داغ ترین رنگ آتش. زندگی آتشین: روشن و اصلی

شعله ای وجود دارد رنگ متفاوت. به داخل شومینه نگاه کنید شعله های زرد، نارنجی، قرمز، سفید و آبی روی کنده ها می رقصند. رنگ آن به دمای احتراق و مواد قابل احتراق بستگی دارد. برای تجسم این موضوع، یک مارپیچ را تصور کنید اجاق برقی. اگر کاشی خاموش باشد، چرخش های مارپیچی سرد و سیاه هستند. فرض کنید تصمیم دارید سوپ را گرم کنید و اجاق گاز را روشن کنید. در ابتدا مارپیچ قرمز تیره می شود. هر چه دما بالاتر می رود، رنگ قرمز مارپیچ روشن تر می شود. هنگامی که کاشی به حداکثر دمای خود می رسد، سیم پیچ نارنجی مایل به قرمز می شود.

به طور طبیعی، مارپیچ نمی سوزد. شعله را نمی بینی او واقعاً داغ است. اگر آن را بیشتر گرم کنید، رنگ آن تغییر می کند. ابتدا رنگ مارپیچ زرد، سپس سفید می شود و وقتی بیشتر گرم شد، درخشش آبی از آن ساطع می شود.

چیزی مشابه با آتش اتفاق می افتد. بیایید یک شمع را به عنوان مثال در نظر بگیریم. مناطق مختلفشعله شمع دارد دماهای مختلف. آتش به اکسیژن نیاز دارد. اگر شمع را بپوشانید ظرف شیشه ای، آتش خاموش می شود. ناحیه مرکزی شعله شمع در مجاورت فتیله اکسیژن کمی مصرف می کند و تاریک به نظر می رسد. نواحی بالایی و کناری شعله اکسیژن بیشتری دریافت می کنند، بنابراین این مناطق روشن تر هستند. همانطور که شعله از طریق فتیله حرکت می کند، موم ذوب می شود و می ترکد و به ذرات ریز کربن تبدیل می شود. ( زغال سنگهمچنین از کربن تشکیل شده است.) این ذرات توسط شعله به سمت بالا حمل می شوند و می سوزند. آنها بسیار داغ هستند و مانند مارپیچ کاشی شما می درخشند. اما ذرات کربن بسیار داغتر از سیم پیچ داغترین کاشی هستند (دمای احتراق کربن تقریباً 1400 درجه سانتیگراد است). بنابراین، درخشش آنها است رنگ زرد. در نزدیکی فتیله سوزان، شعله حتی داغ تر است و آبی می درخشد.

شعله های آتش شومینه یا آتش بیشتر رنگارنگ است.چوب در دمای پایین تری نسبت به فتیله شمع می سوزد، بنابراین رنگ پایه آتش به جای زرد نارنجی است. برخی از ذرات کربن در شعله آتش دارای دمای نسبتاً بالایی هستند. تعداد کمی از آنها وجود دارد، اما رنگ زردی به شعله اضافه می کنند. ذرات خنک‌شده کربن داغ دوده‌ای هستند که روی آن ته نشین می‌شوند دودکش ها. دمای سوختن چوب کمتر از دمای سوختن شمع است. کلسیم، سدیم و مس وقتی تا دمای بالا گرم می شوند به رنگ های مختلف می درخشند. آنها به پودر موشک اضافه می شوند تا چراغ های آتش بازی تعطیلات را رنگ کنند.

رنگ شعله و ترکیب شیمیایی

رنگ شعله ممکن است بسته به آن متفاوت باشد ناخالصی های شیمیاییموجود در کنده ها یا سایر مواد قابل اشتعال. شعله ممکن است حاوی ناخالصی های سدیم باشد.

حتی در دوران باستان، دانشمندان و کیمیاگران تلاش می کردند تا بفهمند بسته به رنگ آتش، چه نوع موادی در آتش می سوزد.

• سدیم است جزء نمک سفره. هنگامی که سدیم گرم می شود، به رنگ زرد روشن در می آید.
• ممکن است کلسیم در آتش آزاد شود. همه ما می دانیم که شیر حاوی مقدار زیادی کلسیم است. این فلز است. کلسیم داغ به رنگ قرمز روشن در می آید.
• اگر فسفر در آتش بسوزد، شعله مایل به سبز می شود. همه این عناصر یا در چوب هستند یا با مواد دیگری وارد آتش می شوند.
• تقریباً همه در خانه اجاق گاز یا آبگرمکن دارند که شعله های آن آبی رنگ است. این به دلیل کربن قابل احتراق، مونوکسید کربن است که این سایه را ایجاد می کند.

مخلوط کردن رنگ‌های شعله، مانند مخلوط کردن رنگ‌های رنگین کمان، می‌تواند رنگ سفید ایجاد کند، به همین دلیل است که مناطق سفید در شعله آتش یا شومینه قابل مشاهده است.

دمای شعله هنگام سوزاندن برخی مواد:

چگونه یک رنگ شعله یکنواخت بدست آوریم؟

برای مطالعه کانی ها و تعیین ترکیب آنها از آن استفاده می شود چراغ بنزن، یک رنگ شعله یکنواخت و بی رنگ می دهد که در روند آزمایش تداخلی ایجاد نمی کند ، که توسط Bunsen در اواسط قرن 19 اختراع شد.

