Chemia Organiczna OnLine

1.2. Mieszanie barw

1.2.1. Mieszanie addytywne

Okazuje się, że istnieją tylko trzy kolory (barwy), odpowiadające określonym częstościom fal elektromagnetycznych, z których przez zmieszanie można uzyskać inne barwy lub światło białe. Dlatego kolory te nazwane zostały barwami podstawowymi. Mieszanie odpowiednich barw w ten sposób nazywa się addytywnym mieszaniem barw, ponieważ mieszamy (dodajemy) promieniowania odpowiedzialne za te barwy. Te barwy podstawowe to czerwień (Red), zieleń (Green) oraz błękit (Blue). Stąd kolory te nazywane bywają kolorami RGB:

Addytywne mieszanie barw

Tego typu mieszanie barw ma miejsce w monitorach kolorowych, w których z trzech pikseli o barwach podstawowych otrzymuje się pozostałe barwy. W mieszaniu addytywnym barw zachodzi sumowanie energii promienistej. Wiązki promieni dodaje się, dlatego promieniowanie wynikowe ma szerszy zakres, w granicznym przypadku dąży do światła białego.

1.2.2. Mieszanie substraktywne barw

Barwę możemy również uzyskać zabierając ze światła białego promieniowanie o określonej długości fali (barwie). Jeżeli ze światła białego zabierzemy promieniowanie o barwie błękitnej, powstanie barwa żółta. Mówimy, że barwa żółta jest barwą dopełniającą do niebieskiej (brakuje niebieskiej do barwy białej). Zabierając ze światłą białego promieniowanie odpowiedzialne za barwę zieloną otrzymamy barwę purpurową, czyli purpura jest barwą dopełniającą do zielonej. Wszystkim barwom powstałym przez oddziaływanie określonego promieniowania elektromagnetycznego na nasze oko (barwom zasadniczym) odpowiadają barwy dopełniające:

Wyobraźmy sobie, że światłem białym oświetlamy barwnik, który pochłania promieniowanie błękitne (λ=435÷480nm). Światło, po odbiciu się od barwnika, będzie pozbawione promieniowania błękitnego, a pozostałe promieniowanie da wrażenie barwy żółtej. Czyli w rzeczywistości widzimy żółtą barwę barwnika.

Nasz świat postrzegamy jako barwny, ale barwy, które widzimy powstają przez odjęcie odpowiednich barw od światła białego. Promieniowanie odbite jest uboższe w energię od światła padającego, dlatego światło odbite ma węższy zakres widmowy, a w granicznym przypadku dąży do czerni (całe promieniowanie padające na przedmiot jest pochłaniane). Tak jak istnieją trzy podstawowe barwy, z których możemy uzyskać biel (światło białe), tak istnieją również trzy podstawowe barwy, które odjęte odpowiednio od światła białego dadzą pozostałe barwy, a po odjęciu wszystkich otrzymamy czerń:

Substraktywne mieszanie barw

Tego typu mieszanie barw nazywamy substraktywnym mieszaniem barw (odejmujemy barwy od bieli), a trzy podstawowe kolory to błękitnozielony (cyjan) (Cyan), purpura (Magenta i żółć (Yellow). Stąd kolory te nazywane są kolorami CMY. Tego typu mieszanie barw wykorzystywane jest w drukarkach kolorowych, w których z trzech podstawowych kolorów uzyskuje się pozostałe. Czasami dodawany jest jeszcze kolor czarny by uzyskać głęboką czerń na wydrukach. Mówimy wtedy, że drukarka pracuje w systemie kolorów CMYK (Black)

W praktyce kolorystycznej (w barwnikarstwie) za barwy podstawowe, zwane prostymi lub pierwszorzędowymi, przyjmuje się barwy: żółtą, czerwoną i błękitną. Zmieszanie dwóch barwników o barwach pierwszorzędowych prowadzi do uzyskania barwy drugorzędowej: czerwień+błękit=fiolet. Natomiast mieszanie barwników o barwach drugorzędowych prowadzi do uzyskania barwy trzecorzędowej: fioet+oranż=brunat.

Empiryczne mieszanie barwników

Ciało doskonale czarne definiowane jest jako ciało, które absorbuje (pochłania) całą ilość padającego na nie promieniowania. Dobrym przykładem takiego ciała jest sadza.

Przeciwieństwem ciała doskonale czarnego jest ciało doskonale białe, które można zdefiniować jako ciało, które odbija całkowicie padające na nie promieniowanie. Oczywiście gdy powierzchnia takiego ciała jest bardzo gładka, ciało takie nazywamy zwierciadłem, w innym przypadku, gdy padające promieniowanie jest rozproszane, sprawia ono wrażenie ciała białego.

Z tych definicji wynika, że w przypadku zmieszania ciała białego z ciałem czarnym powinniśmy uzyskać ciało szare, które pochłania część padającego nań promieniowania, w jednakowym stopniu z całego zakresu:

Widzimy, że stopień szarości zależy od stopnia absorpcji promieniowania z zakresu widzialnego. Od niewielkiego stopnia absorpcji – barwa lekko szara, do niemal całkowitej absorpcji promieniowania – kolor niemal czarny. Może się zdarzyć, że ciało pochłania w niewielkim stopniu promieniowanie z zakresu widzialnego, ale w większym stopniu pochłaniane jest promieniowanie z zakresu krótkofalowego (niebieskie), wtedy barwa szara ciała nabiera nieco odcieni żółtej: