Білий колір - атрибут основних кольорів нашого нового спектру оптичного діапазону (повідомлення восьме про новий спектр видимого світла)

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Офтальмологічного центру ім. проф. Л.Л. Гіршмана»

Білий колір - атрибут основних кольорів нашого нового спектру оптичного діапазону (повідомлення восьме про новий спектр видимого світла)

Анатолій Арнаутов кандидат медичних наук, лікар - офтальмолог вищої категорії, завідуючий відділом мікрохірургії ока

Владислав Арнаутов лікар - офтальмолог

м. Харків, Україна

Анотація

Спектр Ньютона вважається аксіомою фізики більше 300 років. Біле світло, згідно з теорією Ньютона, є складним. Воно складається з сукупності кольорів з різною довжиною хвилі і представляє собою безперервну послідовність кольорових смуг, які плавно переходять одна в одну. Спектр і його складові частини вважаються недільними. Кольорові смужки спектра розташовані у порядку збільшення частоти та показника заломлення.

Ми намагались повторити експерименти Ньютона. І хоч вони були простими, відразу виникало багато питань. У принциповій схемі дисперсії видимого світла виявилося кілька зайвих елементів, які автоматично направляли дослідження у тупиковий шлях. І тільки тоді, коли методика експериментів була нами незначно змінена, нам вдалося проникнути в таємницю будови ньютонівського спектра. Виявилося, що він складається з двох, але вже інших спектрів. До цього висновку ми прийшли після вдалої спроби далі розкласти спектр Ньютона.

Ми відкрили новий спектр оптичного діапазону. Ньютон стверджував, що спектр є результатом розкладання білого кольору шляхом дисперсії на сім складових. І білому кольору не має місця в спектрі. Наш новий спектр виявився не безперервним і не семикомпонентним. Він дискретний і складається з трьох монохроматичних ліній саме на білому фоні. Крім того, нам вдалося довести, що білий колір володіє вентильним ефектом, тобто необоротними, односторонніми властивостями відносно дисперсії. Він є сумою інших кольорів, але не піддається зворотному розкладанню шляхом дисперсії.

Білий кольор входить в новий спектр, як невід'ємна його складова частина. В статті освічується спроба пояснити, що білий кольор робить в новому спектрі.

Ключові слова: кольоровідчуття, зорове відчуття, Ньютон, дисперсія, нормальна дисперсія, аномальна дисперсія, оптична схема дисперсії, призматичний спектр, показник заломлення світла, новий спектр видимого світла.

Abstract

Anatoly Arnautov

Doctor of Philosophy in Medicine, doctor - ophthalmologist of the highest category,

Head of the Department of Eye Microsurgery,

”City Clinical Hospital No.14 named after prof. L.L. Hirshman”,

Kharkiv, Ukraine,

Vladyslav Arnautov

doctor - ophthalmologist,

”City Clinical Hospital No. 14 named after prof. L.L. Hirshman”,

Kharkiv, Ukraine,

WHITE COLOR IS AN ATTRIBUTE OF PRIMARY COLORS OUR NEW OPTICAL RANGE SPECTRUM (message eight about the new spectrum of visible light)

Newton's spectrum has been considered a physics axiom for over 300 years. According to Newton's theory, white light is complex, consisting of a combination of colors with different wavelengths, forming a continuous sequence of colored bands smoothly transitioning into each other. The spectrum and its components are believed to be indivisible. The colored bands of the spectrum are arranged in order of increasing frequency and refractive index.

We attempted to replicate Newton's experiments, which, although simple, raised many questions. In the fundamental scheme of visible light dispersion, several unnecessary elements were found, automatically leading the research into a deadend. Only when the experimental methodology was slightly altered did we manage to unravel the mystery of the Newtonian spectrum. It turned out to consist of two, but different, spectra. We reached this conclusion after successfully attempting to further decompose the Newtonian spectrum. We discovered a new spectrum within the optical range. Newton claimed that the spectrum is the result of decomposing white light through dispersion into its components, and there is no place for white in the spectrum. Our new spectrum turned out to be not continuous and not seven- component, but discrete, consisting of three monochromatic lines on a white background. Additionally, we were able to prove that white color exhibits a valve effect, i.e., an irreversible, one-sided property in relation to dispersion. It is a sum of other colors but cannot be reversibly decomposed through dispersion. White color is included in the new spectrum as an integral component. The article attempts to explain the role of white color in the new spectrum.

Keywords: color sensation, visual sensation, Newton, dispersion, normal dispersion, anomalous dispersion, optical dispersion scheme, prismatic spectrum, index of refraction of light, new spectrum of visible light.

