فهم رنگ ها

استفاده از فیلترها برای تولید نورهای رنگی و مشاهده ی اجسام رنگی

آزمایش کلاسی

وسایل و مواد لازم:

برای هر دانش آموز یا گروه دانش آموزان 6 قطعات فیلترهای پلاستیکی رنگی

1.  قرمز ساده (شماره 106)
3.  سبز ساده (شماره 139)
5.  آبی ساده (شماره 79)
7. آبی
   - سبز (شماره 116) فیروزه ای
9.  ارغوانی (شماره 113)
11.  زرد (شماره 101)
13.   نمونه هایی از پارچه های براق رنگی

و ...

1.   منبع نوری جعبه ای (مطابق شکل مقابل)
3.   منبع تغذیه ی کم ولتاژ (متغیر) برای منبع نور

1.   عدسی های +6D
3.   منشور 60 درجه (بزرگ و ترجیحاً با پاشندگی بالا)
5.   پرده ی سفید یا دیوار خالی
7.   لامپ کم توان برای قرار دادن پشت پرده
9.   پروژکتور کوچک برای جلوگیری از به هم پیوستن نورهای رنگی

1.   مجموعه ای از فیلترهای رنگی 60 میلی متر در 60 میلی متر برای پروژکتور
3.   چراغ آزمایشگاهی با نمک طعام (برای دیدن رنگ زرد واقعی و مقایسه با رنگ های زرد در آزمایش)

منبع نوری جعبه ای

نکات فنی:

1. 1) نمونه هایی از فیلترهای 100 میلی متر در 100 میلی متری برای استفاده ی دانش آموزان مناسب است که با هر دو چشم به رنگ ها نگاه کنند؛ هم چنین این کار باعث می شود اگر قطعات بزرگی از فیلترها استفاده شود، اشتباه در بررسی و کار کردن با آن ها کم تر شود.
2. 2) قبل از کار کردن با فیلترها با قلم نرمی، روی فیلترها نشانه های اختصاری ق، ز، س و ... بنویسید.
3. 

ایمنی

هیچ گاه به طور مستقیم به منبع نوری مورد استفاده نگاه نکنید

دستور کار:

آزمایش فیلترهای رنگی

1. . یک طیف نمایشی بسازید. طوری آن را تنظیم کنید که قسمت جلوی پرده به صورت عمود بر کلاس قرار گیرد، اما طیف به طور مورب روی پرده قرار گیرد؛ به طوری که طیف کشیده ای دیده شود. پرده ی مات را دور از پرده ی طیف قرار داده و یک لامپ کم توان را پشت آن بگذارید؛ به طوری که رنگ فیلتر روی پرده دیده شود.
2. . فیلترها را پشت سر هم با نگاه کردن از طریق آن ها به پرده ی مات (که لامپ کم توانی پشت آن قرار داده اید) یا آسمان روشن امتحان کنید. بار اول از یک فیلتر استفاده کنید اما اجازه دهید دانش آموزان با ترکیب رنگ هایی که دوست دارند، این کار را انجام دهند. یک تکه پارچه ی قرمز را از طریق فیلتر قرمز و سپس فیلتر سبز مشاهده کنید، بار دیگر این کار را با فیلتر سبز انجام دهید و نتایج را تفسیر کنید.

فیلترهای ساده و طیف

1. . تا جایی که ممکن است، اتاق را تاریک کنید؛ اما لامپی را که پشت پرده ی مات قرار داده اید، روشن نگاه دارید تا دانش آموزان بتوانند فیلترهایی را که می خواهند، انتخاب کنند. از میان فیلتر قرمز، سبز و سپس آبی به طیف نگاه کنید.
   
   فیلترهای مخلوط و طیف
2. . مرحله ی c را با فیلتر سبز- آبی، ارغوانی و سپس زرد تکرار کنید.
   
3. . با یک پروژکتور کوچک، با آویزان کردن فیلتر قرمز در مقابل عدسی های پرتوافکن، لکه ی قرمز بزرگی روی دیوار بیندازید. تکه پارچه های رنگی را در حضور نور قرمز و بدون هیچ گونه نور دیگری در اتاق نشان دهید. نور را به رنگ سبز تغییر دهید (فیلتر سبز، کمی قرمز را علاوه بر سبز عبور خواهد داد).
   
   . آزمایش را در نور کامل روز انجام دهید. توسط جفت های دو تایی از فیلترها به پرده ی روشن یا آسمان نگاه کنید؛ به ترتیب زیر:

قرمز

ارغوانی

آبی

ارغوانی

سه تکه ی بزرگ فیلترهای ارغوانی، سبز- آبی و زرد را به شیشه ی پنجره چسب بزنید به طوری که روی هم قرار بگیرند (مانند شکل بالا). این فیلترها می توانند برای کلاس یادآوری باشند.

