Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły:ZESPÓŁ SZKÓŁ NR 2 GIM.NR 24 ID grupy: 98/86 – MF-G2 Opiekun: MONIKA PIENIAK Kompetencja: MATEMATYCZNO-FIZYCZNA Temat projektowy: BARWY ŚWIATŁA I CIAŁ. Semestr: IV rok szkolny: 2011/2012

Spis Treści Barwy Narząd wzroku Telewizja kolorowa Kolorowy druk Źródła światła Długość , szybkość fali elektromagnetycznej Barwa ciała Rozproszenie , pochłanianie , odbicie i rozszczepienie światła Barwniki Filtry barwne Okulary 3D

BARWY

Widzenie barwne Oko ludzkie reaguje na długości fal z przedziału od 380nm (fiolet) do 780nm (czerwień), nie jest jednak jednakowo wrażliwe na wszystkie barwy. Dla oka adaptowanego na "jasność"- największa wrażliwość przypada na falę o długości 555nm. Dla oka adaptowanego na ciemność maksimum krzywej jest przesunięte w stronę fal krótkich i odpowiada długości 510nm. Dlatego przy słabym świetle zmniejsza się wrażliwość na promieniowanie długofalowe. O zmroku przedmioty czerwone wydają się czarne. Sprawę widzenia barwnego wyjaśnia trójchromatyczna teoria widzenia barw- opracowana w XIX w. przez Younga i Helmholtza, według której w widzeniu barwnym współpracują trzy rodzaje czopków z których każdy zawiera inny barwnik wrażliwy na światło niebieskie ok.440nm wrażliwy na światło zielone ok.530nm wrażliwy na światło czerwone ok.567nm Kombinacja pobudzeń różnych czopków daje pełne wrażenia odbiearnia barw.

Koło barw graficzny model poglądowy służący do objaśniania zasad mieszania się i powstawania barw, mający postać koła, w którym wokół jego środka zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara wrysowano widmo ciągłe światła białego w ten sposób, że barwa fioletowa (najkrótsze promieniowanie widzialne) płynnie przechodzi w barwę czerwoną (najdłuższe promieniowanie widzialne) a więc widmo zostaje połączone w zamknięty cykl zmian barw. Barwy znajdujące się po przeciwnych stronach środka koła nazywane są barwami dopełniającymi. Takie barwy nałożone na siebie w syntezie addytywnej dają barwę białą, a w syntezie subtraktywnej - barwę czarną, natomiast zmieszane dają neutralną szarość.

Standardowe Koło barw obejmuje 12 kolorów, podzielonych na trzy podstawowe grupy.

Kolory podstawowe (czerwony, niebieski, żółty)

Kolory pochodne stanowiące kombinację dwóch kolorów podstawowych: pomarańcz (połączenie czerwieni z żółcienia), zieleń (kombinacja żółcieni z niebieskim) oraz fiolet (połączenie niebieskiego z czerwienią).

Kolory "trzeciego rzędu" stanowiące połączenie kolorów podstawowych z pochodnymi. Nazwy otrzymanych odcieni odnoszą się do nazw kolorów wchodzących w skład kombinacji, np. zielono-niebieski, czerwono-fioletowy, żółto-pomarańczowy, etc.  

Mieszanie barw

Na czym polega mieszanie barw Ogólnie przyjętym jest, że trzy podstawowe kolory to: czerwony, niebieski i żółty, które są uwarunkowane historycznie w sztuce i architekturze. Zjawisko syntezy addytywnej jest wówczas gdy zachodzi mieszanie światła emitowanego, W oparciu o syntezę addytywną mieszania barw pracują monitory oraz inne wyświetlacze kolorowe, emitując wiązki świateł Red (czerwony), Green (zielony), Blue (niebieski) ( R G B ) Czarny ekran to wynik braku emisji światła, a biały to wynik złożenia świateł R, G, B z jednakową jasnością. Jeśli natomiast zachodzi mieszanie kolorów światła odbitego (np. wydruk na papierze lub zestaw filtrów szklanych), wówczas występuje zjawisko \syntezy subtraktywnej. W takim przypadku przyjmuje się najczęściej trzy podstawowe kolory to magenta (fioletoworóżowy), cyjan (błękitny) i żółty. Zjawisko to wykorzystuje się m.in. do druku na białym papierze. Farba drukarska, pokrywając papier tworzy filtr, a niepochłonięte długości fal świetlnych docierają do oka wywołując wrażenia określonej barwy.

