• színek

Látható fény, színhőmérséklet: fény és felület.

Az ember meglehetősen bonyolult látási folyamat eredményeként érzékeli környezetét. Vizuális érzetünket három tényező befolyá­solja: a fény, a tárgyi környezet, ami a fényt visszaveri, és az em­beri látás. A szín, amit érzékelünk, a fény, a megfigyelt tárgy vagy objektum, a megfigyelő szeme és az agya közötti kölcsönhatás eredménye.

A látható fény

A fény a teljes elektromágneses spektrumtartomány látható része, amelyet hullámhosszával jellemezhetünk. A látható fény 380-780 nm hullámhossztartományba esik. Az egyes hullám­hosszaknak színek felelnek meg. A fény spektrális eloszlása, ami az emberi szem által látható sugárzás, az ultraibolya és az infra­vörös sugárzás közé esik. A kisebb hullámhosszaknak megfele­lő színeket, mint az ibolya és a kék, hideg színeknek, a nagyobb hullámhosszú színeket, mint a narancs és a vörös, meleg színek­nek nevezzük. Közvetlenül a 380 nm alatti tartomány irányába az ultraibolya sugárzás esik, míg a 720 nm feletti az infravörös sugárzás. Ezek a sugárzások nem tekinthetők fénynek, mert em­beri szemmel nem láthatók, így színük sincs. A látható fénytől el­távolodva lefelé a röntgensugarak, felfelé pedig a rádióhullámok tartománya található.

A pontosan felénk irányuló fényt fehérnek látjuk, ha azonban nem egyenesen fe­lénk tart, feketének tűnik. Valójában az egész éjszakai égbolt izzó fehér fénnyel telített, de a fényt csak abban az esetben látjuk, ha felénk halad. Nem észleljük a tőlünk oldalra eső fényhullámokat, mindössze feketét érzékelünk. Kétségkí­vül megvakítana bennünket, ha mindegyiküket képesek volnánk látni. A fény mindent betölt, bizonyára a térben nem létezik egyetlen olyan pont sem, ahol ne találhatnánk meg.

Színskála

A látható tartományba eső színskála egy prizma segítségével könnyen előál­lítható. A Nap fényét fehérnek látjuk, prizmával ez a fehér fény felbontható, és kiderül, hogy milliárdnyi színből áll, ebben a színskálában, színtartományban mindenféle szín egyszerre jelen van. Newton ugyan igen jelentős megállapí­tásokat definiált, ennek ellenére a fény igazi lényege még sokáig titok maradt mindaddig, amíg az elektromosság törvényeinek megismerésével rá nem jöttek, hogy a fény elektromágneses hullám.

Spektrálszínek hullámhossztartománya

A különböző színű fénysugarak mind egyforma sebességgel terjednek, mi­közben bennük az elektromos és mágneses rezgések merőlegesek a terjedés irányára. Ezek a különböző színű fénysugarak csak rezgésük gyorsaságában térnek el egymástól. A leggyorsabb rezgésű sugár az ibolya, majd a kék, zöld, sárga, narancs, és végül a vörös a leglassúbb rezgésű, látható fény. Az érzékelés pontos határai kismértékben egyénenként változhatnak az egész­séges emberi szem és jól működő érzékelés esetén is.

A különböző színűnek látott fényhullámok rezgésszáma eltérő A magyar szabvány (MSZ 9620) definíciója szerint: „A szín: a látható sugárzásnak az a jellemzője , amelynek alapján a megfigyelő a látótér két azonos méretű, alakú és szerkezetű, egymáshoz csatlakozó része között különbséget tud tenni, és ezt a különbséget a megfigyelt sugárzások spektrális eloszlásának eltérése okozhatja”

A vörös és az ibolya rezgésszámának egymáshoz való viszonya megközelítőleg 1:2, tehát ugyanaz, mint majd a későbbiekben látjuk, a zenei oktávé. Minden egyes spektrálszínnek megvan a maga hullámhossza, a hozzá tartozó rezgésszáma, amellyel a szín pontosan meghatározható. Megfelelő mérőeszközökkel a hullám­hosszuk és a rezgésszámok mérhetők.

