Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia)

2. Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia) • Nazwa szkoły: • Katolickie Gimnazjum w Szczecinie • ID grupy: 98/75_mf_g1 • Opiekun: Teresa Borkowska • Kompetencja: • Matematyczno - fizyczna • Temat projektowy: Barwy światła i ciał • Semestr/rok szkolny: lato2011/2012

3. Spis treści: • Barwa • Barwy i fale • Źródła światła • Wyświetlacze • Jak widzimy • Złudzenia optyczne • Okulary dwubarwne • Druk kolorowy • Telewizja kolorowa • Uzyskiwanie kolorów w telewizji • Doświadczenia

4. BARWA

5. BARWA - DEFINICJA Wrażenie psychiczne wywoływane w mózgu, gdy oko odbiera promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu światła. Główny wpływ na to wrażenie ma skład widmowy promieniowania świetlnego, w drugiej kolejności ilość energii świetlnej, jednak niebagatelny udział w odbiorze danej barwy ma również obecność innych barw w polu widzenia obserwatora, oraz jego cechy osobnicze, jak zdrowie, samopoczucie, nastrój, a nawet doświadczenie i wiedza w posługiwaniu się zmysłem wzroku.

6. BARWY PROSTE

7. BARWY ZŁOŻONE Barwy składające się z mieszaniny barw prostych w dowolnych proporcjach, czyli z mieszaniny fal elektromagnetycznych o różnych długościach z zakresu promieniowania widzialnego. Jest to, w odróżnieniu od barw prostych, pozostała, przeważająca większość istniejących kolorów. Wiele różnych kombinacji barw prostych może dać wrażenie tej samej barwy w naturze, czyli wiele różnych barw złożonych ma ten sam wygląd. Różnice mogą pojawić się dopiero po zmianie oświetlenia.

8. BARWY DOPEŁNIAJĄCE  Pary barw, które połączone ze sobą w równych proporcjach dają (w zależności od metody łączenia) - czerń, biel lub szarość. Barwy dopełniające to pary barw dopełniające się do achromatyczności. Najczęściej są przedstawiane jako barwy leżące naprzeciwko siebie w kole barw.

9. BIEL Najjaśniejsza z barw. Jest to zrównoważona mieszanina barw prostych, która jest odbierana przez człowieka jako najjaśniejsza w otoczeniu odmiana szarości. Wyjaśnieniem tej definicji może być przykład, że zawsze fragment tła można oświetlić mocniejszym światłem białym i wtedy dotychczasowa, pozostała biała powierzchnia stanie się w efekcie ciemniejsza, a więc jasnoszara.

10. BARWA SZARA  Barwa uzyskana przez połączenie barw dopełniających. Niekiedy błędnie nazywana szarość.

11. CZERŃ Najciemniejsza z barw. W teorii oznacza całkowity brak światła widzialnego odbijanego przez ciało przy oświetleniu dowolnym światłem widzialnym. W praktyce miejsce tak ciemne, że poprzez kontrast z resztą otoczenia nie możemy określić jego barwy z powodu niedoboru światła z tego kierunku. W praktyce ciał doskonale czarnych, czyli ciał pochłaniających 100% padającego na nie światła, nie ma, a jedną z najciemniejszych substancji jest sadza.

14. JEDNOSTKI SI Kandela (cd) – natężenie światła Luks (lx) – natężenie oświetlenia Lumen (lm) – strumień świetlny Wat (W) – moc Wolt (V) – napięcie Kelwin (K) – temperatura barwowa

15. PRZEDROSTKI JEDNOSTEK SI (od największych) • Jotta (Y) • Zetta (Z) • Eksa (E) • Peta (P) • Tera (T) • Giga (G) • Mega (M) • Kilo (k) • Hekto (h) • Deka (d) • Decy (d) • Centy (c) • Mili (m) • Mikro () • Nano (n) • Piko (p) • Femto (f) • Atto (a) • Zepto (z) • Jokto (y)

16. CIEKAWOSTKA  Dawna pozaukładowa jednostka natężenia światła to świeca. Pierwotnie została zdefiniowana jako natężenie światła świecy o masie 1/6 funta z wosku z spermacetu, palącej się z szybkością 120 granów na godzinę. W roku 1921 definicja została oparta o światło żarówki. W układzie SI zastąpiona przez kandelę. Świeca równa jest 1,02 kandeli.

