Текст книги "Оптика и теория цвета"

Автор книги: Татьяна Данина

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 5 страниц) [доступный отрывок для чтения: 2 страниц]

Вместе взятые, синие видимые и красные ультрафиолетовые фотоны, формируют в спектре полосу фиолетового цвета.

Помимо упомянутых красных тяжелых и красных средней тяжести оптических фотонов, естественно, существуют и красные легкие видимые фотоны. Мы их не способны видеть. Однако они вместе с синими тяжелыми инфракрасными, которые мы тоже не видим, формируют фиолетовый инфракрасный цвет. Если бы могли его видеть, то он был бы таким же фиолетовым, как и видимый.

06. Типы видимых фотонов. Шесть цветов, а не семь в основе Вселенной

Напомним имеющиеся сведения о видимых фотонах.

Видимые фотоны – это элементарные частицы Физического Плана, относящиеся к диапазону значений, в котором постепенно изменяющейся величиной является количество эфира, исчезающего в частице в единицу времени. Помимо этого, любая частица в пределах данного диапазона может обладать любым из трех возможных значений, указывающих на количество творимого в единицу времени эфира. На шкале частот электромагнитных волн видимые фотоны располагаются между диапазоном Ультрафиолетовых фотонов (еще более коротковолновых, чем видимые) и диапазоном Инфракрасных фотонов (более длинноволновых, чем видимые).

В спектре между полосами разного цвета нет четких границ. Одна полоса плавно переходит в другую. Всего цветовых полос в спектре шесть, а не семь. «Установление именно семи основных цветов спектра в известной степени произвольно: Ньютон стремился провести аналогию между спектром солнечного света и музыкальным звукорядом» (Энциклопедия Юного Физика, статья «Дисперсия света», стр. 77–78).

Наше цветовое восприятие основано на способности воспринимать количество эфира, творимого в единицу времени видимыми фотонами. Именно количество творимого, а не поглощаемого .

Три основных цвета– красный, желтыйи синий – это три возможных значения количества творимого эфира. При этом частицы абсолютно любого Плана, на любом его уровне, могут иметь любое из трех данных возможных значений количества творимого эфира, но видеть мы способны только видимые фотоны.

Три дополнительных цвета – ор а нжевый, зеленый и фиолетовый . Они формируются видимыми фотонами трех основных цветов.

Как уже не раз говорилось, частицы трех основных цветов – синего, желтого и красного – характеризуются строго определенным количеством творимого в единицу времени эфира. Красные частицы творят наибольшее из всех возможных количество эфира. Синие – наименьшее. А желтые по количеству творимого эфира располагаются между красными и синими.

В то же время, величина, характеризующая скорость исчезновения эфира, может принимать очень много значений, в пределах даже небольшого диапазона в составе какого-то Плана. Именно поэтому, среди видимых фотонов и красного, и желтого, и синего цветов есть частицы, в которых в единицу времени исчезает большее количества эфира, а есть частицы, в которых исчезает меньшее количество эфира.

Поле Отталкивания у частицы рождается, когда скорость творения в ней эфира больше скорости исчезновения. А Поле Притяжения появляется, когда скорость исчезновения эфира превышает скорость творения.

У красных видимых фотонов скорость творения эфира больше скорости исчезновения. Именно поэтому они характеризуются Полем Отталкивания. Однако среди этих красных видимых фотонов есть частицы с большими Полями Отталкивания, и есть с меньшими. Объясняется это как раз тем, что существуют красные видимые фотоны с разной скоростью исчезновения эфира. Чем больше скорость исчезновения эфира, тем меньше Поле Отталкивания. И, соответственно, чем меньше скорость исчезновение эфира, тем больше Поле Отталкивания.

Все примерно то же самое можно сказать в отношении видимых фотонов желтого и синего цветов. С той лишь разницей, что у них вместо Полей Отталкивания Поля Притяжения. У желтых и синих видимых фотонов скорость исчезновения эфира больше скорости творения. Именно поэтому они характеризуются Полями Притяжения. При этом у синих скорость творения эфира меньше, чем у желтых. Однако и среди синих видимых фотонов, и среди желтых есть частицы с большими Полями Притяжения, и есть с меньшими. И объясняется это именно тем, что существуют синие и желтые видимые фотоны с разной скоростью исчезновения эфира. Чем больше скорость исчезновения эфира – как у синих, так и у желтых – тем больше Поле Притяжения. Соответственно, чем меньше скорость исчезновения эфира, тем меньше Поле Притяжения.