Narząd wzroku

Dlaczego widzimy kolory? Kolory widzimy dzięki specjalnym komórkom, wyściełającym część wnętrza gałki ocznej. Komórki te mają kształt stożka i noszą nazwę czopków. W każdym oku jest ich około 7 milionów. Jeden rodzaj czopków odbiera światło czerwone, drugi jest wrażliwy na zielone, a trzeci reaguje na niebieskie. Czopki wysyłają wiadomość do mózgu, który łączy je w całość i mówi nam, jakie kolory właśnie widzimy.

Wstępny opis Narząd wzroku - oko jest organem, dzięki któremu odbieramy bardzo dużą ilość informacji ze świata zewnętrznego. Oceniamy odległość obserwowanych przedmiotów od nas, dostrzegamy ruch, rozróżniamy natężenie światła i barwy. Ogarniamy wzrokiem szerokie pole widzenia, co ułatwiają nam ruchy gałek ocznych w górę i w dół. Dzięki złożonemu układowi optycznemu odbieramy ostry obraz obserwowanych obiektów. Wiele osób przyrównuje oko do aparatu optycznego. Jest to prawda ale należy pamiętać, ze aparat fotograficzny to jedynie prosta struktura o wiele mniej skomplikowana od gałki ocznej. Zgodnie z tym porównaniem za soczewki obiektywu można by uznać rogówkę i soczewkę oka, tęczówka byłaby przysłoną aparatu a siatkówka pełniłaby funkcję kliszy fotograficznej, na której odbija się obraz promieni świetlnych.

Budowa oka

Krótkowzroczność Krótkowzroczność jest wadą układu optycznego oka, w której promienie świetlne załamane przez ten układ, skupiają się przed siatkówką. Uniemożliwia to prawidłowe widzenie obiektów znajdujących się w oddali, podczas gdy widzenie z bliska jest dobre.

Nadwzroczność Nadwzroczność (dalekowzroczność) jest wadą układu optycznego oka, w której promienie świetlne załamane przez ten układ, skupiają się za siatkówką. Efektem jest zamazany obraz, zwłaszcza podczas patrzenia z bliska oraz trudności z dłuższym czytaniem. Wada ta może być przyczyną bólu głowy i podrażnień spojówki.

Astygmatyzm Astygmatyzm (niezborność) jest wadą układu optycznego oka, w której promienie świetlne biegnące w jednej płaszczyźnie są załamane przez układ optyczny inaczej niż promienie biegnące w innej płaszczyźnie. Astygmatyzm powodowany jest przez nieregularny kształt rogówki, gałki ocznej lub soczewki wewnątrzgałkowej. Gałka oczna może mieć wówczas kształt podobny do piłki do rugby. Promienie świetlne w różnych przekrojach oka, skupiane są w różnych punktach przed lub za siatkówką. Zatem widziane obrazy są nieostre i zniekształcone. Często pojawiają się bóle głowy, pieczenie i przemęczenie oczu.

Ślepota barw Ślepota barw – zwana też zaburzeniem rozpoznawania barw (często ogólnie i mylnie nazywana daltonizmem), u ludzi jest niezdolnością do spostrzegania różnic pomiędzy niektórymi lub wszystkimi barwami, które normalnie są dostrzegane przez inne osoby Ślepota barw jest zazwyczaj wadą wrodzoną, uwarunkowaną genetycznie, dziedziczoną recesywniew sprzężeniu z cchromosomem X. Z tego też powodu znacznie częściej dotyczy mężczyzn (ok. 1,5%) niż kobiet (ok. 0,5%). Ponieważ mężczyźni nie przekazują swojego chromosomu X swoim męskim potomkom, zatem mężczyzna ze ślepotą barw nie przekaże jej

daltonizm Zaburzenie rozpoznawania barw może być także wynikiem uszkodzenia dróg wzrokowych począwszy od siatkówki po korę mózgu. Może być również efektem ubocznego działania leków lub związków chemicznych. Ślepota barw zwana jest też potocznie daltonizmem (który tak naprawdę jest wadą polegająca na nierozpoznawaniu barwy czerwonej i zielonej) – nazwa ta pochodzi od angielskiego chemika Johna Daltona, który w 1794 roku na własnym przypadku opublikował jej opis.

