Цвет: Мы воспринимаем такой предмет как черный, поскольку от него не отражается свет, который мог бы попасть к нам в глаза.
Нагрев: Энергия всех поглощенных фотонов преобразуется в тепло. Именно поэтому черные предметы так сильно нагреваются на солнце.
Цвет: Мы воспринимаем такой предмет как белый, поскольку он отражает весь видимый нашим глазом спектр света.
Нагрев: Нагрев минимальный, так как световая энергия не поглощается, а отражается от поверхности.
Нагрев: Нагрев минимальный, так как световая энергия не поглощается, а отражается от поверхности.
Понимание таких простых законов физики помогает решать различные задачи. Например, используя эти знания, можно продлить срок службы бревенчатых домов, окрашивая их в светлые или белые тона. Дневной нагрев и ночное охлаждение вызывают постоянное расширение и сжатие древесины, что приводит к растрескиванию и деформации бревна. Светлая краска, обладая меньшей способностью поглощать тепло, снижает нагрев древесины, минимизируя эти циклические изменения.
Именно из понимания свойств поглощения света вытекает правило выбора пигментов для колеровки материалов, о котором мы говорили ранее. Для обеспечения стойкости цвета к выгоранию необходимо использовать минеральные (неорганические) пигменты. Их выбор обусловлен тем, что поглощенный фотон может следовать двум путям: безопасному, когда энергия преобразуется в тепло, или разрушительному, вызывающему выгорание пигмента. Неорганические пигменты обладают прочной и стабильной структурой, которая эффективно преобразует почти всю энергию поглощенных фотонов в тепло. Это тепло безопасно рассеивается, предотвращая химическое разрушение пигмента и обеспечивая долговечность цвета.
Органические пигменты имеют более сложные и менее прочные химические связи, что делает их уязвимыми к воздействию солнечного света. Поглощенная энергия также распределяется на два процесса: часть преобразуется в тепло, а другая вызывает фотохимическую реакцию, разрывая слабые связи пигмента. Этот процесс проявляется как выгорание цвета. Поэтому органические пигменты нужно использовать только для внутренней отделки помещений, где воздействие солнечного света минимально.
Разобрав более подробно поглощение света и свойства которые несет в себе это явление, мы можем углубиться в тему отражения света — процессу «отскакивания» от поверхности тех фотонов, которые не были поглощены. Отражение может различаться по характеру, быть как направленным, так и разнонаправленным. В зависимости от рельефа поверхности, оно бывает двух основных типов:
Производители лакокрасочных материалов выпускают покрытия с различными типами светоотражения: от матовых до глянцевых. Степень блеска таких материалов обозначается числом от 2 до 90. Для определения блеска используется специальный прибор — глянецмер, который устанавливают под углом 60° к поверхности и измеряют уровень отражения света. Полученный результат сравнивают с эталонным глянцем, принятым за 100 единиц, и присваивают материалу соответствующее числовое значение. Чем ниже число, тем менее глянцевой является поверхность.
Таким образом, и глянцевое, и матовое покрытие несут не только эстетическую, но и практическую функцию. Блеск может подчеркнуть идеальную гладкость поверхности или, наоборот, выявить ее малейшие дефекты, в то время как глубокая матовость способна их эффективно скрыть.
Свет может не только поглощаться (вычитаться) или по разному отражаться от поверхности, но и проходить сквозь прозрачные материалы, такие как стекло или слой лака. Здесь в игру вступает последнее из базовых явлений — преломление.
Именно из понимания свойств поглощения света вытекает правило выбора пигментов для колеровки материалов, о котором мы говорили ранее. Для обеспечения стойкости цвета к выгоранию необходимо использовать минеральные (неорганические) пигменты. Их выбор обусловлен тем, что поглощенный фотон может следовать двум путям: безопасному, когда энергия преобразуется в тепло, или разрушительному, вызывающему выгорание пигмента. Неорганические пигменты обладают прочной и стабильной структурой, которая эффективно преобразует почти всю энергию поглощенных фотонов в тепло. Это тепло безопасно рассеивается, предотвращая химическое разрушение пигмента и обеспечивая долговечность цвета.
