Teorija

Redzamā gaisma
Redzamā gaisma ir tas elektromagnētisko viļņu diapazons, kuru ikdienā mēs saucam par gaismu.
Cilvēks ar savu redzi spēj uztvert daudz mazāk nekā 1% no visiem elektromagnētiskiem viļņiem. Tikai redzamā gaisma mūsu acīs rada gaismas un krāsu uztveri.  Jebkuru citu elektromagnētisko starojumu cilvēks ar acīm neredz. Citu elektromagnētisko viļņu uztveršanai cilvēkam palīdz dažādas tehniskas ierīces.
varaviksnes krasas.PNG
  
Redzamā gaisma ir ļoti šaurs elektromagnētisko viļņu diapazons no 380 - 760 nm. Redzamo gaismu iedala 7 pamatkrāsās atkarībā no cilvēka redzes uztveres.
tabula krasas.png
 
Baltā gaisma, kura nāk no Saules, ir visu gaismas krāsu "maisījums". 17. gadsimtā I. Ņūtons bija pirmais, kurš mākslīgi ar stikla prizmu balto gaismu sadalīja un ieguva gaismas krāsu spektru.
 
varaviksne1.PNG  varaviksne2.PNG
 
Redzamo gaismu var iegūt dažādos veidos. Parasti to iegūst ķermeņus sakarsējot. Ja ķermeņu temperatūra ir no 600 Celsija grādiem kvēlojošām oglēm līdz 6000 Celsija grādiem Saules virsmas temperatūrai, tad ķermeņi izstaro redzamo gaismu. Protams, 6000 grādi nav augšējā robeža, jo citām zvaigznēm kosmosā ir vēl lielāka temperatūra. Intensīvas siltumkustības sadursmēs vielas atomi iegūst enerģiju, kuru atdod starojuma veidā. Palielinoties ķermeņa temperatūrai, palielinās izstarotās gaismas enerģija un frekvence. Šādā veidā redzamā gaisma rodas kvēlspuldzēs, kurās ar elektrisko strāvu tiek sakarsēts volframa diegs, kurš izstaro gaismu.
 
spuldzes_g.jpg
 
Otrs plaši izplatīts redzamās gaismas iegūšanas veids ir luminiscence. Vielas atomi iegūst enerģiju ar temperatūru nesaistītā veidā un iegūto enerģiju atdod starojuma veidā. Atomiem var piešķirt enerģiju ar cita veida starojumu, piemēram, ultravioletiem stariem, ar ķīmiskām reakcijām, ar katodstariem u.c. Šādā veidā redzamā gaisma rodas luminiscentās spuldzēs, televizorā un jāņtārpiņos.
spuldze_lum.PNG
  
jantarpins.PNG
 
Cilvēka krāsu uztvere un krāsu sistēmas. Cilvēka acī uz tīklenes ir 2 veidu šūnas:
1. nūjiņas - uzver gaismas intensitāti un nodrošina ķermeņu kontūru un formu uztveri.
2. vālītes - uztver krāsas un nodrošina ķermeņu krāsas uztveri.
Gaismas stari ar dažādu viļņu garumu izraisa tīklenes vālītēs fotoķīmiskus procesus, kas kairina redzes nervu. Krāsu redze pamatojas uz tīklenes vālīšu spēju novērtēt krītošās gaismas enerģijas sadalījumu 3 starojuma frekvenču spektra apvidos, jo šajās šūnās ir 3 dažādas pigmentvielas, kuru absorbcijas maksimumi atbilst īsiem, vidējiem un gariem gaismas viļņiem jeb 3 pamatkrāsām - zilai, zaļai un sarkanai. Attēlā ir parādīta vālīšu pigmentu spektrālā jūtība.
krasu redze grafiks3.PNG
 
Ja uz aci vienlaikus iedarbojas dažāda garuma redzamās gaismas viļņi vienādā intensitātē, rodas baltās gaismas sajūta. PhET Kolorado universitātes simulācija Krāsu redze piedāvā iespēju pārbaudīt kā darbojas cilvēka krāsu redze.
 
Balstoties uz cilvēka redzes īpatnībām ir izveidotas 2 krāsu sistēmas:
1) RGB (Red-Green-Blue), kuru izmanto televizoros, datoros, projektoros u.c.
RGB1.PNG
RGB2.PNG
 
2) CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Key (Black)), kuru izmanto krāsainajos printeros u.c.
CMYK1.PNG
 
Televizora un datora ekrānā katrs pikselis sastāv no 3 pamatkrāsām - sarkanas, zaļas un zilas. Lai iegūtu kādu gaismas krāsu, tad katras RGB pamatkrāsas krāsas intensitāte tiek regulēta tā, lai cilvēkam rastos daudzu miljonu krāsu toņu izjūta.
RGB-monitor.PNG
Piemērs:
Lai iegūtu dzelteno krāsas izjūtu, tad jābūt ieslēgtām zaļās un sarkanās pamatkrāsas pikseļa laukumiem, bet zilās krāsas pikseļa laukumam ir jābūt izslēgtam.
 
Atsauce:
E. Šilters, V. Reguts, A. Cābelis, I. Vilks Fizika 12. klasei. Lielvārds 2008
http://www.aeotechnology.com/about.html
http://journalofsacredwork.typepad.com/journal_of_sacred_work/2009/10/day-285-bumping-into-rainbows.html
http://www.lightingsciences.ca/html/rainbow.html
http://ecolibrary.org/page/dp746_1
http://www.elektroshop.lv/Energosberegayushchielampi/3051-ETU-MSS7WE14Kspuldze-5905339126009.html
http://jmc150.blogspot.com/
http://bpiinc.wordpress.com/tag/cmyk/
http://en.wikipedia.org/wiki/Pixelhttp://www.luminous-landscape.com/tutorials/color_and_vision.shtml