Мы уже говорили в Главе, посвященной механике элементарных частиц, о том, термин «Поле Притяжения» синонимично термину «масса», а термин «Поле Отталкивания» – термину «антимасса». Частицы с антимассой всегда легче частиц с массой. Если обе частицы с антимассой, то легче та из них, у которой ее величина больше. Если обе частицы с массой, то тяжелее та, у которой масса больше.

Когда видимые фотоны испускаются или отражаются химическими элементами, после этого они движутся по инерции. Любая элементарна я частица, находящаяся в состоянии инерционного движения, обладает Полем Отталкивания – т. е. антимассой. Таким образом, вес видимых фотонов (и других типов элементарных частиц) можно оценивать в двух случаях: 1) Вне трансформации; 2) В состоянии трансформации.

В состоянии инерционного движения видимые фотоны трансформированы и поэтому, однозначно, легче их же самих в неподвижном состоянии.

Среди красных видимых фотонов можно выделить красные легчайшие – т. е. с наибольшими Полями Отталкивания, красные средней легкости – с меньшими Полями Отталкивания, и красные наименьшей легкости – с самыми маленькими Полями Отталкивания среди всех красных видимых фотонов. Именно красные видимые фотоны средней тяжести образуют в спектре полосу красного цвета. А вот самые тяжелые входят в состав полосы оранжевого цвета.

Точно также можно классифицировать желтые и синие видимые фотоны – желтые или синие легкие, желтые или синие средней тяжести, желтые или синие тяжелые. Желтые легкие видимые фотоны обладают наименьшими Полями Притяжения не только среди желтых, но и среди всех видимых фотонов. У желтых средней тяжести Поля Притяжения больше, чем у желтых легких, а у желтых тяжелых они еще больше. Желтые легкие входят в спектре в состав полосы оранжевого цвета. Желтые средней тяжести – в состав полосы желтого цвета. И, наконец, желтые тяжелые входят в состав полосы зеленого цвета.

Среди синих наибольшими Полями Притяжения обладают тяжелые синие видимые фотоны, наименьшими – легкие, а средними – синие средней тяжести. При этом Поля Притяжения любых синих видимых фотонов больше Полей Притяжения любых желтых. Синие легкие входят в состав зеленой полосы спектра. Синие средней тяжести – в состав полосы синего цвета. Синие тяжелые входят в состав фиолетовой полосы.

Когда оптические фотоны начинают инерционное движение, им сообщается первоначальная скорость. При одинаковой первоначальной скорости у видимых фотонов трех основных цветов разной массы формируется разное по величине Поле Отталкивания. Естественно, что наибольшие значения оно будет принимать у видимых фотонов красного цвета, а наименьшие – у синих, так как у красных и вне процесса трансформации есть Поля Отталкивания, а у синих вне трансформации присутствуют Поля Притяжения, наибольшие по величине среди всех видимых фотонов.

В процессе инерционного движения видимые фотоны объединяются в составе дополнительных цветов вследствие возникающего у них одинакового Поля Отталкивания.