Fehér fény

Amennyiben a fény, azaz az elektromágneses hullámnyaláb va­lamennyi látható hullámot tartalmazza, „fehér” fényt látunk, ilyen például a napfény. A világítás céljára az ún. fehér fényt használ­juk, ezt tartjuk természetes fénynek, amely mellett látásunk is ki­alakult. A fehér fény sajátos jellemzője, hogy a látható tartomány minden hullámhosszán tartalmaz sugárzást, és az egyes hullám­hosszokon a sugárzás intenzitása korlátozott mértékben eltérő. A fehér fény ily módon különböző lehet, a különböző fehér fények színösszetételükben eltérők, vagyis eltérő minőségűek.

Színösszetétel

A fény minősége, színösszetétele a sugárzás spektrális eloszlásával határozható meg egyértelműen. A fény minőségét a gyakorlatban kétféle módon érzékeljük. A fehér fény minősége eltérő lehet, ha a színskála egymást követő színeinek aránya különböző. Így a fehér fényt a feketetest sugárzásával való összehasonlí­tás segítségével lehet jellemezni. A másik érzékelési lehetőség, amikor a fehér fény minősége eltérő abban a tekintetben is, hogy az általa megvilágított felület színe mennyire tér el a felület természetes fény mellett érzékelhető színeitől. Ebben az esetben a fehér fény minősége a színvisszaadással jellemezhető. A különböző fényforrások saját, teljesen egyéni spektrális eloszlású fényt bo­csátanak ki. Szembetűnő a neoncső és az izzólámpa eltérő színtartománya, de az izzólámpák között is lehetnek eltérések.

A színhőmérséklet

Különböző színhőmérsékletű fényforrások megvilágításával a tár­gyakat más-más színűeknek látjuk. A feketetest sugárzásának spektrális eloszlása a hőmérsékletének függvényében, matemati­kai összefüggéssel pontosan követhető. A sugárzást jellemzi, hogy színösszetétele a hőmérséklet függvényében folyamatosan változik.

Az adott fény Kelvinben kifejezett színhőmérséklete a feketetest azon hőmérséklete, amelyen az adott fénynek megfelelő színösszetételben sugároz. Jele: T, mértékegysége: K (Kelvin). (Az abszo­lút hőmérséklet K-ben adott. Ezen hőmérsékletskála nullapontja 273 °C-nál van.) Az alacsonyabb színhőmérsékleti értékek (24-00 K) a vörösebb, melegebb színre, a magasabb értékek (9300 K) a kék­re, hidegebb színre utalnak. A semleges színhőmérséklet 6504 K. A napfény színhőmérséklete ehhez közel áll (5000 / 6500 K).

Az adott fényforrás esetén meg kell határozni a feketetest azon hőmérsékletét, amelyben a sugárzás spektrális eloszlása megegye­zik, vagy jó közelítéssel megegyezik a fényforrás spektrális eloszlá­sával. Ezzel a hőmérséklettel jellemezhető a kérdéses fehér fény.

Az adott fehér fény színvisszaadása annál jobb, minél közelebb áll az általa megvilágított felületek színe a természetes fény mel­lett érzékelthez. A színvisszaadás mértékét a színvisszaadási in­dexszel adhatjuk meg. Jele: Ra, egysége tökéletes színvisszaadás esetén Ra = 100.

Színadaptáció

Az emberi szem csodálatos módon alkalmazkodni is tud a külön­böző fényviszonyokhoz. Ezt a jelenséget színadaptációnak nevez­zük, és több fajtáját különböztetjük meg:

Világos-sötét adaptáció. Környezetünk megvilágítási szintjei rendkívül különbözőek. Ennek ellenére, ha szemünk megszokja a különböző fényviszonyokat, mindegyik megvilágítást megfelelőnek találja. Világosban a pupilla összehúzódik, így kevesebb fény éri a retinát, sötétben pedig kitágul, hogy több fény jusson az érzékelő sejtekhez. Világosban a retina érzékelő sejtjeiben található látóbí­bor kifakul, így a fényhatás kisebb mértékű ingerületet kelt, tartós sötétben azonban újra megjelenik, így kisebb fényhatás is nagyobb ingerületet képes kiváltani. A szem érzékenysége sötétben egy-milliószor nagyobb lehet, mint erős fényben.