بونسن از طرفداران سرسخت عنصر آتش بود و اغلب شعله های آتش را سرهم می کرد. سرگرمی او دمیدن شیشه بود. با دمیدن طرح ها و مکانیسم های حیله گرانه مختلف از شیشه، بونسن نمی توانست متوجه درد شود. زمان هایی بود که انگشتان پینه بسته اش از شیشه داغ و هنوز نرم شروع به دود می کردند، اما او به آن توجهی نمی کرد. اگر درد از آستانه حساسیت فراتر رفته بود، پس با استفاده از روش خودش خود را نجات داد - لاله گوش خود را محکم با انگشتانش فشار داد و یک درد را با درد دیگر قطع کرد.

او بود که بنیانگذار روش تعیین ترکیب یک ماده با رنگ شعله بود. البته قبل از او دانشمندان سعی کردند چنین آزمایشاتی را انجام دهند، اما مشعل Bunsen با شعله بی رنگ که مزاحم آزمایش نباشد، نداشتند. مشعل را وارد شعله کرد عناصر مختلفروی سیم پلاتین، زیرا پلاتین روی رنگ شعله تأثیر نمی گذارد و آن را رنگ نمی کند.

به نظر می رسد که روش خوب است، نیازی به تجزیه و تحلیل شیمیایی پیچیده نیست و ترکیب آن بلافاصله قابل مشاهده است. اما آنجا نبود. به ندرت موادی در طبیعت یافت می شوند شکل خالص، معمولاً حاوی طیف وسیعی از ناخالصی های مختلف هستند که تغییر رنگ می دهند.

بونسن را امتحان کرد روش های مختلفشناسایی رنگ ها و سایه های آنها مثلا سعی کردم از شیشه های رنگی نگاه کنم. مثلاً شیشه آبی رنگ زرد تولید شده توسط رایج ترین نمک های سدیم را خاموش می کند و می توان رنگ زرشکی یا بنفش عنصر اصلی را تشخیص داد. اما حتی با کمک این ترفندها می توان ترکیب یک ماده معدنی پیچیده را تنها یک بار در صد مورد تعیین کرد.

جالب است!به دلیل توانایی اتم ها و مولکول ها در ساطع نور یک رنگ خاصروشی برای تعیین ترکیب مواد ایجاد شد که به آن می گویند تحلیل طیفی. دانشمندان طیفی را مطالعه می کنند که یک ماده مثلاً هنگام سوختن از خود ساطع می کند، آن را با طیف عناصر شناخته شده مقایسه می کنند و بنابراین ترکیب آن را تعیین می کنند.

برای قرن های متمادی، آتش بسیار بازی می کند نقش مهمدر زندگی انسان. بدون آن تصور وجود ما تقریبا غیرممکن است. در تمام زمینه های صنعت و همچنین برای پخت و پز، گرم کردن خانه و ارتقای پیشرفت تکنولوژی استفاده می شود.

آتش برای اولین بار در دوران پارینه سنگی اولیه ظاهر شد. در ابتدا در مبارزه با آن استفاده می شد حشرات مختلفو حملات حیوانات وحشی و همچنین نور و گرما را فراهم می کرد. و تنها پس از آن شعله های آتش در پخت و پز، ساخت ظروف و ابزار استفاده شد. پس آتش وارد زندگی ما شد و تبدیل شد یک دستیار ضروری» شخص

بسیاری از ما متوجه شده ایم که شعله می تواند در آن متفاوت باشد طرح رنگی، اما بسیاری از مردم نمی دانند که چرا عنصر آتش دارای رنگ متنوع است. به طور معمول، رنگ آتش به این بستگی دارد که چه ماده شیمیایی در آن سوزانده شده است. به دلیل قرار گرفتن در معرض دمای بالا، تمام اتم های مواد شیمیایی آزاد می شوند و در نتیجه به آتش رنگ می دهند. نیز انجام شد تعداد زیادی ازآزمایشاتی که در این مقاله در زیر در مورد آنها نوشته خواهد شد تا بفهمیم این مواد چگونه بر رنگ شعله تأثیر می گذارند.

از زمان های قدیم، دانشمندان تلاش هایی را برای درک چیستی انجام داده اند مواد شیمیاییبسته به رنگی که آتش گرفته، در شعله بسوزد.

همه ما هنگام آشپزی در خانه می توانیم نوری با رنگ آبی ببینیم. این توسط کربن و مونوکسید کربن بسیار قابل احتراق از پیش تعیین شده است که به نور رنگ آبی می دهد. نمک های سدیم که دارای چوب هستند به آتش رنگ زرد-نارنجی می دهند که با آتش معمولی یا کبریت می سوزد. اگر مشعل اجاق گاز را با نمک معمولی بپاشید، می توانید همان رنگ را بگیرید. رنگ سبزمس آتش می دهد. در خیلی غلظت بالامس، نور بسیار سایه روشنسبز، که تقریباً مشابه سفید بی رنگ است. اگر براده های مس را روی مشعل بپاشید، این را می توان مشاهده کرد.