Первое совпадение величины Полей Отталкивания мы можем наблюдать у красных тяжелых видимых фотонов и у желтых легких. Красные тяжелые видимые фотоны характеризуются небольшими по величине Полями Отталкивания. Они творят в единицу времени максимально возможное количество эфира. Но поглощают также очень много эфира. Почти столько же, сколько творят, но все же меньше. Потому то у них и есть Поле Отталкивания. Инерционное движение фотона относительно эфирного поля в той или иной мере обеспечивает потребность частицы в поглощаемом эфире, что позволяет ей испускать творимый эфир – частично или полностью. Насколько обеспечивается потребность частицы в поглощаемом эфире и каким по величине в результате будет скорость испускания эфира, зависит от первоначальной скорости частицы и от количества поглощаемого и творимого ею эфира. Желтые легкие видимые фотоны творят в единицу времени среднее возможное количество эфира. А поглощают меньше эфира, чем красные тяжелые. Поэтому вне трансформации они характеризуются небольшими Полями Притяжения. Из-за того, что желтые легкие творят меньше эфира, чем красные тяжелые, но и исчезает в них меньше эфира, при одинаковой первоначальной скорости у частиц обоих типов возникает в процессе инерционного движения одинаковое по величине Поле Отталкивания. В результате, в ходе инерционного движения от испустившего их химического элемента красные тяжелые и желтые легкие видимые фотоны станут двигаться с одинаковой скоростью. Вместе взятые, красные и желтые видимые фотоны, формируют в спектре полосу оранжевого цвета.

Второе совпадение величины Поле Отталкивания мы можем наблюдать у желтых тяжелых и у синих легких видимых фотонов. Желтые тяжелые видимые фотоны характеризуются небольшими по величине Полями Притяжения. Они творят в единицу времени среднее возможное количество эфира. Исчезает в них гораздо больше эфира, чем творится. По этой причине у них и есть Поля Притяжения. Синие легкие оптические фотоны творят в единицу времени минимальное возможное количество эфира. А исчезает в них меньше эфира, чем у желтых тяжелых. Поэтому вне трансформации они характеризуются Полями Притяжения, большими по величине, чем у желтых тяжелых. Из-за того, что синие легкие творят меньше эфира, чем желтые тяжелые, но и исчезает в них меньше эфира, при одинаковой первоначальной скорости у частиц обоих типов возникает в процессе инерционного движения одинаковое по величине Поле Отталкивания. В итоге в ходе инерционного движения от испустившего их химического элемента желтые тяжелые и синие легкие видимые фотоны станут двигаться с одинаковой скоростью.

Вместе взятые, желтые и синие видимые фотоны, формируют в спектре полосу зеленого цвета.

И, наконец, третье совпадение величины Полей Отталкивания наблюдается в процессе формирования полосы фиолетового цвета. Это цвет особый, так как в его состав входят не только видимые, но и ультрафиолетовые фотоны. Синие фотоны в составе фиолетового цвета относятся к видимому диапазону, а красные – к ультрафиолетовому. Итак, фиолетовый цвет составляют синие тяжелые видимые фотоны и красные легкие ультрафиолетовые. Синие тяжелые видимые фотоны творят в единицу времени наименьшее возможное количество эфира, а исчезает в них эфир с наибольшей скоростью из всех синих видимых фотонов. В результате они характеризуются наибольшими среди всех видимых фотонов Полями Притяжения. Красные ультрафиолетовые фотоны творят в единицу времени наибольшее возможное количество эфира, а исчезает в них больше эфира по сравнению с красными тяжелыми видимыми фотонами. Они характеризуются Полями Отталкивания, меньшими по величине, чем Поля Отталкивания красных тяжелых видимых фотонов. Из-за того, что видимые синие тяжелые творят меньше эфира, чем ультрафиолетовые красные легкие тяжелые, но и исчезает в них меньше эфира, при одинаковой первоначальной скорости у частиц обоих типов возникает в процессе инерционного движения одинаковое по величине Поле Отталкивания. В результате в ходе инерционного движения от испустившего их химического элемента синие видимые тяжелые и красные ультрафиолетовые легкие фотоны станут двигаться с одинаковой скоростью.

Вместе взятые, синие видимые и красные ультрафиолетовые фотоны, формируют в спектре полосу фиолетового цвета.

Помимо упомянутых красных тяжелых и красных средней тяжести оптических фотонов, естественно, существуют и красные легкие видимые фотоны. Мы их не способны видеть. Однако они вместе с синими тяжелыми инфракрасными, которые мы тоже не видим, формируют фиолетовый инфракрасный цвет. Если бы могли его видеть, то он был бы таким же фиолетовым, как и видимый.

07. Механизм возникновения спектра

Давайте рассмотрим, что такое « спектр », а также, почему и как он возникает.

