Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

КАКОГО ЦВЕТА ТЕНЬ

Филипп КОСТЯКИН.

Всего каких-то сто с небольшим лет назад художники изображали тени серыми или чёрными, и это казалось единственно правильным: нет освещения, нет и цвета. Впервые цвета у теней появились на картинах импрессионистов. От чего же зависит цвет тени и каким он может быть? Этим вопросом заинтересовался московский школьник Филипп Костякин. Он заметил интересную закономерность в образовании цветных теней, исследовал её в серии опытов и систематизировал их результаты.

«Мост через Сену». Художник Густав Кайлеботт подметил, что при дневном (белом) свете тень от моста, падающая на воду, цветная.
«Мост через Сену». Художник Густав Кайлеботт подметил, что при дневном (белом) свете тень от моста, падающая на воду, цветная.
Филипп Костякин, ученик 4 класса из Москвы. Свою работу «Какого цвета тень» он представил на шестой ежегодный Всероссийский конкурс исследовательских и творческих проектов дошкольников и младших школьников «Я — исследователь». И занял второе место в московском региональном туре в своей возрастной категории (научный руководитель — Галина Фёдоровна Туркина).
Филипп Костякин, ученик 4 класса из Москвы. Свою работу «Какого цвета тень» он представил на шестой ежегодный Всероссийский конкурс исследовательских и творческих проектов дошкольников и младших школьников «Я — исследователь». И занял второе место в московском региональном туре в своей возрастной категории (научный руководитель — Галина Фёдоровна Туркина).
Основные и дополнительные цвета удобно изображать в виде цветового круга. Сектора круга окрашены в цвета в порядке расположения их в спектре, причём пурпурный связывает крайние цвета (красный и фиолетовый). Цвета на противоположных сторонах круга и будут дополнительными. Голубой цвет дополнителен к красному, жёлтый — к синему, пурпурный — к зелёному.
Основные и дополнительные цвета удобно изображать в виде цветового круга. Сектора круга окрашены в цвета в порядке расположения их в спектре, причём пурпурный связывает крайние цвета (красный и фиолетовый). Цвета на противоположных сторонах круга и будут дополнительными. Голубой цвет дополнителен к красному, жёлтый — к синему, пурпурный — к зелёному.
Таблицы, составленные по результатам экспериментов с предметом, освещённым двумя источниками света разных цветов. Видно, что цвет тени на экране является дополнительным, а цветной свет окрашивает экран и смешивается с исходным цветом тени от цветной лампы. Происходит смешение дополнительного цвета тени с цветом экрана.
Таблицы, составленные по результатам экспериментов с предметом, освещённым двумя источниками света разных цветов. Видно, что цвет тени на экране является дополнительным, а цветной свет окрашивает экран и смешивается с исходным цветом тени от цветной лампы. Происходит смешение дополнительного цвета тени с цветом экрана.

Гуляя как-то зимним вечером, я увидел на снегу две тени: два уличных фонаря — две тени, ничего удивительного. Однако одна тень была жёлтая, а другая — фиолетовая. Я задумался: разве тени не серые, даже если лампочка цветная? Пошёл домой экспериментировать.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Как образуется тень

Я взял лампочку и направил её свет на экран. Если между источником света и экраном поместить, например, карандаш, то на экране появляется его серая тень. Она появляется там, где лучи света, закрытые карандашом, не попадают на экран. Причём из-за того, что лучи расходятся, тень тем больше, чем ближе карандаш к источнику света.

Тень от источника цветного света при отсутствии других источников света

Логичным кажется предположение: если тень — место на экране, куда не попадает свет, то цвет тени не зависит от цвета лампы и всегда должен быть серым. Так ли это? Какие тени получатся, если освещать предмет в темноте разным цветным светом?

Сначала я осветил предмет красной лампой и увидел, что он отбрасывает тёмную тень зеленоватого оттенка. При освещении предмета зелёной лампой получается также тёмная тень, но с пурпурным оттенком; при освещении синей лампой предмет даёт тень с жёлто-оранжевым оттенком, а при освещении жёлтой лампой возникает очень тёмная фиолетовая тень. Однако один цветной источник света в отсутствие дневного или любого другого белого света даёт едва различимые оттенки теней.

Тень от источника цветного света при наличии дневного света

Я решил провести эксперименты днём, когда в комнате не так темно. Если освещать предмет цветным светом при дневном рассеянном свете из окна, то тени получаются цветные и намного ярче. При зелёном свете тень будет пурпурной, при красном — зелёно-голубой, при жёлтом — фиолетовой, при синем — жёлто-оранжевой. Появилась и вторая тень, менее контрастная, но всё же заметная и окрашенная в тот же цвет, что и цвет лампы, а вовсе не серая.