آزمایش ها نیز با معمولی انجام شد مشعل گازو مواد معدنی مختلف به منظور تعیین مواد شیمیایی تشکیل دهنده آنها. برای این کار، ماده معدنی را با موچین به دقت بردارید و روی آتش بگذارید. و بر اساس سایه ای که آتش گرفت، می توان در مورد مواد افزودنی شیمیایی مختلف موجود در عنصر نتیجه گیری کرد. رنگ سبزمواد معدنی مانند مس، باریم، فسفر، مولیبدن و بور و آنتیموان می دهد. رنگ آبی-سبز. همچنین در رنگ ابیسلنیوم شعله می دهد. شعله قرمز با افزودن لیتیوم، استرانسیوم و کلسیم، شعله بنفش از احتراق پتاسیم و رنگ زرد نارنجی با سدیم به دست می آید.

برای مطالعه کانی های مختلف و تعیین ترکیب آنها، از مشعل Bunsen استفاده می شود که در قرن 19 توسط Bunsen اختراع شد که شعله ای بی رنگ تولید می کند که در روند آزمایش تداخلی ایجاد نمی کند.

این Bunsen بود که بنیانگذار روش تعیین ترکیب شیمیایی یک ماده توسط پالت رنگشعله. البته قبل از او تلاش هایی برای انجام چنین آزمایش هایی صورت گرفت، اما چنین آزمایش هایی موفقیت آمیز نبود، زیرا مشعل وجود نداشت. او مشعل های مختلفی را وارد عنصر آتشین کرد اجزای شیمیاییروی سیم از پلاتین، زیرا پلاتین به هیچ وجه روی رنگ آتش تأثیر نمی گذارد و هیچ سایه ای به آن نمی دهد.

در نگاه اول، ممکن است به نظر برسد که نیازی به تحقیقات شیمیایی پیچیده نیست - و شما می توانید فوراً ترکیب آن را ببینید. با این حال، همه چیز به این سادگی نیست. در طبیعت، مواد به شکل خالص بسیار نادر هستند. به عنوان یک قاعده، آنها شامل طیف قابل توجهی از ناخالصی های مختلف هستند که می توانند رنگ را تغییر دهند.

بنابراین، با کمک خواص مشخصهمولکول ها و اتم ها نور با طیف رنگی خاصی ساطع می کنند - روشی برای تعیین ترکیب شیمیایی مواد ایجاد شد. این روش تعیین را آنالیز طیفی می نامند. دانشمندان در حال مطالعه طیفی هستند که این ماده منتشر می کند. به عنوان مثال در هنگام احتراق با طیف اجزای شناخته شده مقایسه می شود و بدین ترتیب ترکیب شیمیایی آن مشخص می شود.

دمای آتش باعث می شود چیزهای آشنا را در نوری جدید ببینید - کبریتی که به رنگ سفید چشمک می زند، درخشش آبی یک مشعل اجاق گازدر آشپزخانه، زبانه های نارنجی قرمز بالای چوب شعله ور. انسان تا نوک انگشتانش نسوزد به آتش توجهی نمی کند. یا سیب زمینی ها را در ماهیتابه نمی سوزاند. یا از طریق کف کفش های کتانی که روی آتش خشک می شوند نمی سوزد.

وقتی اولین درد، ترس و ناامیدی می گذرد، زمان تأمل فلسفی فرا می رسد. درباره طبیعت، رنگ ها، دمای آتش.

مثل کبریت می سوزد

مختصری در مورد ساختار یک کبریت. از یک چوب و یک سر تشکیل شده است. چوب ها از چوب، مقوا و بند ناف پنبه ای آغشته به پارافین ساخته می شوند. چوب انتخاب شده گونه های نرم است - صنوبر، کاج، آسپن. ماده اولیه چوب کبریت نامیده می شود. برای جلوگیری از دود شدن نی ها، چوب ها را با اسید فسفریک آغشته می کنند. کارخانه‌های روسی نی‌های آسیاب می‌سازند.

سر کبریت از نظر شکل ساده، اما از نظر ترکیب شیمیایی پیچیده است. سر کبریت قهوه ای تیره شامل هفت جزء است: عوامل اکسید کننده - نمک برتوله و دی کرومات پتاسیم. گرد و غبار شیشه، سرب قرمز، گوگرد، روی سفید.

سر کبریت هنگام مالش مشتعل می شود و تا یک و نیم هزار درجه گرم می شود. آستانه احتراق، بر حسب درجه سانتیگراد:

• صنوبر - 468;
• آسپن - 612;
• کاج - 624.

دمای آتش کبریت با دمای کبریت برابری می کند، بنابراین فلاش سفید سر گوگردی با زبانه زرد-نارنجی کبریت جایگزین می شود.

اگر به یک کبریت در حال سوختن دقت کنید، سه ناحیه شعله را خواهید دید. قسمت پایین آبی سرد است. میانگین یک و نیم برابر گرمتر است. بالا منطقه گرم است.

هنرمند آتش نشان

وقتی کلمه "آتش" را می شنوید، خاطرات نوستالژیک کمتر روشن می شوند: دود آتش، ایجاد یک فضای اعتماد. قرمز و چراغ های زرد، پرواز به سمت آسمان فوق دریایی; نی ها از آبی به قرمز یاقوتی تغییر می کنند. زغال های خنک کننده زرشکی که در آن سیب زمینی های "پیشرو" پخته می شوند.