В физических экспериментах спектры обычно получают, пропуская «свет» либо сквозь призму, либо сквозь узкие щели или крошечные отверстия в плотном материале. На основании способа получения спектры бывают призматические и интерференционные .

Спектр – это видимый на экране ряд из шести цветов, плавно переходящих один в другой. Спектр образован «видимыми» фотонами различного качества.

Как уже говорилось, световой луч – это путь, проходимый «видимыми» фотонами (элементарными частицами, в более широком смысле) в среде. Иначе можно сказать, что это путь, «прожигаемый» «видимыми» фотонами (элементарными частицами). Причем, фотоны (элементарные частицы) в составе светового луча, испускаемого источником света, движутся все вместе. Это означает, что «видимые» фотоны разного качества не движутся разными путями. Тогда почему на экране мы видим полосы разного цвета? Потому что происходит следующее.

Вначале рассмотрим механизм «разложения» «света» при помощи стеклянной треугольной призмы. И. Ньютон использовал в своих опытах именно такие призмы. Треугольная призма имеет три вершины и три основания. Призму в опыте располагали одной из вершин вниз, а противолежащим ей основанием вверх. Как мы помним, фиолетовая полоса в спектре лежала на экране ближе основанию, а красная – ближе к вершине. Основание призмы содержит больше химических элементов, чем вершина. Поэтому суммарное гравитационное поле у основания призмы больше, чем у ее вершины. Именно этот факт, наряду с ограничением количества света, падающего на призму, становится причиной появления на экране радужных полос – спектра. Объяснение достаточно простое. Мы уже приводили его ранее. Повторим в общих чертах.

Химические элементы стекла, из которого состоит призма – кремний, кислород и примеси металлов. Кремний и примеси металлов характеризуются наибольшими Полями Притяжения по сравнению с кислородом.

Химические элементы стекла призмы создают Силу Притяжения в фотонах, входящих в призму. Соответственно, суммарная Сила Притяжения к основанию призмы оказывается больше Силы Притяжения к ее вершине, так как общее число элементов в основании больше. Сила Притяжения со стороны вершины невелика. Она ослабляет действие Силы Притяжения основания, но столь незначительно, что почти незаметно.

У каждого фотона, входящего в вещество призмы, есть Сила Инерции, двигающая его вперед. Причем, как уже говорилось в теории цвета, существуют фотоны трех основных цветов – синего, желтого и красного – с разной величиной количества разрушаемого эфира. При движении в составе общего потока у видимых фотонов разного качества оказывается разная по величине Сила Инерции. Сила Притяжения и Сила Инерции взаимодействуют в каждом фотоне в соответствии с Правилом Параллелограмма. Равнодействующая Сила оказывается диагональю параллелограмма, выстроенного на векторах обеих Сил как на сторонах. В итоге каждый фотон отклоняется на строго определенный угол в соответствии с направлением вектора равнодействующей Силы. И результат этого отклонения мы можем наблюдать на экране в виде спектра, где фотоны с разной Силой Инерции отклоняются от первоначальной траектории на свой собственный угол.

Мы можем наблюдать разделение светового луча на спектр только потому, что в призму входит очень небольшое количество «видимых» фотонов. Помните, в опыте мы ограничиваем количество «света», проделывая отверстие в плотной шторе? Если бы призму освещал дневной уличный свет, мы бы не увидели на экране спектр. Объясняется это тем, что яркость суммарного пропускаемого и отражаемого света при дневном освещении была бы столь велика, что превышала бы порог различения для нашего зрительного анализатора. Такой яркий свет мы характеризуем как « белый ».

Теперь давайте разберем, как возникают спектры в дифракционной и интерференционной картинках.

Вот описание интерференционной картинки . «Если использовать белый свет, представляющий собой непрерывный набор длин волн от 0,39 мкм (фиолетовая граница спектра) до 0,75 мкм (красная граница спектра), то интерференционные максимумы для каждой длины волны будут…смещены друг относительно друга и иметь вид радужных полос. Только для m=0 (m – это максимум, примечание авт.) максимумы всех длин волн совпадают, и в середине экрана будет наблюдаться белая полоса, по обе стороны которой симметрично расположатся спектрально окрашенные полосы максимумов первого, второго порядков и т. д. (ближе к белой полосе будут находиться зоны фиолетового цвета, дальше – зоны красного цвета). (Т.И.Трофимова, «Курс физики», стр. 279).