Czy widzisz liczbę 37?

Czy widzisz liczbę 83?

Krążek newtona -to koło, na którym znajdują się barwne segmenty. Barwy, które występują na krążku obejmują podstawowe barwy widma światła widzialnego, czyli tak zwane barwy proste: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy.

Jak działa krążek newtona? W chwili, gdy obracamy krążkiem Newtona, barwy zlewają się ze sobą i widzimy „barwę” białą.  Większość barw, jakie występują w przyrodzie, to barwy złożone, które powstają na przykład w wyniku dodania do siebie przynajmniej dwóch barw prostych. Krążek Newtona  jest zatem przykładem addytywności barw.

Telewizja

Historia Telewizji Nasze babcie nie miały możliwości oglądać telewizji kolorowej. Technika nie była tak rozwinięta jak dziś. Nie było plazmowych telewizorów, nie było skomplikowanych urządzeń ułatwiających życie. Dziś jest zupełnie inaczej. Mamy szeroki dostęp do różnych mediów. W każdej chwili możemy włączyć telewizor, przeczytać gazetę czy skorzystać z Internetu. Bez problemów możemy wypożyczyć Książki czy pójść do kina. Kolorowa telewizja to coś zupełnie normalnego, to codzienność. Każdy z nas ma kolorowy telewizor w domu. Idziemy z postępem, dążymy do nowoczesności. Telewizory czarno – białe, które jeszcze kilkadziesiąt lat temu były jedyną możliwością odchodzą do lamusa. W dzisiejszych czasach już chyba nikt nie używa takich starodawnych, czarno – białych telewizorów. Zostały one zastąpione telewizją kolorową. W takim kolorowym telewizorze zupełnie inaczej ogląda się obraz, programy. Jest on bardziej rzeczywisty, realistyczny. W telewizorach starej generacji, nie kolorowych obraz – jak sama nazwa wskazuje – był czarno – biały. Nie można było określić, w jakiego koloru bluzkę ubrana jest spikerka czy jaki jest kolor dachu domu głównego bohatera filmu.

Telewizja Czarno-Biała

Telewizja Kolorowa

Jak działa Telewizja kolorowa? W swojej najprostszej postaci, nadawanie kolorów może być tworzone przez nadawanie trzech obrazów monochromatycznych, każdy w trzech kolorach: czerwonym, zielonym i niebieskim (RGB). W przypadku prezentacji w szybkim spadku, barwy te będą razem produkować mieszanki jednego koloru oglądanego przez widzów. Jednym z największych wyzwań technicznych wprowadzenia transmisji koloru była chęć obniżenia wysokiej przepustowości, trzy razy większej od normy czarno- białej, w coś bardziej do przyjęcia, niezużywającego większości dostępnego widma częstotliwości radiowych.

Piksel

Piksel Piksel (ang. pixel – wyraz utworzony ze zbitki dwóch angielskich słów: picture+element) jest to najmniejszy jednolity (przedstawiający konkretny kolor, patrz subpiksel) element obrazu wyświetlanego na ekranie (monitora komputerowego, telewizora itp.), drukowanego (dotyczy technologii druku punktowego) lub uzyskiwanego za pomocą urządzeń przetwarzania obrazu (aparat cyfrowy, skaner). Jeden piksel w odniesieniu do monitorów to bardzo mały kwadrat (często spotykana szerokość boku to 0,28 mm) lub prostokąt widzialny z odległości użytkowej jako wypełniony jednolitym kolorem. Tryb pracy monitora, a konkretnie jego rozdzielczość to właśnie liczba pikseli jakie zawiera on w pionie i poziomie.