تغییر رنگ درخت شعله ور نشان دهنده نوسانات دمای آتش در آتش است. سوختن چوب (تیره شدن) از 150 درجه شروع می شود. آتش (دود) در محدوده 250-300 درجه رخ می دهد. با اکسیژن رسانی یکسان به سنگ در دماهای مختلف. بر این اساس، درجه آتش نیز متفاوت خواهد بود. توس در 800 درجه، توسکا در 522 درجه و خاکستر و راش در 1040 درجه می سوزند.

اما رنگ آتش نیز با ترکیب شیمیایی ماده سوزان تعیین می شود. زرد و نارنجی نمک سدیم می آورد. ترکیب شیمیاییسلولز حاوی نمک های سدیم و پتاسیم است که به زغال سنگ چوب سوخته رنگ قرمز رنگ می دهد. واکنش های عاشقانه در آتش چوب به دلیل کمبود اکسیژن ایجاد می شود، زمانی که به جای CO 2، CO تشکیل می شود - مونوکسید کربن.

علاقه مندان آزمایش های علمیدمای آتش سوزی را با وسیله ای به نام پیرومتر اندازه گیری کنید. سه نوع پیرومتر ساخته می شود: نوری، تابشی، طیفی. اینها دستگاه های غیر تماسی هستند که به شما امکان می دهند قدرت تابش حرارتی را ارزیابی کنید.

مطالعه آتش در آشپزخانه خودمان

اجاق گاز آشپزخانه با دو نوع سوخت کار می کند:

1. تنه گاز طبیعیمتان
2. مخلوط مایع پروپان بوتان از سیلندرها و نگهدارنده های گاز.

ترکیب شیمیایی سوخت دمای آتش را تعیین می کند اجاق گاز. متان وقتی می سوزد، آتشی با قدرت 900 درجه در نقطه بالایی تشکیل می دهد.

احتراق مخلوط مایع تا 1950 درجه گرما تولید می کند.

یک ناظر دقیق به رنگ ناهموار نی مشعل یک اجاق گاز توجه می کند. در داخل مشعل آتش نشانی به سه ناحیه تقسیم می شود:

• منطقه تاریک واقع در نزدیکی مشعل: در اینجا به دلیل کمبود اکسیژن احتراق وجود ندارد و دمای منطقه 350 درجه است.
• یک منطقه روشن که در مرکز مشعل قرار دارد: گاز در حال سوختن تا 700 درجه گرم می شود، اما سوخت به دلیل کمبود اکسید کننده به طور کامل نمی سوزد.
• بخش بالایی شفاف: به دمای 900 درجه می رسد و احتراق گاز کامل می شود.

ارقام مربوط به مناطق دمایی مشعل آتش نشانی برای متان آورده شده است.

قوانین ایمنی برای حوادث آتش سوزی

هنگام روشن کردن کبریت یا اجاق گاز، مراقب تهویه اتاق باشید. جریان اکسیژن را برای سوخت فراهم کنید.

سعی نکنید خودتان آن را تعمیر کنید تجهیزات گاز. گاز آماتورها را تحمل نمی کند.

زنان خانه دار توجه دارند که مشعل ها آبی می درخشند، اما گاهی اوقات آتش نارنجی می شود. این یک تغییر دمای جهانی نیست. تغییر رنگ به دلیل تغییر در ترکیب سوخت است. متان خالص بی رنگ و بی بو می سوزد. به دلایل ایمنی، گوگرد به گاز خانگی اضافه می شود که در هنگام سوختن، گاز را آبی رنگ می کند و بوی خاصی به محصولات احتراق می دهد.

ظهور رنگ های نارنجی و زرد در آتش مشعل نشان دهنده نیاز به دستکاری های پیشگیرانه با اجاق گاز است. Masters تجهیزات را تمیز می کند، گرد و غبار و دوده را که احتراق آنها رنگ معمول آتش را تغییر می دهد حذف می کند.

گاهی آتش در مشعل قرمز می شود. این سیگنالی است که نشان می دهد سطوح خطرناک مونوکسید کربن در اکسیژن رسانی به سوخت آنقدر کم است که حتی اجاق گاز خاموش می شود. مونوکسید کربنبی مزه و بی بو است و فرد در نزدیکی منبع دفع است ماده مضرخیلی دیر متوجه می شود که مسموم شده است. بنابراین، رنگ قرمز گاز نیاز به تماس فوری با متخصصان برای تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و تنظیم تجهیزات دارد.

صفحه 1

رنگ زرد شعله به دلیل اتم های N3 (X 0 589 میکرومتر)، سفید به دلیل وجود BaO و M § O است.

افزودن کریستال نمک نیترات سدیم به شعله باعث می شود شعله زرد به نظر برسد.

روش بسیار حساس است: حداقل بازشو 0.0001 y است - بنابراین، وجود سدیم را فقط در صورتی می توان قضاوت کرد که رنگ زرد شعله روشن باشد و برای 10 - 15 ثانیه ناپدید نشود.

جرقه زنی ژنراتور گاز زمانی که شیر تست در آن کامل می شود لوله اگزوزگاز به طور پیوسته می سوزد حتی شعله رنگ بنفشبا رنگ صورتی شعله زرد نشان دهنده کیفیت پایین گاز است، در حالی که شعله های قرمز و کمی دودی نشان دهنده وجود قطران در گاز است. اگر کیفیت گاز رضایت بخش باشد، حاوی کمتر از 0 5 - 0 6 درصد اکسیژن است. اگر گاز اصلا نسوزد یا شعله ور شود و خاموش شود، این نشان دهنده دمای پایین در هسته است. لازم است ژنراتور گاز را با شدت بیشتری مشتعل کنید.