А вот описание дифракции Фраунгофера на одной щели . «При освещении щели белым светом центральный максимум имеет вид белой полоски; он общий для всех длин волн (при φ = 0 разность хода равна нулю для всех λ). Боковые максимумы радужно окрашены, так как условие максимума при любых m различно для разных λ. Таким образом, справа и слева от центрального максимума наблюдаются максимумы первого…, второго… и других порядков, обращенные фиолетовым краем к центру дифракционной картины. Однако они настолько расплывчаты, что отчетливого разделения различных длин волн с помощью дифракции на одной щели получить невозможно» (Т.И.Трофимова, «Курс физики», стр. 291).

В стеклянной призме проводящей средой для «видимых» фотонов были элементы кислорода, входящие в состав стекла. А в отверстиях и щелях, проделанных в плотном материале – главным образом, азот воздуха. Однако причина возникновения и призматического спектра, и дифракционно-интерференционного одна и та же – гравитационные поля химических элементов. В призме это притяжение со стороны преобладающего числа элементов в основании. А в отверстии или щели это притяжение со стороны химических воздуха, одновременно с ослаблением потока света за счет притяжения фотонов элемент плотного материала, в котором те проделаны.

Любая дифракционно-интерференционая картина – это проекция на экран химических элементов, заполняющих щели или отверстие. Темные участки соответствуют расположению химических элементов. Спектр мы можем наблюдать только вследствие того, что узкая щель (или отверстие) пропускает довольно мало видимых фотонов, значительная часть которых к тому же поглощается элементами материала, в котором проделана щель (или отверстие). Именно ослабление светового потока дает нам возможность заметить, как химические элементы щели (отверстия) отклоняют своим притяжением движущиеся фотоны. Фотоны движет Сила Инерции. Конкуренция Силы Инерции и Силы Притяжения со стороны каждого химического элемента в щели или отверстии приводит к возникновению равнодействующей Силы. Вектор этой Силы укажет направление, в котором станут двигаться фотоны. Так и возникают радужные максимумы на экране.

08. Оптически воспринимаемые свойства веществ

А теперь, после того, как мы разобрали, что представляют собой процессы испускания и отражения элементарных частиц (в том числе и видимых фотонов), давайте рассмотрим причины, по которым мы так или иначе оптически воспринимаем вещества окружающих нас тел и сред.

Все вещества окружающего мира в зависимости от того, можем ли мы сквозь них видеть или нет, следует разделить на две основные группы:

1)  Прозрачные ;

2)  Непрозрачные .

После того как мы определили исследуемое вещество в одну из этих групп, следует провести еще одно классифицирование. В соответствии со второй классификацией все вещества:

1)  Либо окрашены в один из шести цветов спектра (радуги);

2)  Либо окрашены в смесь двух или большего числа цветов спектра;

3)  Либо бесцветны;

4)  Либо обладают металлическим блеском;

5)  Либо сочетают в себе окрашенность с блеском;

6)  Либо сочетают в себе бесцветность с блеском.

Соответственно, в любом из этих шести перечисленных случаев вещество тела или среды может быть либо прозрачным, либо непрозрачным.

Окрашенность, блескили бесцветность в сочетании с прозрачностью или непрозрачностью – это оптические свойства вещества и они проявляются при взаимодействии движущихся элементарных частиц с химическими элементами вещества. Движущиеся видимые фотоны являются обязательными для проявления блеска вещества, но необязательны для проявления окрашенности вещества. В этом, последнем случае их могут заменить частицы другого качества – например, ИК или радио фотоны.

Существование у вещества окрашенности, блеска или прозрачности обусловлено:

1) Особенностями качественно-количественного состава химических элементов вещества;

2) Качеством бомбардирующих частиц.

Блеск, бесцветность и большинство случаев окрашенности веществ, находящихся на поверхности небесных тел планетарного типа (т. е. в условиях достаточно низких температур) обусловлены отражением и испусканием видимых фотонов.