Najczęstszym rozwiązaniem uzyskiwania różnych kolorów jest zastosowanie mieszania barw w systemie RGB, dające obraz kolorowy dzięki syntezie addytywnej. Obraz składa się z bardzo dużej liczby pikseli, których kolory mogą być niezależnie zmieniane. Każdy piksel składa się z trzech tzw. subpikseli, świecących w kolorach: czerwonym, zielonym i niebieskim (zobacz zdjęcie obok). Odpowiednie sterowanie intensywnościami świecenia danych subpikseli powoduje powstanie wypadkowego koloru całego piksela. Kolorowi białemu odpowiada maksymalna intensywność świecenia wszystkich trzech składowych, kolorowi czarnemu – wszystkie subpiksele wygaszone.

Kolorowy druk

Historia Druku Historia druku jest dość krótka, gdyż zasadniczo odnosi się ona do sposobu nanoszenia obrazu metodą odbicia go z formy drukowej na podłoże drukowe za pomocą farby drukowe, a w historii rozwoju ludzkości długo nie było takiego tworzywa, które nadawałoby się do w miarę precyzyjnego przyjmowania szybkoschnącej farby. Pierwszym takim podłożem był dopiero papier wynaleziony w Chinach najpóźniej w roku 105. Dzięki niemu druk rozwinął się w estampaż, czyli technikę masowego wykonywania odbitek z napisów wyrytych w kamieniu. Pierwszym przedmiotem w pełni zasługującym na miano wyrobu poligraficznego, o którym dzisiaj wiemy, jest odbitka drzeworytnicza wyprodukowana w Chinach kilkaset lat później. Od tego czasu można mówić o poligrafii w pełnym tego słowa znaczeniu, czyli o wydajnym powielaniu treści – zarówno graficznych, jak i tekstowych. .

Dyskusyjne jest przeniesienie początków poligrafii wstecz, kiedy to, co prawda, również odbijano obrazy za pomocą środków barwiących, ale robiono to na tkaninach i jedynie w celu zdobienia materiału, a nie dla utrwalania na nim informacji. Natomiast jeszcze wcześniejsza jest historia powielania tekstu i obrazu metodami ręcznymi – czyli kopiowania za pomocą pisania, rysowania i malowania, jak również kopiowania poprzez odciśnięcie kształtu w miękkim materiale, lub wypalenia wzoru za pomocą odciśnięcia formy rozgrzanej do odpowiednio wysokiej temperatury. Tak więc niezależny rozwój formy do odbijania, środka barwiącego i podłoża odbywał się już dużo wcześniej, a technik tych było wiele, jednak połączenie ich razem w poligrafię, nastąpiło raptem półtora tysiąca lat temu. O wiele starsze są takie wynalazki jak stempel, pismo czy książka.

Światło Potocznie -nazywa się tak widzialną część promieniowania elektromagnetycznego, czyli promieniowanie widzialne odbierane przez siatkówkę oka ludzkiego np. w określeniu światłocień. Naukowo- pojęcie światła jest jednak szersze (używa się pojęcia promieniowanie optyczne), gdyż nie tylko światło widzialne, ale i sąsiednie zakresy, czyli ultrafiolet i podczerwień można obserwować i mierzyć korzystając z podobnego zestawu przyrządów, a wyniki tych badań można opracowywać korzystając z tych samych praw fizyki.

Źródła światła To przedmioty emitujące (nadające) światło. Przedmioty, które widzimy, mogą same wysyłać światło lub odbijać światło padające na nie. Te, które same emitują światło nazywamy źródłami światła. Dla ludzi najważniejszym źródłem światła jest Słońce, bez którego nie istniałoby życia na Ziemi.