این نوع نتیجه گیری بی عیب نیست. اولاً، رنگ زرد شعله می تواند رنگ شعله ناشی از عناصر دیگر را بپوشاند و ثانیاً، رنگ زرد می تواند ناشی از ناخالصی های ترکیبات سدیم موجود در ماده اصلی تعیین شده باشد.

روش بسیار حساس است: حداقل بازشو 0.0001 میکروگرم است. بنابراین، وجود سدیم را تنها در صورتی می توان نتیجه گرفت که رنگ زرد شعله روشن باشد و در عرض 10 تا 15 ثانیه از بین نرود.

برای تمیز کردن سیم‌ها، مرواریدهای بوراکسی به آنها ارائه می‌شود که همانطور که در شکل نشان داده شده است گرم می‌شوند. 2، a، فقط در یک طرف؛ در این حالت، توپ در جهت مخالف در امتداد سیم پلاتین حرکت می کند و تمام آلاینده های دومی را حل می کند. پس از سه بار تکرار این روش، سیم از هر چیز خارجی پاک می شود، به استثنای مقدار ناچیزی شیشه چسبیده به آن، که در صورت کلسینه شدن سیم در قسمتی از شعله با بالاترین درجه حرارت، می توان آن را جدا کرد. تا زمانی که رنگ زرد شعله سدیم کاملا از بین برود.

رنگ زرد شعله که در اثر ناخالصی های جزئی نمک های سدیم ایجاد می شود، اغلب ماسک می کند شعله بنفشپتاسیم در این حالت شعله را باید از طریق یک منشور شیشه ای حاوی محلول نیل مشاهده کرد که قسمت زرد طیف را جذب می کند.

پتانسیل یونیزاسیون (انرژی) فلزات قلیایی و قلیایی خاکی بسیار کم است، بنابراین، هنگامی که یک فلز یا ترکیب آن به شعله مشعل وارد می شود، عنصر به راحتی یونیزه می شود و شعله را به رنگی مطابق با خط طیفی تحریک آن رنگ می کند. . رنگ زرد شعله مشخصه ترکیبات سدیم، بنفش - برای ترکیبات پتاسیم، قرمز آجری - برای ترکیبات کلسیم است.

پس چرا سیم آهنی همان نور را می دهد؟ با تمیز کردن دقیق سطح سیم اتو می توانید نشان دهید که رنگ زرد شعله به دلیل اتو نیست. رنگ زرد به دلیل وجود مقدار کمی نمک روی سطح سیم آهنی است که با انگشتان دست گرفته شده است که همیشه آثار نمک روی آنها وجود دارد. شعله زرد یک آزمایش بسیار حساس برای وجود سدیم است. چشم ممکن است متوجه تغییر رنگ شعله ناشی از ورود عنصری به شعله به میزان قابل توجهی کمتر از 1 میکروگرم شود. تشخیص چنین مقدار کمی از یک ماده بدون این روش شعله، برای یک شیمیدان کار آسانی نیست.

در شکل 2 - 1، مطابق با مفاهیم پذیرفته شده عمومی، برخی از سطوح انرژی الکترون های خارجی یک اتم سدیم خنثی را نشان می دهد. الکترون برانگیخته تمایل دارد به حالت عادی خود (3s) بازگردد. پس از بازگشت به حالت عادی، یک فوتون ساطع می شود. فوتون ساطع شده دارای مقدار معینی انرژی است که توسط محل سطح انرژی تعیین می شود. در مثال ارائه شده، تابش ساطع شده، رنگ زرد آشنای شعله سدیم و لامپ سدیم را تولید می کند.

صفحات:      1

سیاه تر از سیاه

شکل 1 - مدل بدنه کاملا مشکی.

نوری که از سوراخ وارد می شود پس از بازتاب های مکرر کاملا جذب می شود و قسمت بیرونی سوراخ کاملا سیاه به نظر می رسد. حتی اگر مکعب را سیاه رنگ کنیم، سوراخ سیاه‌تر از مکعب سیاه می‌شود. این سوراخ خواهد بود بدنه کاملا مشکی. که در به معنای واقعی کلمهبه عبارت دیگر، سوراخ یک بدن نیست، بلکه تنها است به وضوح نشان می دهدما بدنی کاملا سیاه داریم.
همه اجسام گرما ساطع می کنند (تا زمانی که دمای آنها بالاتر از صفر مطلق باشد که 273.15- درجه سانتیگراد است)، اما هیچ جسمی ساطع کننده حرارت کامل نیست. برخی از اجسام گرما را بهتر منتشر می کنند، برخی دیگر بدتر، و همه اینها به این بستگی دارد شرایط مختلفمحیط. بنابراین از مدل بدنه مشکی استفاده می شود. یک بدنه کاملا مشکی است ساطع کننده حرارت ایده آل. ما حتی می توانیم رنگ یک بدن کاملا سیاه را در صورت گرم شدن مشاهده کنیم و رنگی که خواهیم دید، بستگی دارد چه دماییما گرمش کنیمبدنه کاملا مشکی ما به مفهوم دمای رنگ نزدیک شده ایم. به شکل 2 نگاه کنید.

