Занятие 1 Тема источники оптического излучения

Свет и цвет. Цветовое зрение.
Любое восприятие цвета связано со светом. Это действительно для цветов самосветящихся тел (цветность света), а также для всех несветящихся тел. Только в результате отражения или пропускания падающего света несветящиеся тела становятся видимыми или их можно фотографировать. Свет является электромагнитным излучением. Излучения различных длин волн регистрируются глазом как, цвета. Диапазон излучений, видимый человеческим глазом, начинается приблизительно с длины волны
Белый свет не имеет определённой длины волны. Он является результатом смешения излучений различных длин волн. При разложении белого света призмой появляется спектр. Спектр солнечного света непрерывен. Он не имеет провалов, а, его цвета плавно переходят один в другой. Излучения определённой длины волны соответствует определённому цветовому тону. Длину волны можно использовать для обозначения цвета.

фиолетовый	Сине-фиолетовый Синий	Сине-зелёный Зелёный Жёлто-зелёный Жёлтый	Жёлто-оранжевый Оранжевый Красно-оранжевый	Красный

400 нм. 500 нм. 600 нм. 700 нм.
Длина волны (нанометр).

Например, жёлтый цвет натриевой лампы имеет длину волны λNa=589н.м.

Смешанные цвета (зеленовато-синий, жёлто-оранжевый), имеют своё место в спектральной полосе, определяемой одной характерной длиной волны. Поэтому их, как и основные цвета, называют монохроматическими. Независимо от этого большинство цветовых тонов можно получить смешением различных спектральных составляющих (дихроматическое излучение). Исключение составляют разнообразные коричневые тона (третичные цвета) и пурпурные. Все пурпурные цвета являются не монохроматическими, а дихроматическими. Они получаются исключительно в результате смешения синего красного излучений и поэтому не имеют своей координаты в спектре.
Цветовое зрение человека базируется на цветосмешении и является пред посыльной цветной фотографии и цветной печати. Глаз человека способен воспринимать несколько тысяч цветовых оттенков, из них в чистых цветах спектра – около 200. Но при этом имеется только три приемника (рецептора), отличающихся спектральной чувствительностью. Цветное изображение формируется в мозгу из трёх совмещённых изображений. Сетчатка глаза наряду с палочками для восприятия яркостей содержит 4 млк. колбочек – рецепторов цветового зрения. Из них одна группа чувствительна к синему, вторая – к зелёному, а третья – к красному излучению. При одновременном возбуждении красного и зелёного приемников в мозг передаётся информация о жёлтом цвете. Если красный светоприемник возбуждается сильнее, чем зелёный, то возникает оранжевый, если наоборот –то жёлто – зелёный. Если все, три приемника возбуждаются с одинаковой интенсивностью, то формируется белый цвет.
В сетчатке глаза человека находится светочувствительные элементы только трёх спектральных диапазонов: синего, зелёного и красного. В результате этого воспринимаются все цветовые тона и оттенки, включая белый, серый и чёрный.
Этот механизм функционирования глаза объясняет явление дихроматического излучения, при котором с одновременным возбуждением рецепторов зелёным и красным излучениями возникает жёлтый. Но такое же явление будет при смешении красного излучения с зелёным. Хотя в глаз не поступает жёлтое излучение, мозг получает информацию о желтом. Таким образом наряду с жёлтым цветом (длина волны 590нм.) Существует ещё дихроматический бинарный жёлтый, состоящий из смешения красного и зелёного излучений. Наш глаз такое различие не улавливает. Это касается также и других дихроматических излучений. Принцип функционирования глаза показывает, что большое число хроматических цветов можно свести в три основные группы. На этом принципе основаны цветной кинематограф, цветная печать и техника цветоделения. В связи с этим правомерно представить в теории спектр белого света упрощённо в виде трёх основных зон. Это три основных цвета аддитивного смешения: синий, зелёный и красный. Различные цвета света содержат различное количество энергии. Самый энергоёмкий цвет—голубой; меньше всего энергии у красного цвета.
а б в
а—свет; б—желтоватый свет; в—желтый свет.
Все явления и закономерности смешения цветов наглядно объясняются с помощью цветной шкалы.
2.Общие сведения о чувствительности глаза.
Под чувствительностью системы или приемника излучения подразумевается их свойство реагировать на излучение. Мера этого свойства, т.е. количественное выражение чувствительности, связана с реакцией приемника на поглощенную световую энергию. Количественно чувствительность выражается как величина, обратная мощности излучения, вызывающей определённую реакцию. Например, чувствительность фотоэлемента определяют как величину, обратную потоку излучения, вызывающему появление фототока. Чувствительность фотоплёнки есть величина, обратная экспозиции, дающей определённое почернение.
Следовательно, в общем случае чувствительность глаза S определяется как: где Рэ—мощность излучения, вызывающая заранее обусловленный зрительный эффект. Чувствительность, рассчитанная, по этой формуле называется абсолютной. В некоторых случаях бывает достаточным выразить чувствительность долей глаза наибольшего значения абсолютной. Эта доля называется относительной чувствительностью. Указанной долей измеряют значения спектральной чувствительности.
Реакции зрительной системы на излучения могут быть разными. В соответствии с этим различают несколько типов чувствительности глаза: световую, спектральную, контрастную чувствительность к цветовому тону, к насыщенности.