Органические пигменты имеют более сложные и менее прочные химические связи, что делает их уязвимыми к воздействию солнечного света. Поглощенная энергия также распределяется на два процесса: часть преобразуется в тепло, а другая вызывает фотохимическую реакцию, разрывая слабые связи пигмента. Этот процесс проявляется как выгорание цвета. Поэтому органические пигменты нужно использовать только для внутренней отделки помещений, где воздействие солнечного света минимально.
Разобрав более подробно поглощение света и свойства которые несет в себе это явление, мы можем углубиться в тему отражения света — процессу «отскакивания» от поверхности тех фотонов, которые не были поглощены. Отражение может различаться по характеру, быть как направленным, так и разнонаправленным. В зависимости от рельефа поверхности, оно бывает двух основных типов:
- Диффузное (разнонаправленное) отражение создает матовый эффект поверхности. Возникает, когда свет сталкивается с шероховатой поверхностью (матовая краска, бумага). Лучи рассеиваются во всех направлениях, и мы не видим бликов. Такие поверхности выглядят для нас матовыми.
- Зеркальное (направленное) отражение создает эффект глянца. Происходит, когда свет падает на гладкую, полированную поверхность (глянцевый лак, зеркало). Лучи отражаются в одном направлении, формируя четкие блики. Такая поверхность кажется блестящей, а цвет на ней — более насыщенным и глубоким.
Производители лакокрасочных материалов выпускают покрытия с различными типами светоотражения: от матовых до глянцевых. Степень блеска таких материалов обозначается числом от 2 до 90. Для определения блеска используется специальный прибор — глянецмер, который устанавливают под углом 60° к поверхности и измеряют уровень отражения света. Полученный результат сравнивают с эталонным глянцем, принятым за 100 единиц, и присваивают материалу соответствующее числовое значение. Чем ниже число, тем менее глянцевой является поверхность.
- Глубоко матовые (блеск 2-5): Максимально рассеивают свет. Идеально подходят для визуальной маскировки мелких дефектов основания.
- Матовые и шелковисто-матовые (блеск 5-14): Сохраняют мягкость восприятия, но при определенном освещении могут давать легкие отблески, деликатно подчеркивая текстуру.
- Полуматовые (блеск 30-45): Свет начинает заметно «играть» на поверхности, достаточно ярко подчеркивая рельеф. Неровности становятся более читаемыми.
- Глянцевые (блеск 45-70 и выше): Активно создают яркие блики, усиливают глубину цвета, но требуют идеальной подготовки основания, так как подчеркивают все особенности рельефа. В работе с декоративной штукатуркой может применяться целенаправленно для подчеркивания и визуального усиления глубины фактурных.
- Высокий глянец (Венецианская штукатурка): В таких материалах высокий глянец достигается многослойным нанесением и полировкой. Свет, отражаясь от полированной минеральной структуры, создает игру полутонов, бликов и эффект глубины.
- Сочетание эффектов (шелковая штукатурка): Этот материал идеально сочетает оба типа отражения. Его матовая основа обеспечивает мягкое, диффузное отражение, а вкрапления перламутровых частиц дают эффект направленных зеркальных бликов. В результате поверхность становится «живой» и меняет свой вид в зависимости от угла зрения и освещения.
Таким образом, и глянцевое, и матовое покрытие несут не только эстетическую, но и практическую функцию. Блеск может подчеркнуть идеальную гладкость поверхности или, наоборот, выявить ее малейшие дефекты, в то время как глубокая матовость способна их эффективно скрыть.
Свет может не только поглощаться (вычитаться) или по разному отражаться от поверхности, но и проходить сквозь прозрачные материалы, такие как стекло или слой лака. Здесь в игру вступает последнее из базовых явлений — преломление.