شکل 2 - رنگ یک جسم کاملا سیاه بسته به دمای گرمایش.

الف) یک جسم کاملا سیاه وجود دارد، ما اصلا آن را نمی بینیم. دما 0 کلوین (273.15- درجه سانتیگراد) - صفر مطلق، عدم وجود هرگونه تشعشع.
ب) "شعله فوق العاده قدرتمند" را روشن کنید و شروع به گرم کردن بدن کاملا سیاه ما کنید. دمای بدن از طریق گرم کردن به 273 کلوین افزایش یافت.
ج) کمی بیشتر گذشت و ما قبلاً یک درخشش قرمز کم رنگ از یک جسم کاملاً سیاه را می بینیم. دما به 800K (527 درجه سانتیگراد) افزایش یافت.
د) دما به 1300 کلوین (1027 درجه سانتیگراد) افزایش یافت، بدن رنگ قرمز روشنی پیدا کرد. شما می توانید درخشش همان رنگ را هنگام گرم کردن برخی از فلزات مشاهده کنید.
ه) بدن تا 2000K (1727 درجه سانتیگراد) گرم شده است، که مربوط به درخشش نارنجی است. زغال‌های داغ در آتش، برخی فلزات هنگام گرم شدن و شعله شمع هم رنگ هستند.
f) دما در حال حاضر 2500K (2227 درجه سانتیگراد) است. درخشش در این دما زرد می شود. دست زدن به چنین بدنی با دست بسیار خطرناک است!
ز) رنگ سفید - 5500K (5227 درجه سانتیگراد)، همان رنگ درخشش خورشید در ظهر.
h) رنگ آبی درخشش - 9000K (8727 درجه سانتیگراد). در واقع، دستیابی به چنین دمایی با حرارت دادن با شعله غیرممکن خواهد بود. اما چنین آستانه دمایی در راکتورهای گرما هسته ای، انفجارهای اتمی کاملاً قابل دستیابی است و دمای ستارگان در جهان می تواند به ده ها و صدها هزار کلوین برسد. ما فقط می توانیم همان رنگ آبی نور را ببینیم، برای مثال، در لامپ های ال ای دی، اجرام آسمانی یا دیگر منابع نوری. رنگ آسمان در هوای صاف تقریباً یک رنگ است با خلاصه کردن همه موارد فوق، می توانیم تعریف روشنی از دمای رنگ ارائه دهیم. دمای رنگارنگدمای یک جسم سیاه است که در آن تشعشعاتی هم رنگ با تابش مورد نظر ساطع می کند. به بیان ساده، 5000K رنگی است که یک جسم سیاه وقتی تا 5000K گرم می شود، به آن تبدیل می شود. دمای رنگ نارنجی 2000K است، به این معنی که یک جسم کاملا سیاه باید تا دمای 2000K گرم شود تا به دست بیاید. رنگ نارنجیدرخشش
اما رنگ درخشش یک جسم داغ همیشه با دمای آن مطابقت ندارد. اگر روی اجاق گاز در آشپزخانه شعله وجود دارد رنگ آبی-آبی، این بدان معنا نیست که دمای شعله بالاتر از 9000K (8727 درجه سانتیگراد) است. آهن مذاب در حالت مایع خود دارای رنگ زرد نارنجی است که در واقع مطابق با دمای آن است که تقریباً 2000K (1727 درجه سانتیگراد) است.

رنگ و دمای آن

شکل 3 - دمای رنگ لامپ های زنون خودرو.

شکل 4- دمای رنگ لامپ های فلورسنت.

در ویکی پدیا مقادیر عددی برای دمای رنگ منابع نور رایج پیدا کردم:
800 K - آغاز درخشش قرمز تیره قابل مشاهده اجسام داغ.
1500-2000 K - نور شعله شمع؛
2200 K - لامپ رشته ای 40 وات؛
لامپ رشته ای 2800 K - 100 وات (لامپ خلاء).
3000 K - لامپ رشته ای 200 وات، لامپ هالوژن؛
3200-3250 K - لامپ های فیلم معمولی؛
3400 K - خورشید در افق است.
4200 K - لامپ فلورسنت (نور سفید گرم)؛
4300-4500 K - آفتاب صبح و آفتاب ناهار.
4500-5000 K - لامپ قوس زنون، قوس الکتریکی؛
5000 K - خورشید در ظهر؛
5500-5600 K - فلاش عکس;
5600-7000 K - لامپ فلورسنت؛
6200 K - نزدیک به نور روز؛
6500 K - منبع استاندارد نور سفید در روز، نزدیک به نور خورشید ظهر 6500-7500 K - ابری؛
7500 K - نور روز، با سهم زیادی از نور پراکنده از یک آسمان آبی روشن.
7500-8500 K - گرگ و میش؛
9500 K - آبی آسمان صافدر سمت شمال قبل از طلوع آفتاب؛
10000 K یک منبع نور با دمای نامحدود است که در آکواریوم های صخره ای استفاده می شود (رنگ آبی شقایق).
15,000 K - آسمان آبی روشن در زمستان;
20000 K - آسمان آبی در عرض های جغرافیایی قطبی.
دمای رنگ است ویژگی های منبعسوتا. هر رنگی که می بینیم دمای رنگی دارد و فرقی نمی کند چه رنگی باشد: قرمز، زرشکی، زرد، بنفش، بنفش، سبز، سفید.
آثاری در زمینه مطالعه تابش حرارتی یک جسم سیاه متعلق به بنیانگذار فیزیک کوانتومی، ماکس پلانک است. در سال 1931، در جلسه هشتم کمیسیون بین المللی روشنایی (CIE، که اغلب به عنوان CIE در ادبیات نوشته می شود)، پیشنهاد شد. مدل رنگ XYZ. این مدلیک نمودار رنگی است. مدل XYZ در شکل 5 نشان داده شده است.