Színkonstancia. A szemünk bejutó színingerek azonos tárgy szem­lélésekor is időben eltérők lehetnek, a létrejövő színélményünk mégis többé-kevésbé azonos. Ezt színkonstanciának vagy színál­landóságnak nevezzük. Fontos szerepe van környezetünk tárgya­inak megítélésénél, mert elősegíti, hogy a tárgyakat különböző megvilágítási viszonyok között is megismerjük. A színkonstancia alapja, hogy a szem ingerviszonyokra érzékeny. Az adott tárgyról korábban szerzett benyomásaink és a tárgyról szerzett szóbeli­gondolati ismeretanyag is befolyásolja színélményünket.

Színáthangolódás. Színes világítású vagy nagyméretű színes felü­leteket tartalmazó környezetben szemünk színes áthangolódása következik be. Ha narancsszín tölti ki látóterünket néhány percig, akkor azt később sárgásabbnak, ha piros szín, akkor azt később narancsosabbnak látjuk, mint kezdetben. Hosszabb idő után sze­münk eltérő színingert közvetít a változatlan színhatás ellenére is. Ez lassan és fokozatosan következik be, és megfigyelése azért is nehéz, mert a látványról keletkezett első benyomásunk is tovább él bennünk.

Színáthangolódás nem minden szín hatására keletkezik. Áthangolódáskor a vöröstől a sárgán át a zöldig terjedő színtartományok színei a sárga irányába, az ibolyától a kéken át a zöldig terjedő színtartományok színei viszont a kék irányába tolódnak el.

A színes felület

Fizikai értelemben minden test színtelen. Ha fehér fény – ebben az esetben a napfény – éri egy tárgy felületét, akkor ez a felület a maga molekuláris tulajdonságaitól függően bizonyos hullám­hosszú fényhullámokat vagy színeket abszorbeál, azaz elnyel, míg másokat visszaver. A valamely felületről visszavert fénysugarak olyan színt hoznak létre, amely az abszorbeált sugarak összegé­nek a komplementere. A visszavert színt érzékeljük a tárgy saját azaz lokális színeként.

Az a test, amely a fehér fény valamennyi sugarát visszaveri, egyetlen sugarat sem nyel el, fehér színűnek látszik. Ezzel szemben egy másik test, amely a fe­hér fény minden sugarát abszorbeálja, azaz elnyeli, egyetlen sugarat sem ver vissza, fekete színűnek látszik. Ha változik a megvilágítás színe, megváltoznak a megvilágított tárgyak lokális színei is. Ha narancsszínű fénnyel világítunk meg egy kék testet, az feketének látszik. Minél színesebb a megvilágítás, annál na­gyobb mértékben módosulnak a helyi színek. Minél fehérebb a megvilágítás, annál tisztábban jelennek meg a lokális színek.

A színes felületek tanulmányo­zása közben nagyon fontos, hogy tekintetbe vegyük a fényforrás színét. Magától értetődik, hogy a fénynek nemcsak a színe fontos, hanem az intenzitása is. A fénytől egy test nemcsak színessé válik, hanem plasztikusan tömegszerűvé is. A domború-homorú ábrázolásához legalább három-négy tónusértékre van szük­ség. Ezeket megvilágított tónusnak, félárnyéknak is árnyéktónusnak nevezzük. Félárnyékban érvényesül legerősebben a test lokális színe, benne válnak leg­tisztábban láthatóvá a felület textúrájának részletei.

A megvilágított tónusban a tárgy színe megvilágosodik, árnyékban megtörik és elsötétül. A környező felületekről visszaverődő színes sugarak, reflexek sokféle módon változtatják meg a tárgyak saját színeit. A környező felületekről visszaverődő színes sugarak, reflexek sokféle módon változtatják meg a tárgyak saját színeit. A festészetben az impresszív színtanulmányok területére tartozik a színes ár­nyékok problémájának a felismerése. Az impresszionista festők kezdtek el fog­lalkozni ezzel a jelenséggel. Addig az az általános nézet uralkodott, hogy az árnyékokat szürkés-feketének festették, ezzel szemben a 19. század festészeti színszemléletében meglátták a fák kékes, liláskékes árnyékát, így ezzel a felfe­dezéssel az impresszionisták eljutottak a színes árnyékok ábrázolásához.