17. Barwy i fale

18. Czym są fale? • Fala – zaburzenie rozprzestrzeniające się w ośrodku lub przestrzeni. W przypadku fal mechanicznych cząstki ośrodka, w którym rozchodzi się fala, oscylują wokół położenia równowagi, przy czym przenoszą energię z jednego miejsca do drugiego bez transportu jakiejkolwiek materii.

19. Fale poprzeczne Falami poprzecznymi nazywamy fale, które mają kierunek drgań prostopadły do kierunku rozchodzenia się.

20. Fale podłużne • Falami podłużnymi nazywamy takie, których drgania odbywają się w tym samym kierunku.

21. Zjawisko polaryzacji Fale poprzeczne mogą być spolaryzowane, co oznacza, że kierunek drgań jest w pewien sposób uporządkowany, na przykład odbywają się one w jednej płaszczyźnie.  Fale radiowe generowane przez anteny są spolaryzowane. Większość źródeł fal świetlnych generuje fale niespolaryzowane, w których drgania w różnych kierunkach się nakładają.

22. Zjawisko dyfrakcji • dyfrakcja – uginanie się fali na krawędziach, czego skutkiem jest zdolność do omijania przeszkód mniejszych niż długość fali, oraz powstawanie pasków dyfrakcyjnych po przejściu fali przez wąską szczelinę albo przeszkodę

23. Interferencja i załamanie • Interferencja – jest to nakładanie się spójnych fal z różnych źródeł, które prowadzi do wzmocnienia lub wygaszenia się fal. • Załamanie – fala, wchodząc do ośrodka, w którym zmienia się jej prędkość, zmienia kierunek swojego biegu.

24. Zjawisko odbicia • odbicie – po dojściu do granicy ośrodków fale zmieniają kierunek poruszając się nadal w tym samym ośrodku

25. Wzór na długość fali • Długość fali – λ(lambda) • Częstotliwość fali – f • Szybkość rozchodzenia się fali w próżni - c • λ= c/f

26. Barwa • Barwa – wrażenie psychiczne wywoływane w mózgu zwierząt, gdy oko odbiera promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu światła. Główny wpływ na to wrażenie ma skład widmowy promieniowania świetlnego, w drugiej kolejności ilość energii świetlnej, jednak niebagatelny udział w odbiorze danej barwy ma również obecność innych barw w polu widzenia obserwatora, oraz jego cechy osobnicze, jak zdrowie, samopoczucie, nastrój, a nawet doświadczenie i wiedza w posługiwaniu się zmysłem wzroku.

27. Rodzaje barw • Proste(otrzymane przez rozszczepienie światła białego) • Złożone(składające się z mieszaniny barw prostych w dowolnych proporcjach) • Achromatyczne(wszystkie barwy nieposiadające dominanty barwnej) • Chromatyczne(wszystkie kolory, w których można wyróżnić dominantę, choćby niewielką, jakiejś barwy) • Podstawowe(czerwony, żółty i niebieski) • Wtórne(pomarańczowy, zielony i fioletowy)

28. Fizjologia widzenia • Barwa jest postrzegana dzięki komórkom światłoczułym w siatkówce oka zwanym pręcikami i czopkami. Ściślej: pręciki są wrażliwe na stopień jasności, czopki także na barwę. Są trzy rodzaje czopków, a każdy z nich jest najbardziej wrażliwy na jeden z trzech zakresów barw – niebieskiej, zielonej, lub czerwonej (przy czym zakresy te zachodzą na siebie), co łącznie umożliwia widzenie wszystkich barw. Oko ma swą ograniczoną rozdzielczość barw, tzn. czasem nie jest w stanie dostrzec różnicy występującej między dwoma barwami o różnym widmie traktując je jako takie same. Oko ludzkie wykazuje różny stopień wrażliwości na określoną barwę co jest uwarunkowane liczbą czopków wrażliwych na określoną długość fal świetlnych. Za widzenie barwy niebieskiej odpowiada ok. 4% czopków, za zieloną – 32%, za czerwoną – 64%.

29. Czy wszystkie stworzenia jednakowo widzą? • Różnorodności w budowie oka wszelkiego rodzaju istot powodują, że odpowiedź na tytułowe pytanie brzmi nie. Bezspornym jest jednak fakt, że wszystkie organizmy żywe reagują w specyficzny dla siebie sposób na światło. 

30. Owady Owady są  wyposażone w oczy złożone, które dają inny, bardziej „ziarnisty" obraz niż ten widziany okiem ludzkim. Niektóre z owadów na pewno rozróżniają barwy, a np. pszczoły oprócz tego, że widzą w nadfiolecie postrzegają między innymi barwę żółtą i niebieską.