شکل 5 - نمودار رنگی XYZ.

مقادیر عددی X و Y مختصات رنگ را در نمودار مشخص می کنند. مختصات Z روشنایی رنگ را تعیین می کند در این مورددخیل نیست، زیرا نمودار به صورت دو بعدی ارائه شده است. اما جالب ترین چیز در این شکل منحنی پلانک است که دمای رنگ رنگ ها را در نمودار مشخص می کند. بیایید نگاهی دقیق تر به آن در شکل 6 بیندازیم.

شکل 6 - منحنی پلانک

منحنی پلانک در این شکل کمی کوتاه شده و "کمی" معکوس شده است، اما می توان از آن چشم پوشی کرد. برای فهمیدن دمای رنگ یک رنگ، کافی است خط عمود را تا نقطه مورد نظر (منطقه رنگ) گسترش دهید. خط عمود، به نوبه خود، چنین مفهومی را مشخص می کند جانبداری- درجه انحراف رنگ به سبز یا بنفش. کسانی که با مبدل های RAW کار کرده اند، پارامتری به عنوان Tint را می شناسند - این افست است. شکل 7 پانل تنظیم دمای رنگ را در مبدل های RAW مانند Nikon Capture NX و Adobe CameraRAW نشان می دهد.

شکل 7 - پنل تنظیم دمای رنگ برای مبدل های مختلف.

زمان آن فرا رسیده است که به چگونگی تعیین دمای رنگ نه تنها برای یک رنگ، بلکه در کل عکس نگاه کنیم. برای مثال، یک منظره روستایی در یک بعد از ظهر آفتابی صاف را در نظر بگیرید. کی دارد تجربه عملیدر عکاسی، می داند که دمای رنگ در ظهر خورشیدی تقریباً 5500K است. اما تعداد کمی از مردم می دانند که این رقم از کجا آمده است. 5500K دمای رنگ است کل مرحله، یعنی کل تصویر مورد نظر (تصویر، فضای اطراف، مساحت سطح). به طور طبیعی، یک تصویر از رنگ های جداگانه تشکیل شده است و هر رنگ دارای دمای رنگ خاص خود است. آنچه دریافت می کنید: آسمان آبی (12000K)، شاخ و برگ درختان در سایه (6000K)، چمن در یک فضای آزاد (2000K)، انواع مختلفپوشش گیاهی (3200K - 4200K). در نتیجه، دمای رنگ کل تصویر برابر با مقدار متوسط ​​همه این مناطق، یعنی 5500K خواهد بود. شکل 8 این را به وضوح نشان می دهد.

شکل 8 - محاسبه دمای رنگ صحنه گرفته شده در یک روز آفتابی.

مثال زیر در شکل 9 نشان داده شده است.

شکل 9 - محاسبه دمای رنگ صحنه فیلمبرداری شده در غروب آفتاب.

تصویر یک جوانه گل قرمز را نشان می دهد که به نظر می رسد از آن رشد می کند غلات گندم. این عکس در تابستان در ساعت 22:30 و زمانی که خورشید در حال غروب بود گرفته شده است. این تصویر توسط مقدار زیادی تن زرد و نارنجی غالب است، اگرچه یک رنگ آبی در پس زمینه با دمای رنگ تقریباً 8500K وجود دارد و همچنین یک رنگ سفید تقریبا خالص با دمای رنگ 5500K وجود دارد. من فقط 5 رنگ اصلی را در این تصویر گرفتم، آنها را با نمودار رنگی مطابقت دادم و میانگین دمای رنگ کل صحنه را محاسبه کردم. این البته تقریباً اما درست است. در مجموع 272816 رنگ در این تصویر وجود دارد و هر رنگ دمای رنگ مخصوص به خود را دارد، اگر میانگین همه رنگ ها را به صورت دستی محاسبه کنیم، در عرض چند ماه می توانیم مقداری حتی دقیق تر از آنچه که من محاسبه کردم به دست آوریم. یا می توانید برنامه ای بنویسید که محاسبه کند و خیلی سریعتر جواب بگیرد. بیایید ادامه دهیم: شکل 10.