Тень от двух источников света: цветного и белого

Следующий эксперимент я вновь проводил в темноте. Вместо дневного света использовал обычную белую лампу. Мне было интересно, изменится ли цвет теней предмета при освещении его цветным светом. И какого цвета будет тень от белой лампы?

Я включал по-очерёдно те же самые лампы, но уже вместе с белой, и на экране появлялись две тени. При освещении предмета красным светом он отбрасывал зелёно-голубую тень, белым — красную. Синий свет давал жёлто-оранжевую тень, белый — светло-синюю. При зелёной лампе предмет отбрасывал пурпурную тень, при белой — зелёную; при жёлтой лампе тень становилась фиолетово-синей, при белой — жёлтой.

Получается, что тени предмета, освещённого цветным светом, — цветные и отличаются от цвета лампы, а тень предмета, освещённого белой лампой, всегда остаётся того же цвета, что и включённая вместе с ней цветная лампа, так как она окрашивает экран, на который падает тень.

Как получается белый свет

Проделаем следующий опыт. Осветим белый экран одновременно красной, синей и зелёной лампами. В том месте, куда попадает свет всех трёх ламп, экран остаётся почти белым, поскольку белый свет можно составить из красного, зелёного и синего — эти цвета называют основными.

Тень от двух источников цветного света

Проделав опыты с цветной лампой и белой подсветкой, я получил яркие цветные тени. А какие тени получатся, если заменить белый свет на цветной? Я провёл эксперименты, используя сначала красную и зелёную лампы, а затем синюю и жёлтую. Осветил предмет красной и зелёной лампами и получил две тени: от красной лампы — изумрудно-зелёную, а от зелёной — красно-алую. На фотографии хорошо видно, что цвет тени отличается от того, который получался, когда в качестве подсветки я брал белую лампу. Сам по себе белый свет не даёт цвета, а лишь делает тень от цветной лампы светлее. Цветной же свет влияет на цвет тени: он окрашивает экран и смешивается с исходным цветом тени от цветной лампы. Так, синяя лампа даёт жёлтую тень, а жёлтая лампа — синюю.

Дополнительные цвета. Цветовой круг

Образование основных и дополнительных цветов представлено на рисунке внизу. Если линзами собрать лучи каждой из указанных на схемах третей части спектра в отдельности, можно получить основные цвета — синий, зелёный и красный. А если собрать лучи основных цветов попарно, то есть синие и зелёные, зелёные и красные, синие и красные, получим голубой, жёлтый и пурпурный цвета, следовательно, в образовании каждого из них участвуют лучи двух третей спектра. Эти цвета называют дополнительными к основным.

Оказалось, что тень предмета, освещённого цветным светом, всегда получается либо чисто дополнительных цветов, либо смешанных с цветом подсветки. Мне удалось получить следующие пары дополнительных цветов: красный — зелёно-голубой, зелёный — пурпурный, синий — жёлто-оранжевый.

Затем я решил проделать опыты с другой цветной лампой и подсветкой белым светом, а также с другими комбинациями цветного света. Было интересно, получу ли я тени дополнительных цветов. И получил. Тени от цветных ламп действительно оказались дополнительных цветов. А тень от белой лампы всегда окрашена в цвет лампы, освещающей экран. Все результаты я занёс в таблицы, три из них представлены на фото внизу.

Когда я направил на предмет свет от двух красных ламп, тень неожиданно оказалась серой. Но и этому нашлось объяснение. Например, если освещать предмет красным светом, тень, отбрасываемая им, будет голубой (цвет дополнительный к красному и составляет две трети спектра). Если же направить на предмет свет от второй красной лампы, она окрасит экран в красный свет (ещё одна треть спектра). Произойдёт смешение голубого и красного цветов, что соответствует полному спектру. Поэтому тень будет серой, бесцветной (ахроматической).

Тень от трёх и более источников цветного света

Если осветить предмет тремя и более источниками цветного света, возникнет множество теней. Их цвет будет дополнительным к цвету ламп с учётом подсветок других ламп. В зависимости от расстояния, на котором расположен предмет, на его тени можно увидеть ещё и дополнительные оттенки, которые получаются от смешанного света.

Проделав множество опытов, я убедился, что тени предметов, освещённых цветным светом, — цветные и окрашены в цвет, дополнительный к цвету освещения с учётом подсветок. Исключение составляет случай, когда предмет освещён двумя источниками одинакового цветного света.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Физпрактикум»