Обучающий ролик "Цветовая температура"

 

 

На этот раз речь пойдет о цветовой температуре. Вы узнаете что такое коррелированная цветовая температура и каков ее физический смысл. А также, какая связь между цветом и абсолютно черным телом, которое его не имеет? А напоследок - реально существующее абсолютно черное тело!

Приятного просмотра!

Цветовая температура
В нашей вселенной есть такая температура, при которой прекращается движение молекул вещества и тела перестают испускать или отражать любое излучение. Эту температуру называют "абсолютный ноль" и она служит началом отсчета температурных шкал, к одной из них относится шкала Уильяма Томсона, более известного как лорд Кельвин.
Можно сказать, что если тело имеет цвет, то оно нагрето выше 0 градусов Кельвина. Одни тела лучше испускают излучение, другие хуже, но ни одно из тел не является идеальным тепловым излучателем, и мы вынуждены применять модель абсолютно черного тела.
Это идеализированный объект, который поглощает все падающее на него излучение и ничего не отражающее. Его реальный аналог представляет собой сферу или куб с маленьким отверстием. Луч света попадая через отверстие будет многократно отражаться и ослабевать. Вероятность его выхода наружу крайне мала, поэтому само отверстие в сфере, не являясь телом, будет демонстрировать модель абсолютно черного тела.
Если эту конструкцию постепенно нагревать, то при достижении определенной температуры отверстие начнет светиться в диапазоне волн, воспринимаемых глазом. Причем, что важно, спектральный состав этого излучения никак не зависит от материала сферы, только от температуры нагрева. Это и делает абсолютно черное тело эталоном среди излучателей.
Цветности абсолютно черного тела, при разных температурах, будет иметь вид кривой, и в цветовом пространстве МКО (CIE) 1931, называется локус абсолютно черного тела (blackbody locus). Иногда ее называют кривой Планка или Вина, но это немного не корректно, т.к. их графики имеют вид состава спектра для каждой температуры, и их много.
Если вернуться к реальным телам, то цветовая температура нагретого реального тела не всегда соответствует его фактической температуре. Так, газовое пламя имеет цветовую температуру около 9000 К, в то время как реальная порядка 1120 Кельвин, а у расплавленного железа цветовая температура равна фактической.
По формуле Планка определение звучит так: цветовая температура - это температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение.

Проще говоря, цветовая температура в 9000К – это цвет, который приобретает абсолютно черное тело при нагревании его до 9000К. Еще ее называют коррелированной цветовой температурой (CCT - Correlated Colour Temperature).
Любой видимый нами цвет имеет цветовую температуру, и не важно какой это цвет: красный, зеленый, синий, или белый. Чтобы ее определить, необходимо в цветовом пространстве CIE 1931 провести перпендикуляр от точки соответствующей спектру излучаемого света к локусу (или цветности) абсолютно черного тела.
Теплыми считаются красные и желтые оттенки, они психологически ассоциируются с огнем и солнцем. В холодных цветах преобладает синий, т.к. напоминают нам воду и лед.
Цветовую температуру можно условно разделить на тепло-белую (около 2500 К), нейтрально-белую (около 4000 К) и дневную или холодную белую (около 5000 К). В жилых интерьерах обычно используют лампы теплого тона, способствующие отдыху и расслаблению, а в офисных и производственных помещениях уместны более холодные цвета.

Для полноты картины приведу несколько значений цветовых температур различных источников света:
800 К — начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
3400 К — солнце у горизонта;
4200 К — лампа дневного света (белый свет);
4300—4500 K — утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500—5000 К — ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К — солнце в полдень;
5500—5600 К — фотовспышка;
7500 К — дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба;
7500—8500 К — сумерки;
20 000 К — синее небо в полярных широтах.