شکل 10 - محاسبه دمای رنگ سایر منابع روشنایی

مجریان برنامه‌های نمایشی تصمیم گرفتند ما را با محاسبات دمای رنگ سنگین نکنند و فقط دو منبع روشنایی ایجاد کردند: یک نورافکن که نور روشن سفید-سبز ساطع می‌کند و یک نورافکن که با نور قرمز می‌درخشد و همه چیز با دود رقیق شده بود... اوه، خوب، بله - و آنها یک ارائه دهنده را به جلو نصب کردند. دود شفاف است بنابراین نور قرمز نورافکن را به راحتی عبور می دهد و خود قرمز می شود و دمای رنگ قرمز ما طبق نمودار 900K است. دمای نورافکن دوم 5700K است. میانگین بین آنها 3300K است. قسمت های باقی مانده از تصویر را می توان نادیده گرفت - آنها تقریباً سیاه هستند و این رنگ حتی روی منحنی پلانک در نمودار نمی افتد، زیرا تابش قابل مشاهده اجسام داغ از حدود 800K شروع می شود (قرمز). رنگ). صرفاً از نظر تئوری، می توان دما را برای آن فرض کرد و حتی محاسبه کرد رنگهای تیره، اما ارزش آن در مقایسه با همان 5700K ناچیز خواهد بود.
و آخرین تصویر در شکل 11.

شکل 11 - محاسبه دمای رنگ صحنه گرفته شده در عصر.

عکس گرفته شده عصر تابستانبعد از غروب آفتاب دمای رنگ آسمان در ناحیه تن رنگ آبی در نمودار قرار دارد که مطابق با منحنی پلانک، دمای تقریباً 17000K مطابقت دارد. پوشش گیاهی ساحلی سبز دارای دمای رنگی در حدود 5000K و ماسه با جلبک دارای دمای رنگی در حدود 3200K است. مقدار متوسط ​​همه این دماها تقریباً 8400K است.

تعادل رنگ سفید

شکل 12 - حالت های تنظیم تعادل رنگ سفید در دوربین عکاسی (دوربین فیلمبرداری).

بلافاصله باید گفت که رنگ سفید اجسام را می توان به دست آورد اگر استفاده از منبع سوتابا دمای رنگ 5500 هزار(این می تواند باشد نور خورشید، فتوفلش، سایر روشن کننده های مصنوعی) و اگر خود آنها در نظر گرفته شوند اشیاء سفید (تمام تابش نور مرئی را منعکس می کند). در موارد دیگر، رنگ سفید فقط می تواند نزدیک به سفید باشد. به شکل 13 نگاه کنید. این نمودار همان نمودار رنگی XYZ را نشان می دهد که اخیراً به آن نگاه کردیم و در مرکز نمودار یک نقطه سفید وجود دارد که با یک ضربدر مشخص شده است.

شکل 13 - نقطه سفید.

نقطه علامت گذاری شده دارای دمای رنگ 5500K است و مانند سفید واقعی، مجموع تمام رنگ های طیف است. مختصات آن x = 0.33 و y = 0.33 است. این نقطه نامیده می شود نقطه انرژی برابر. نقطه سفید. به طور طبیعی، اگر دمای رنگ منبع نور 2700K باشد، نقطه سفید حتی نزدیک نیست، در مورد چه نوع رنگ سفیدی می توان صحبت کرد؟ هیچ وقت گلهای سفید در آنجا وجود نخواهد داشت! در این مورد، فقط هایلایت ها می توانند سفید باشند. نمونه ای از چنین موردی در شکل 14 نشان داده شده است.

شکل 14 - دمای رنگ های مختلف.

تعادل رنگ سفید- این مقدار را تنظیم می کند دمای رنگبرای کل تصویر در نصب صحیحرنگ هایی را دریافت خواهید کرد که با تصویری که می بینید مطابقت دارند. اگر رنگ‌های غیرطبیعی آبی و فیروزه‌ای بر تصویر حاصل غالب باشد، به این معنی است که رنگ‌ها به اندازه کافی گرم نشده‌اند، دمای رنگ صحنه بسیار پایین تنظیم شده است، باید افزایش یابد. اگر رنگ قرمز بر کل تصویر غالب باشد، رنگ ها "بیش از حد گرم" می شوند و تنظیمات خیلی بالا تنظیم می شود. حرارت، باید آن را پایین بیاورید. نمونه ای از این شکل 15 است.

شکل 15 - نمونه ای از تنظیمات صحیح و نادرست دمای رنگ

دمای رنگ کل صحنه به صورت محاسبه می شود میانگیندرجه حرارت همه رنگ هاتصویر داده شده، بنابراین در مورد منابع نور مختلط یا بسیار متفاوت است تن رنگرنگ ها، دوربین محاسبه می کند دمای میانگین، که همیشه درست نیست.
نمونه ای از این محاسبات نادرست در شکل 16 نشان داده شده است.

شکل 16 – عدم دقت اجتناب ناپذیر در تنظیم دمای رنگ

دوربین نمی تواند تفاوت های واضح در روشنایی را درک کند عناصر منفردتصاویر و دمای رنگ آنها با دید انسان یکی است. بنابراین، برای اینکه تصویر تقریباً همان چیزی باشد که هنگام گرفتن آن دیدید، باید به صورت دستی آن را مطابق با ادراک بصری خود تنظیم کنید.

این مقاله بیشتر برای کسانی است که هنوز با مفهوم دمای رنگ آشنا نیستند و مایلند بیشتر بدانند. مقاله شامل پیچیده نیست فرمول های ریاضیو تعاریف دقیق برخی از اصطلاحات فیزیکی. با تشکر از نظرات شما که در نظرات نوشتید، اصلاحات کوچکی در برخی از پاراگراف های مقاله انجام دادم. بابت هرگونه نادرستی پوزش می طلبم.