Постановка проблеми

Проблема полягає в тому, що сучасна наука протягом понад 300 років закріпилася у думці, що білий колір - складний і його можна розкласти методом призматичної дисперсії на 7 складових частин [1,2]. Наші дослідження [3-9] показали, що білий колір взагалі не підлягає розкладанню у зв'язку з тим, що він володіє вентильним ефектом щодо дисперсії. Його можна отримати, сумуючи кілька інших кольорів, але назад розкласти неможливо. У відкритому нами новому спектрі білий колір присутній як фон, де розташовані три основні кольори. Якими властивостями має володіти білий колір, щоб виявитися фоном нового спектра?

Аналіз останніх досліджень і публікацій.

У 1704 році вийшов фундаментальний труд Ньютона «Оптика...» [2], у якому він детально виклав описи своїх дослідів з розкладання видимого світла в спектр. Він не розділяв три поняття: видиме світло, біле світло і білий колір. І запевняв, що білий кольор шляхом дисперсії розкладається на спектр з семи складових. «Спектр» з грецької означає «дивлюсь». Саме таким він побачив результат дисперсії пучка білого кольору в призмі. Ньютон провів ще багато експеріментів і результати тактував, взявши за основу висновки зі своїх перших дослідів. Він описав структуру спектра, намагався виміряти довжину хвилі його складових частин, розробив теорію нормальної дисперсії. світло частота заломлення оптичний

Сучасники і послідовники Ньютона багато разів критикували його поспішний підхід до експериментів та висновків, які він зробив [10-14]. Ще 3 століття тому було відомо, що:

Принцип нормальної дисперсії не дотримується у межах загальновизнаного класичного спектру видимого світла.

Зелений колір виникає від накладання голубої та жовтої смуг спектру. Але ніякого накладання у спектрі не повинно бути, оскільки, по теорії, показник заломлення голубого кольору більше, ніж жовтого.

Призматичний спектр складається з двох крайових спектрів.

У наших попередніх дослідженнях [3-9] було показано, що всі кольори можуть бути отримані внаслідок суми двох або трьох інших кольорів. Проте три кольори нашого нового спектру: голубий, пурпурний і жовтий оберненому розкладанню за допомогою дисперсії не підлягають. Ці три лінії є дискретними і не торкаються одна до одної. Фоном для них служить білий колір. Ми вирішили продовжити наші дослідження і спробувати далі розкласти наш новий спектр за допомогою дисперсії. Якими властивостями ще володіє білий колір?

Мета

Метою нашого дослідження було визначення функції білого кольору в межах нашого нового спектру. Чому він з'явився як фон між трьома дискретними монохроматичними лініями? Звідки у нашому новому спектрі береться білий колір?

Виклад основного матеріалу

Після того, як нам вдалось далі розщепити спектр Ньютона, ми відкрили новий спектр оптичного діапазону [3-9]. Три його монохроматичні лінії розташовані на фоні білого кольору. Ми спробували методом дисперсії ще далі розщепити складові нашого нового спектру. Для досліджень ми скористались основними кольорами нашого нового спектру: голубим, пурпурним і жовтим. З наших попередніх дослідів витікає, що саме ці кольори далі не підлягають дисперсії. Тобто, вони мають можливість заломлюватись, але далі не змінюють довжини хвилі і свого кольору. В нашому новому спектрі ці кольори представлені у вигляді монохроматичних ліній на білому фоні і не торкаються один одного. Я вони будуть поводитись на фоні один одного?

Рис.1. Дисперсія двох основних кольорів: жовтого на голубому. Призма відхиляє дисперсійні фігури вниз (оригінальне фото автора).

На рис.1 показано фото дисперсійного розсіювання жовтої смуги на голубому фоні. Спостерігаються два ефекти. Налаштування жовтого на голубому створює зелений колір (а). А на початковому місці жовтого на голубому фоні (неочікувано) з'явилась біла смуга (в).

У наших попередніх дослідженнях [3-9] ми встановили, що під час дисперсійного розсіювання кольорові фігури розпадаються на основні та додаткові кольори. Основні кольори розсіювання мають форму початкової фігури, а додаткові мають форму, що залежить від ступеня накладання основних фігур розсіювання. Таким чином, можна стверджувати, що біла смуга на голубому фоні (в) - це одна з основних фігур дисперсійного розсіювання. Іншими словами, жовта смуга внаслідок розсіювання розклалася на дві: на жовту і білу. При цьому жовта смуга заломилася сильніше, ніж біла.