نکات تدریس:

1.  در قسمت b دستور کار ممکن است از دانش آموزان سؤال کنید که چگونه فیلترها نور را رنگی می کنند؟

آیا رنگینه ی قرمز فیلتر، تمام قسمت های طیف را به قرمز تغییر می دهد یا فقط دیگر رنگ ها را برش می دهد و فقط قرمز باقی می ماند؟

رنگینه ی یک رنگ خاص، افزایش دهنده یا کاهش دهنده ی یک رنگ است؟

فیلترها رنگ خودشان را عبور می دهند و بقیه ی نورها را جذب می کنند. و هیچ گاه تمام نور را با رنگ خودشان، رنگی نمی کنند. این فیلترها رنگ را کم می کنند. رنگینه ای که در یک تکه پارچه ی رنگی وجود دارد، یک فیلتر انتخابی است. یک تکه پارچه ی قرمز تنها می تواند نور قرمز را به چشم های ما برگرداند و اگر مقداری نور قرمز دریافت کند، قرمز به نظر برسد. اگر به پارچه ی قرمز در نور سفید یا نور ارغوانی نگاه کنید، قرمز دیده می شود زیرا هر دوی این نورهای تابیده شده، شامل نور قرمز هم هستند. اما اگر همین پارچه ی قرمز را در نور سبز نگاه کنید، پارچه را به رنگ سیاه خواهید دید؛ زیرا این پارچه هیچ نور قرمزی را دریافت نمی کند تا همان را برگرداند!

فیلتر قرمز، قرمز ساده است (جزو رنگ های غیر مرکب است)

فیلتر سبز، سبز ساده است و رنگی است که چشم های ما بیش ترین حساسیت را به آن دارند.

فیلتر آبی نیز آبی ساده است.

فیلتر سبز –آبی (فیروزه ای) از سبز و آبی تشکیل شده است.

فیلتر ارغوانی از قرمز و آبی تشکیل شده است.

فیلتر زرد از قرمز و سبز تشکیل شده است و به صورت زرد واقعی یک لامپ سدیم نیست.

1.  در قسمت c  دستور کار، از دانش آموزان بپرسید هر فیلتری چه کاری با نورهای مختلف رنگی انجام می دهد؟

آیا فیلتر قرمز، قسمت هایی از طیف را محو می کند یا طیف را به رنگ قرمز در می آورد؟

آیا فیلتر قرمز، رنگ قرمز بیش تری تولید می کند یا فقط نور قرمزی را که قبلاً وجود داشت، باقی می گذارد؟

(این فیلتر، مانند یک صافی است؛ پس رنگ ها را کم می کند!)

1.  با استفاده از فیلترهای فرعی در قسمت d، طیف نور سفید را ببینید، ابتدا به تنهایی و بعد از طریق دو یا چند فیلتر به طیف نگاه کنید، پس خواهید دید که
   فیلترهای فرعی، دو رنگ را عبور می دهند.
   دو فیلتر که تقریباً روی هم قرار می گیرند، فقط رنگی را که بین هر دوی آن ها مشترک است، عبور می دهند. فیلتر زرد به اندازه ی رنگ زرد واقعی (مثلاً زرد لامپ سدیم) قرمز و سبز را عبور خواهد داد. تقریباً تمام رنگ های زرد از قرمز + سبز  یا "زرد غیر واقعی و ذهنی" تشکیل شده اند.

زرد واقعی، نوار باریکی (در طیف نور سفید) است که افزودن آن به مخلوط قرمز و سبز تفاوت کمی ایجاد می کند.

1.  قرمز تنها اجازه ی عبور قرمز را می دهد و سبز، فقط اجازه ی عبور سبز را می دهد. پس هیچ رنگ دیگری از میان هر دوی آن ها نمی گذرد و سیاه به دست می آید.

از فیروزه ای + ارغوانی ، فقط آبی اصلی رد می شود.

از فیروزه ای + زرد، فقط سبز رد می شود.

از ارغوانی + زرد، فقط قرمز رد می شود.

از ارغوانی + زرد + فیروزه ای،  چیزی رد نمی شود (سیاه)

در تمام موقعیت های بالا به رنگ های مشترک بین دو رنگ (چه فرعی و چه اصلی) دقت کنید.

بنابراین ارغوانی، فیروزه ای و زرد بهترین گزینه برای چاپ رنگی، فیلم های رنگی و رنگ های آبرنگ هستند. این رنگ ها توسط مخلوط رنگی کاهشی کار می کنند.

1.  تمام فیلم های رنگی، سه لایه رنگی دارند که از رنگ های فرعی (ترکیبی) ساخته شده اند. می توانید با یک پروژکتور OHP(OVERHEAD PROJECTOR)  این حالت را برای تصویر لایه دار نشان دهید.
3.  رنگ زرد خالص از قسمت باریک طیفی مانند طیف تولید شده در شعله ی سدیم می تواند حاصل شود. یک ماشین قرمز نزدیک روشنایی سدیم، سیاه به نظر می رسد.
5.  وقتی زرد و آبی را در یک قوطی رنگ با هم مخلوط می کنید تا سبز تولید شود، واقعاً از زرد و فیروزه ای استفاده می کنید و رنگ مشترک عبوری، سبز است.

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه: خدیجه آلچالانلو - تنظیم: یگانه داودی