Źródła światła Naturalne Sztuczne

Naturalne źródła światła Naturalne źródła światła są to przedmioty stworzone przez naturę emitujące światło. Należą do nich m.in.: -gwiazdy (Słońce i inne ciała niebieskie) -czynne wulkany -piorun lub błyskawica -zorza polarna Organizmy żywe: -świetlik -ryby głębinowe

Sztuczne źródła światła Sztuczne źródła światła są to przedmioty stworzone przez człowieka, które emitują światło. Należą do nich m.in.: Świece i ognisko płomień zapalonej świecy, zapałki pochodnie i lampa żarówki, świetlówki,latarnie laser, diody świecące,plazma iskra elektryczna, wyładowanie elektryczne wybuch lub eksplozja

Emisja światła To 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.

Długość fali elektromagnetycznej najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali — zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych. Tradycyjne długość fali oznacza się ją grecką literą λ. Dla fali sinusoidalnej najłatwiej określić jej długość wyznaczając odległość między dwoma sąsiednimi grzbietami. Długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości fali. Współczynnikiem proporcjonalności jest prędkość fazowa fali w danym ośrodku

Szybkość fali elektromagnetycznej Szybkość fali zależy od właściwości fizycznych ośrodka i może mieć różne wartości w różnych ośrodkach. Ponadto szybkośc fali może zmieniać się również w zależności od jej częstotliwości (dyspersja). Parametrem, który opisuje falę niezależnie od ośrodka jest jej częstotliwość. Długość fali może natomiast zmieniać się wraz z szybkością.

Wrażenie wzrokowe to pierwotny i najbardziej podstawowy proces poznawczy człowieka. Powstaje na skutek bezpośredniego działania bodźców ze świata zewnętrznego lub z wnętrza organizmu na zakończenia nerwowe (receptory), wywołując reakcję psychiczną. Jeden obiekt może jednocześnie działać na kilka rodzajów narządów zmysłowych, przez co jednocześnie można odczuwać kilka rodzajów wrażeń.

Pochłanianie światła (Absorpcja ) Absorpcja – w optyce proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję. Natężenie światła wiązki przechodzącej przez substancję ulega zmniejszeniu nie tylko w wyniku absorpcji, lecz również na skutek rozpraszania światła. O ile jednak promieniowanie rozproszone opuszcza ciało, to część zaabsorbowana zanika powodując wzrost energii wewnętrznej tego ciała.

ABSORBCJA A DŁUGOŚĆ FALI

Odbicie światła Odbicie światła, zjawisko zmiany kierunku rozprzestrzeniania się promieni świetlnych zachodzące na granicy dwóch ośrodków, przy czym gdy co najmniej jeden z nich jest przezroczysty.

Rozproszenie światła to zjawisko oddziaływania światła z materią, w wyniku którego następuje zmiana kierunku rozchodzenia się światła, z wyjątkiem zjawisk opisanych przez odbicie i załamanie światła. Wywołuje złudzenie świecenia ośrodka. Rozróżnia się rozpraszanie światła: sprężyste – podczas rozpraszania nie następuje zmiana energii (częstotliwości) światła, niesprężyste – podczas rozpraszania zmienia się energia (częstotliwość) światła. Rozpraszanie wiąże się z niejednorodnościami układu, w którym zachodzi propagacja fal. Rozpraszanie może zachodzić na pyłach i aerozolach zawieszonych w powietrzu a także fluktuacjach gęstości.

Rozczepienie światła Rozszczepienie światła jest wynikiem ogólniejszego zjawiska fizycznego zwanego dyspersją, które określa zjawiska zachodzące dla fal na skutek zależności prędkości rozchodzenia się fali w ośrodku od częstotliwości fali.

Pryzmat Pryzmat – bryła z materiału przezroczystego o co najmniej dwóch ścianach płaskich nachylonych do siebie pod kątem (tzn. kątem łamiącym pryzmatu). Używany w optyce do zmiany kierunku biegu fal świetlnych, a poprzez to, że zmiana kierunku zależy od długości fali, jest używany do analizy widmowej światła. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia pozwala użyć pryzmatu jako idealnego elementu odbijającego światło. Pryzmaty wykorzystywane są w produkcji wielu urządzeń optycznych, np.: lornetek, peryskopów

BARWNIKI Substancje barwiące – substancje nadające barwę innej substancji pozbawionej barwy (przezroczystej, białej lub szarej), lub też zmieniające barwę substancji posiadającej już jakąś barwę. Można je podzielić na pigmenty, laki i barwniki. Pigmenty są nierozpuszczalnymi kryształami wymagającymi procesu dyspersji w celu ich użycia do barwienia substancji. Barwniki są substancjami rozpuszczalnymi. Barwniki są łatwe w użyciu niemniej jednak ich odporności są mniejsze od pigmentów. Barwniki są transparentne, pigmenty są różne - część jest kryjąca, część transparentna.