Рис.2. Дисперсія двох основних кольорів: голубого на жовтому. Призма відхиляє дисперсійні фігури вниз (оригінальне фото автора).

На рис. 2 показано фото дисперсії голубої смуги на жовтому фоні. Знову спостерігаються два ефекти. Налагодження жовтого на голубий дає зелений колір (а). А на початковому місці голубого на жовтому фоні (неочікувано) з'явилася біла смуга (в). За логікою пояснення рис. 1 можна зробити висновок, що біла смуга на жовтому фоні (в) - це одна з основних дисперсійних фігур. Тобто голуба смуга в результаті дисперсії розклалася на голубу і білу. При цьому біла смуга заломилася сильніше, ніж блакитна.

Рис.3. Дисперсія трьох основних кольорів: голубого, пурпурного і жовтого на пурпурному, голубому і жовтому фоні (оригінальне фото автора). Кутове положення призми дозволило змістити дисперсійні фігури вниз і праворуч (для більшого наочності).

На рис. 3 показано дисперсійне розсіювання фігур трьох основних кольорів: голубого, пурпурного і жовтого на пурпурному, голубому і жовтому фоні. Кольори фігур і фону підібрані так, щоб уникнути можливості дисперсії задіяних компонентів. Жовтий і пурпурний залишають за собою білий слід, чи білу копію тієї ж форми. А голубий колір, навпаки, знаходиться позаду своєї білої копії. Всі складові нашого нового спектру містять білий компонент. Але він поводить себе не однаково відносно свого основного кольору. Щоб упевнитися у цих спостереженнях ми вирішили ще змінити фон досліду.

1 2

Рис.4. Дисперсія трьох основних кольорів: голубого, пурпурного і жовтого на сірому фоні. Призма зміщує дисперсійні фігури вниз (рисунок з фото автора).

На рис. 4 зображено картину дисперсії трьох основних кольорів: голубого, пурпурного і жовтого на сірому фоні. Сірий фон обраний з метою виявлення появи білого контуру поруч із дисперсійними фігурами. У наших попередніх дослідженнях було показано, що ідеальним фоном для вивчення дисперсії є білий колір, оскільки він сам не піддається дисперсії. Проте виявити білу фігуру на білому фоні неможливо. Щоб побачити дисперсійну фігуру білого кольору, потрібен був інший нейтральний фон, який не піддавався дисперсії. Ми зупинили свій вибір на сірому кольорі фону. Сірий колір, хоч і піддається незначній дисперсії, але на білому фоні вона практично непомітна. Зате різниця в контрасті виявилась достатньою для розрізнення білого на сірому. Початкова фігура на рис. 4-1 представляє собою три основні кольори: голубий, пурпурний і жовтий, розташовані на одній лінії на сірому фоні. Фігура на рис. 4-2 показує одночасне заломлення чотирьох кольорів: голубого, пурпурного, жовтого і білого. Білий компонент трьох основних кольорів заломлюється неоднаково. У жовтого і пурпурного білий компонент (рис. 4-4,5) заломлюється слабше, ніж основні кольори. А у голубого - сильніше (рис. 4-3).

Рис.5. Обернена дисперсія трьох основних кольорів - голубого, пурпурного, жовтого та білого (з фігури 2 рис. 4) на сірому фоні. Призма повернута на 180 градусів (вершиною донизу) і зсуває дисперсійні фігури до своєї основи - вгору (рисунок із фото автора).

Для перевірки виявленого нами явища був проведений експеримент (рис. 5) із зворотною дисперсією трьох основних кольорів: голубого, пурпурного, жовтого та білого (з фігури 2 рис. 4) на сірому фоні. Крім того, цей експеримент був проведений з метою визначення того, наскільки при первинній дисперсії (рис. 4) відбулося відокремлення білого компонента від основних кольорів нашого нового спектру. Тобто, наскільки білий компонент відокремився від основних кольорів. Для проведення експерименту ми скористалися раніше запропонованим нами методом вивчення дисперсії - дисперсією зображення [6]. Фігура (на рис. 4 - 2) на екрані комп'ютера була піддана зворотній дисперсії (призма повернута на 180 градусів - вершиною донизу). На рис. 5-2 показано результат цього експерименту. Заломлення всіх компонентів цієї фігури тепер відбувалося вгору. Пурпурний і жовтий залишили після себе білий слід (рис. 5 - 5.6). А у голубого білий компонент з'явився спереду (рис. 5 - 4). Білий компонент після первинної дисперсії не втратився, а при повторній зворотній дисперсії основних кольорів знову з'явився. Тобто, всі основні кольори мають білий компонент як атрибут. У жовтого і пурпурного білий компонент заломлюється слабше, ніж основні кольори. А у блакитного - сильніше.