31. Ryby Niektóre barwy są rozróżniane przez ryby. Jednym z dowodów na to, że ryby widzą kolory są ich bajecznie niekiedy kolorowe stroje, przybierane w okresie godowym. Najprawdopodobniej najwyraźniej widziane są kolory czerwony i niebieski, a np. piranie i welony widzą także w podczerwieni.

32. Ptaki Większość ptaków ma oczy ułożone po obu stronach głowy, dlatego jeśli chcą skupić  na czymś uwagę, patrzą jednym okiem. Ptaki najczęściej posługują się wzrokiem jako głównym narządem zmysłu, widzą więc bardzo dobrze i ostro. Budowa ptasiego oka pozwala na niezwykle wyraźne widzenie drobnych przedmiotów nawet z dużych odległości. Część ptaków rozróżnia kolory, jednak ostre widzenie i postrzeganie ruchu jest w tym przypadku o wiele ważniejsze. Sowy w odróżnieniu od większości ptaków mają oczy obok siebie, które są dostosowane do widzenia w słabym oświetleniu. W porównaniu do człowieka oczy sowy są do 2,5 raza czulsze dzięki czemu może ona bez trudu widzieć w nocy.

33. Ssaki Oczy ssaków są wyposażone w "techniczną możliwość" rozróżniania barw, jest ona jednak bardziej ograniczona niż u ludzi. Dzieje się to dlatego, że komórki światłoczułe oka zwierząt rozmieszczone na siatkówce są mniej zróżnicowane niż u człowieka. Psy najprawdopodobniej widzą świat w odcieniach szarości, jednakże można je nauczyć odróżniania barw. Z kolei budowa oka kota, dzięki umieszczonej za siatkówką warstwie odblaskowej zawracającej światło jeszcze raz do fotoreceptorów, pozwala kotu na postrzeganie detali i ruchu nawet w bardzo słabym oświetleniu. Jednak barwy są widziane przez te zwierzęta dopiero przy bardzo dobrym oświetleniu. Byki natomiast nie widzą  różnicy między wybranymi kolorami, a to co je tak złości, to ruch płachty.

34. Źródła światła

35. Źródła światła • Źródła światła to przedmioty emitujące światło. • Rodzaje źródeł światła: • sztuczne (przedmioty stworzone przez człowieka, emitujące światło), • naturalne (przedmioty stworzone przez naturę, emitujące światło).

36. Naturalne źródła światła Naturalne źródła światła to takie źródła, które zostały stworzone przez naturę i emitują własne światło: • Słońce i inne gwiazdy • Błyskawice • Lawa • Zorze polarne • Niektóre zwierzęta (np. świetliki)

37. Czynne wulkany Słońce

38. Zorza polarna Pioruny i błyskawice

39. Ryby głębinowe Świetliki

40. Sztuczne źródła światła Sztuczne źródła światła to takie, które zostały stworzone przez człowieka i emitują własne światło: • Lampy • Świece • Żarówki • Pochodnie • Diody • Lasery • Światło emitowane przez ekran telewizora, komputera • Iskra elektryczna • Plazma • Wybuch (np. broń nuklearna)

41. Lampa Lampa naftowa

42. Żarówka Latarnia

43. Diody świecące Lasery

44. Pochodnia Ognisko

45. Zapalona zapałka Świece

46. Plazma i wiele innych …

47. Emisja światła Emisja światła, wysyłanie promieniowania świetlnego przez wzbudzoną materię; w wyniku emisji światła układy promieniujące (atomy, cząsteczki, jony) przechodzą ze stanu o wyższej energii do stanu o niższej energii, a energia wzbudzenia jest zamieniana na energię wytwarzanej cząstki światła — fotonu; emisja światła spontaniczna i emisja światła wymuszona.

48. Barwa światła

49. Barwa światła Światło jest tak naprawdę mieszaniną barw: • Czerwonej • Pomarańczowej • Żółtej • Zielonej • Niebieskiej • Fioletowej Szereg ten nazywany jest widmem światła białego

50. Barwa światła cz. 2 Aby udowodnić, że światło składa się z szeregu barw, możemy wykonać proste doświadczenie. Potrzebny nam jest pryzmat oraz źródło światła. Dostrzegamy widmo barw. Rozszczepienie jest spowodowane różną prędkością barw. Najszybsza jest czerwona, zaś najwolniejsza- fioletowa.