Színek a környezetünkben

Fényvisszaverődés, fényátbocsátás

Ha a fénysugár átmegy egy bizonyos fénysűrűségű közegből egy más sűrűségű közegbe, akkor többé-kevésbé eltér eredeti irányá­tól. Vannak anyagok, amelyeken a fénysugár nem képes áthatolni. A felület attól válik láthatóvá, hogy a fényt visszaveri, ami lehet pár­huzamos vagy szórt visszaverődés. Ezt nevezzük reflexiónak.

Ha a fénysugarak párhuzamosan érkeznek a felületre, és onnan párhuzamosan verődnek vissza, párhuzamos reflexió következik be. Ezek sík, polírozott, fényes, tükröződő felületeknek látszanak. Szórt reflexió esetén a fénysugarak egyenetlen, érdes felületre esnek, így minden egyes fénysugár más szögben éri a különbö­ző felületi színeket, ezért a fény már nem párhuzamosan verődik vissza, hanem különböző szögben. A felület matt hatású lesz, és diffúznak nevezzük.

Reflexió és szórt reflexióReflexió (felső kép) és szórt reflexió (alsó kép)

Térfogati fényvisszaverés (remisszió)Az olyan anyagokat, amelyeken a fény áthatol, átlátszónak vagy áttetszőnek látjuk. A fénysugarak átjutnak az anyagon, az ilyen anyagok színtelenek vagy színesen áttetszőek (mint az üveg), a párhuzamosan érkező fénysugarakat törés nélkül, párhuzamosan engedik tovább. Ezt nevezzük transzmissziónak.

Fényáteresztés (transzmisszió)És végül vannak olyan anyagok, amelyek az áthaladó fény su­gárzó energiájának egy színét hővé vagy más egyéb energiává alakítják át, miközben fényveszteség áll elő. Bizonyos anyagok minden fénysugarat elnyelnek, abszorbeálnak. Ilyen a fekete szín, anyagban pl. a fekete bársony, a korom. Ez az abszorpció.

Fényelnyelés (abszorpció)

A felületeket érő fényáram nagysága, a felületek besugárzása a megvilágítás fogalmával adható meg. A megvilágítás a felületre eső fényáram sűrűsége. Jele: E, egysége: lux. A megvilágítás azt a hatást jellemzi, amelynek a felülete ki van téve, lényegében a felület megvilágítottsága. A megvilágítás additív, ha egy felületet több forrásból jövő fény világít meg.

A több forrásból érkező fény összegezhető:
eredő = E1 + E2 + E3 + … + En.

Az adott felület megvilágítása függ a beeső fény irányától. Legnagyobb a megvi­lágítás, ha az adott fény merőlegesen esik a felületre. A felülettel párhuzamosan eső fény a súrlófény, amely nem eredményez megvilágítást.

A színes felületek színképe azt igazolja, hogy rajtuk a spektrum színeinek egyik része mindig elnyelődik, tehát a visszavert szín (a tulajdonképpeni anyagszín) a színkép másik felének színeiből épül fel és keveredik össze. Ez a jelenség változó, a színkép különböző helyeire esik, a vizsgált anyag színjellegétől függően. Azokat a szí­neket, amelyekből az anyag összetevődik, domináló színcsoport­nak nevezzük, azokat pedig, amelyek nem láthatók, mert a színes anyag elnyeli őket, kompenzáló színcsoportnak.

Amennyiben fehér fény, azaz a nap fénye éri egy tárgy felületét, akkor ez a fe­lület bizonyos fényhullámokat vagy színeket abszorbeál, vagyis elnyel, másokat pedig visszaver. A spektrum színeit két tetszőleges csoportra osztva mindkét csoportot egy-egy gyűjtőlencse segítségével egy-egy színné egyesíthetjük. Az így létrehozott két szín egymással komplementer kapcsolatban áll. A felületről visszavert fénysugarak olyan színt hoznak létre, amely az abszorbeált, azaz el­nyelt sugarak összegének a komplementere, tehát a visszavert színt érzékeljük a tárgy saját színének.

  • Az a tárgy, amely a fehér valamennyi sugarát visszaveri és egyetlen sugarat sem abszorbeál, fehér színűnek látszik.
  • Az a tárgy, amely a fehér valamennyi sugarát abszorbeálja és egyetlen su­garat sem ver vissza, fekete színűnek látszik.
  • Ha narancsszínű monokróm fénnyel világítunk meg egy kék testet, akkor feketének látjuk, mivel a narancsszínben nincsenek kék sugarak, amelyeket visszaverhetne.
  • Tehát, ha változtatjuk a megvilágítás színét, megváltoznak a tárgyak lokális színei is.
  • Minél színesebb a megvilágítás, annál nagyobb mértékben módosulnak a helyi színek.
  • Minél fehérebb a megvilágítás, annál tisztábban jelennek meg a lokális színek.

Nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy a szín megjelenése függ a megvilágítás fajtájától. Ezért ajánlatos a színválasztást an­nál a fénynél elvégezni, amelyet várhatóan később is használunk a világításra. Ha két anyag színe egy fényforrásnál azonos színűnek látszik, más színösszetételű fényforrás használata esetén külön­bözhetnek egymástól. Ezt a jelenséget nevezzük metamériának.

Vannak olyan közvetett színek, amelyeket teljesen azonos szí­nűnek ítélünk, azonban ezeknek a spektrális színösszetétele kü­lönböző. Az ilyen színeket metamer színeknek nevezzük. Az azo­nos színek közül pedig azokat, amelyeket a spektrális összetételük is azonos, izomer színeknek nevezzük. Megállapíthatjuk tehát, hogy a gyakorlatban használatos „festékek” (pigmentek, színe­zékek, színes oldatok) jellegzetes színét a felületről visszaverődő vagy rajtuk áthaladó, többféle színű fénysugarak keveréke okozza.