Висновки

Білий колір:

можна получити сумуючи різні кольори, але сам він не підлягає дисперсії у нашому новому спектрі грає подвійну роль:

він слугує фоном для основних складових спектра і є невід'ємною складовою частиною основних кольорів (голубого, пурпурного і жовтого)

Усі основні кольори містять у собі білий компонент і існують лише разом з ним.

Усі інші кольори складаються з трьох основних кольорів (голубого, пурпурного і жовтого). Тому білий колір є невід'ємною складовою частиною всіх кольорів, і вони існують лише разом з ним.

ПИТАННЯ ДЛЯ ПОДАЛЬШИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Що не так з класичним спектром: довжини хвиль, показники заломлення або сама теорія нормальної дисперсії'?

Які довжини хвиль і показники заломлення основних кольорів?

Чи правомірний метод вимірювання довжини хвилі призматичних кольорів за допомогою дифракційної решітки?

Який фізичний сенс довжини хвилі змішаних кольорів?

На скільки вірна інтерпретація ефекта Допплера в оптичному діапазоні (астроспектроскопія)?

Чи правомірні висновки хімічного спектрального аналізу в діапазоні ньютонівського спектра?

Яке місце займає наш новий спектр на загальній шкалі електромагнітних хвиль?

На скільки вірна інтерпретація результатів методів неруйнівного контролю в оптичному діапазоні.

Література

1. Isaac Newton. (1672). Optical Memoirs. Printed by Samuel Smith. London, United Kingdom

2. Isaac Newton. (1704). Opticks: or, A Treatise of the Reflexions, Refractions, Inflexions and Colours of Light. Printed for Sam Smith and Benj. London, Walford, United Kingdom

3. Арнаутов А. (2023а). Парадоксальне сприйняття неозброєним оком призматичного ньютонівського спектру. [Электронный ресурс]. Журнал «Перспективи та інновації науки», серія «Медицина», №7 (25), с-487-501.

4. Арнаутов А. (2023в). Несподівані властивості променів світла, заломлених призмою, або де точка початку дисперсії (повідомлення друге). [Электронный ресурс]. Журнал «Наука і техніка сьогодні», серія “Фізико-математичні науки”, №7(21), с-506-515.

5. Арнаутов А. (2023с). Особливості сприйняття неозброєним оком променів світла, заломлених призмою (повідомлення третє про новий спектр видимого світла). [Электронный ресурс]. Журнал «Наука і техніка сьогодні», серія “ Фізико-математичні науки”, №8(22)- с.276-284.

6. Арнаутов А. (2023d). Новий метод дослідження дисперсії видимого світла - дисперсія зображення (повідомлення четверте про новий спектр видимого світла). [Электронный ресурс]. Журнал «Наука і техніка сьогодні», серія “ Фізико-математичні науки”, №9(23)- с.476-488.

7. Арнаутов А. (2023e). Наш новий спектр видимого світла - результат повторної дисперсії класичного спектра Ньютона (повідомлення п'яте про новий спектр видимого світла). [Электронный ресурс]. Журнал «Наука і техніка сьогодні», серія “ Фізико-математичні науки”, №10(24)-с.350-370.

8. Арнаутов А., Арнаутов В. (2023). Аналіз нашого нового спектру видимого світла (повідомлення шосте про новий спектр видимого світла). [Электронный ресурс]. Magazine - «Veda a perspektivy» №12(31), р.364-383.

9. Арнаутов А., Арнаутов В. (2024). Про місце і роль білого кольору у формуванні спектру видимого світла (повідомлення сьоме про новий спектр видимого світла). [Электронный ресурс]. Сучасні аспекти модернізації науки: стан проблеми, тенденції розвитку. Матеріали XL Міжнародної науково-практичної конференції. м. Салоніки, Греція. 07.2024. c-391-395

10. Johann Wolfgang von Goethe. (1810). Theory of Colours. MIT Press. [Cambridge, United Kingdom]

11. Тараба Г.(2005). Диспут. Контрверсия происхождения призматического спектра. Лейпциг.

12. Тараба Г. (2006). А может быть учение Гёте о цвете правильно? Журнал "Пространство и время". Берлин, Германия

13. Керн Й. (2010). Разгадка вечных тайн природы. Издательство Политехнического университета.

14. Тарханов О.В. (2017). Опыты Ньютона с призмой: сущность и следствия.

