Màu sắc của cầu vồng là những màu được nhiều người yêu thích: đỏ, cam, vàng, xanh lá, xanh lam, chàm và tím. Mắt người cảm nhận ánh sáng theo các màu này.
Mặc dù vậy, bạn có thể nhận ra rằng mình nhìn thấy một số màu không phải là những màu nói trên, ví dụ như màu đen.
Khoa học màu sắc là lĩnh vực kết hợp vật lý và nhận thức. Các nhà khoa học màu sắc vẫn đi sâu tìm hiểu thêm về cách con người tiếp nhận màu sắc để tiếp tục sáng tạo ra các hệ thống màu sắc, chẳng hạn như màu trong máy chụp ảnh, trong các loại màn hình hay các hệ thống ánh sáng.
Để hiểu màu đen nằm ở đâu trên quang phổ màu, trước tiên chúng ta hãy xem xét ánh sáng thực sự là gì.
Ánh sáng là bức xạ mà mắt người nhìn thấy được
Ánh sáng là năng lượng gọi là bức xạ điện từ. Nó được tạo thành từ một dòng hạt năng lượng gọi là photon.
Mỗi photon có mức năng lượng riêng. Có hai đặc điểm bạn có thể sử dụng để mô tả một photon. Thứ nhất là tần số, tức là tốc độ nó dao động qua lại khi nó di chuyển; và thứ hai là bước sóng của nó, là khoảng cách giữa những dao động đó trong không gian.
Khi các photon có bước sóng trong phạm vi khoảng 400-700 nanomet truyền vào mắt bạn, não bạn sẽ coi chúng là ánh sáng. Các nhà khoa học gọi những photon này là bức xạ khả kiến. Bạn cảm nhận các photon có bước sóng khác nhau có màu sắc khác nhau.
Các photon bên ngoài phạm vi bước sóng đó là vô hình đối với mắt người. Năng lượng bước sóng ngắn hơn bao gồm tia cực tím, tia X và bức xạ gamma, trong khi năng lượng bước sóng dài hơn bao gồm sóng hồng ngoại và sóng vô tuyến.
Sắc thái và cường độ
Số lượng photon cũng ảnh hưởng đến khả năng mắt nhận biết màu sắc ở các bước sóng khả kiến khác nhau. Nhiều photon hơn có nghĩa là ánh sáng mạnh hơn, trông sáng hơn.
Một màu sắc rất sống động bao gồm chủ yếu là các photon có bước sóng tương tự. Ví dụ, màu đỏ thuần khiết có thể bao gồm các photon có chung bước sóng gần 620 nanomet.
Một luồng photon có phạm vi bước sóng rộng hơn sẽ xuất hiện dưới dạng màu nhạt, ít bão hòa hơn. Ánh sáng trắng, chẳng hạn như ánh sáng ban ngày tự nhiên, bao gồm các photon có bước sóng trải khá đều trên một phạm vi rộng của quang phổ khả kiến.
Đèn LED và các nguồn sáng điện khác không hoàn toàn đồng nhất trên quang phổ nhưng chúng vẫn có màu trắng hoặc tiêu sắc, nghĩa là không có màu.
Các bước sóng kết hợp lẫn lộn với nhau tạo nên màu mới. Ví dụ thị giác của con người diễn giải hỗn hợp ánh sáng đỏ thuần khiết với ánh sáng xanh lục thuần khiết thành màu vàng; nếu thêm màu xanh lam thuần khiết vào, hỗn hợp bức xạ này sẽ trở thành màu trắng.
Trả lời