BARWNIKI

Filtry barwne Filtr w optyce jest to materiał przepuszczający tylko pewien zakres częstotliwości (filtr barwny), lub tylko tę składową fal świetlnych, których wektor pola elektrycznego leży w jednej ściśle określonej płaszczyźnie (filtr polaryzacyjny). O jakości filtru barwnego świadczy stopień monochromatyczności przepuszczanego światła. Wiązka światła ma tym większy stopień monochromatyczności, im węższy jest zakres częstotliwości światła w tej wiązce.

Filtry barwne cz. 2 Filtr obiektywu fotograficznego, filtr fotograficzny – płaska nasadka na obiektyw zmieniająca wygląd fotografowanego obrazu, nakładana najczęściej na przód obiektywu, a jeśli jest to niemożliwe, to na jego tył (np. w obiektywach lustrzanych, lub najszerszych).

Okulary dwubarwne , film 3d Film 3D (film trójwymiarowy) – szereg technik, w których dzięki różnorodnej technologii uzyskuje się iluzję głębi ruchomych obrazów. Główną techniką pozwalającą na uzyskanie wrażenia głębi jest przedstawienie obserwatorowi dwóch różnych obrazów prawemu i lewemu oku.

A to nasza praca na zajęciach

Nasze doświadczenia z krążkiem newtona

ada wprawia krążek w ruch

Paulina próbuje otrzymać „barwę białą” i prawie się udało

WIELE CIEKAWOSTEK POZNALIŚMY NA WYKŁADZIE

ŚWIECENIE GAZÓW I ICH RÓŻNE BARWY

NEONY

ZABAWA Z LASEREM TEŻ BYŁA CIEKAWA

A NA ZAKOŃCZENIE DIODY ELEKTROLUMNESCENCYJNE

CZEGO NAUCZYLIŚMY SIĘ NA ZAJĘCIACH? WIEMY JAKIE SĄ ŻRÓDŁA ŚWIATŁA, -ZNAMY ZASADY MIESZANIA SIĘ BARW -POZNALIŚMY RÓŻNE ZJAWISKA OPTYCZNE, - WYKONALIŚMY RÓ ŻNE CIEKAWE DLA NAS DOŚWIADCZENIA ( MIESZANIE BARW, BARWIENIE CIAŁ ZA POMOCA BARWNIKÓW, ROZSZCEPIENIE ŚWIATŁA JEGO ZAŁAMANIE I ODBICIE) WIEMY CO TO SĄ NEONY I WĘŻE ŚWIETLNE ORAZ JAK DZIALA LASER -ROZWIĄZALIŚMY KILKA CIEKAWYCH ZADAŃ RACHUNKOWYCH - UCZESTNICZYLIŚMY W WYKŁADZIE, -POSZERZYLIŚMY NASZĄ WIEDZĘ O KOLEJNY DZIAŁ FIZYKI -POPRZEZ PRACĘ W GRUPIE JESZCZE BARDZIEJ ZINTEGROWALIŚMY SIĘ , UMIEMY NIE TYLKO DZIELIĆ SIĘ OBOWIĄZKAMI ALE TEŻ WSPÓLNIE PRACOWAĆ

ŹRÓDŁA INFORMACJI 1. „Fizyka 3” -podręcznik i zbiór zadań dla gimnazjum - Roman Grzybowski wyd. Operon„Ilustrowana 2. 2. 2 .Encyklopedia dla wszystkich – Fizyka” – Wydawnictwo Naukowo – Techniczne 1987 3.www.wikipedia.pl 4.Wykład dr Stanisława Prajsnara - US- Fizyka