References

1. Isaac Newton (1672). Optical Memoirs. Printed by Samuel Smith.

2. Isaac Newton. (1704). Opticks: or, A Treatise of the Reflexions, Refractions, Inflexions and Colours of Light. Printed for Sam Smith and Benj.

3. Arnautov A. (2023). Paradoksal'ne spryynyattya neozbroyenym okom pryzmatychnoho n'yutonivs'koho spektru [Paradoxical perception of the prismatic newtonian spectrum with the naked eye]. Zhurnal «Perspektyvy ta innovatsiyi nauky», seriya «Medytsyna» - Magazine "Perspectives and Innovations of Science", series «Medicine», 7(25).

4. Arnautov A. (2023). Nespodivani vlastyvosti promeniv svitla, zalomlenykh pryzmoyu, abo de tochka pochatku dyspersiyi (povidomlennya druhe) [Unexpected properties of light rays refracted by a prism, or where the starting point of dispersion is (message two)]. Zhurnal «Nauka i tekhnika s'ohodni», seriya “Fizyko-matematychni nauky” - Magazine "Science and Technology Today", series "Physical and Mathematical Sciences", 7(21).

5. Arnautov A. (2023). Osoblyvosti spryynyattya neozbroyenym okom promeniv svitla, zalomlenykh pryzmoyu (povidomlennya tretye pro novyy spektr vydymoho svitla) [Peculiarities of perception by the naked eye of light rays refracted by a prism (message three about the new visible light spectrum)]. Zhurnal «Nauka i tekhnika s'ohodni», seriya “Fizyko-matematychni nauky” - Magazine "Science and Technology Today", series "Physical and Mathematical Sciences", 8(22).

6. Arnautov A. (2023). Novyy metod doslidzhennya dyspersiyi vydymoho svitla - dyspersiya zobrazhennya (povidomlennya chetverte pro novyy spektr vydymoho svitla) [A new method for studying visible light dispersion - image dispersion (Message Four about the new visible light spectrum)]. Zhurnal «Nauka i tekhnika s'ohodni», seriya “Fizyko-matematychni nauky” - Magazine "Science and Technology Today", series "Physical and Mathematical Sciences", 9(23).

7. Arnautov A. (2023). Nash novyy spektr vydymoho svitla - rezul'tat povtornoyi dyspersiyi klasychnoho spektra N'yutona (povidomlennya p"yate pro novyy spektr vydymoho svitla) [Our new spectrum of visible light is the result of redispersion of the classical Newtonian spectrum (post five on the new spectrum of visible light)]. Zhurnal «Nauka i tekhnika s'ohodni», seriya “Fizyko-matematychni nauky” - Magazine "Science and Technology Today", series "Physicaland Mathematical Sciences", 10(24), 350-370.

8. Arnautov A., Arnautov V. (2023). Analiz nashoho novoho spektru vydymoho svitla (povidomlennya shoste pro novyy spektr vydymoho svitla) [Analysis of our new visible light spectrum (message six on the new visible light spectrum)]. «Vedaaperspektivy» 12(31), 364-383.

9. Arnautov A., Arnautov V. (2024). Pro mistse i rol' biloho kol'oru u formuvanni spektru vydymoho svitla (povidomlennya s'ome pro novyy spektr vydymoho svitla). Suchasni aspekty modernizatsiyi nauky: stan problemy, tendentsiyi rozvytku. Materialy XL Mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi konferentsiyi. m. Saloniky, Hretsiya. 07.2024. c-391-395. [About the place and role of white color in the formation of the spectrum of visible light (seventh report on the new spectrum of visible light). Modern aspects of the modernization of science: the state of the problem, development trends. Proceedings of the XL International Scientific and Practical Conference. 07.2024. p-391-395].

10. Johann Wolfgang von Goethe. (1810). Theory of Colours. MIT Press.

11. Taraba G. (2005). Disput. Kontrversiya proiskhozhdeniya prizmaticheskogo spektra. [Dispute. Contraversion of the origin of the prismatic spectrum].

12. Taraba G. (2006). A mozhet byt' ucheniye Gote o tsvete pravil'no? [Or maybe Goethe's teaching about color is correct?]. Zhurnal "Prostranstvo i vremya". Journal "Space and Time".

13. Kern Y. (2010). Razgadka vechnykh tayn prirody. [Unraveling the eternal mysteries of nature]. Izdatel'stvo Politekhnicheskogo universiteta.

14. Tarkhanov, O.V. (2017). Opity Newtona s prizmoy: sushchnost' i sledstviya [Newton's Experiments with a Prism: Essence and Consequences]. Physics section, 47.

Размещено на Allbest.ru