Farba ohňa v závislosti od teploty. Prečo má oheň rôzne farby, čo určuje farbu plameňa

Pri procese horenia vzniká plameň, ktorého štruktúru určujú reagujúce látky. Jeho štruktúra je rozdelená na oblasti v závislosti od teplotných indikátorov.

Definícia

Plameň sa vzťahuje na plyny v horúcej forme, v ktorých sú zložky alebo látky plazmy prítomné v pevnej disperznej forme. Vykonávajú premeny fyzických a chemický typ, sprevádzané žiarou, uvoľňovaním tepelnej energie a zahrievaním.

Prítomnosť iónových a radikálových častíc v plynnom prostredí charakterizuje jeho elektrickú vodivosť a špeciálne správanie v elektromagnetickom poli.

Čo sú plamene

Toto je zvyčajne názov pre procesy spojené so spaľovaním. V porovnaní so vzduchom je hustota plynu nižšia, ale vysoké teploty spôsobujú stúpanie plynu. Takto vznikajú plamene, ktoré môžu byť dlhé alebo krátke. Stáva sa to často hladký prechod niektoré formy do iných.

Plameň: štruktúra a štruktúra

Na určenie vzhľad Pre opísaný jav stačí zapáliť nesvietiaci plameň, ktorý sa nedá nazvať homogénnym. Vizuálne možno rozlíšiť tri hlavné oblasti. Mimochodom, štúdium štruktúry plameňa to ukazuje rôzne látky horieť vzdelaním rôzne druhy fakľa.

Pri horení zmesi plynu a vzduchu sa najskôr vytvorí krátky plameň, ktorého farba je modrá a fialové odtiene. Vidno v ňom jadro – zeleno-modré, pripomínajúce šišku. Zoberme si tento plameň. Jeho štruktúra je rozdelená do troch zón:

1. Identifikuje sa prípravná oblasť, v ktorej sa zmes plynu a vzduchu ohrieva pri výstupe z otvoru horáka.
2. Potom nasleduje zóna, v ktorej dochádza k horeniu. Zaberá hornú časť kužeľa.
3. Keď je nedostatok prúd vzduchu, plyn úplne nezhorí. Uvoľňujú sa zvyšky dvojmocného oxidu uhličitého a vodíka. Ich spaľovanie prebieha v tretej oblasti, kde je prístup kyslíka.

Teraz sa pozrime oddelene rôzne procesy spaľovanie.

Horiaca sviečka

Pálenie sviečky je podobné ako pálenie zápalky alebo zapaľovača. A štruktúra plameňa sviečky pripomína prúd horúceho plynu, ktorý je ťahaný nahor v dôsledku vztlakových síl. Proces začína zahriatím knôtu, po ktorom nasleduje odparenie vosku.

Najnižšia zóna, ktorá sa nachádza vo vnútri a susedí s vláknom, sa nazýva prvá oblasť. Má miernu žiaru v dôsledku veľkého množstva paliva, ale malého objemu zmesi kyslíka. Tu dochádza k procesu nedokonalého spaľovania látok, ktoré sa uvoľňujú a následne oxidujú.

Prvá zóna je obklopená svietiacim druhým plášťom, ktorý charakterizuje štruktúru plameňa sviečky. Vstupuje do nej väčší objem kyslíka, čo spôsobuje pokračovanie oxidačnej reakcie za účasti molekúl paliva. Teploty tu budú vyššie ako v tmavej zóne, no nepostačujúce na konečný rozklad. Je to v prvých dvoch oblastiach, kedy vysoké teplo Kvapky nespáleného paliva a častice uhlia vytvárajú svetelný efekt.

Druhá zóna je obklopená málo viditeľnou škrupinou s vysokými teplotnými hodnotami. Do nej vstupuje veľa molekúl kyslíka, čo prispieva k úplnému spáleniu častíc paliva. Po oxidácii látok sa v tretej zóne nepozoruje svetelný efekt.

Schematické znázornenie

Pre prehľadnosť vám predstavujeme obrázok horiacej sviečky. Plamenný okruh obsahuje:

1. Prvá alebo tmavá oblasť.
2. Druhá svetelná zóna.
3. Tretia priehľadná škrupina.

Niť sviečky nehorí, ale dochádza len k zuhoľnateniu zahnutého konca.

Horiaca alkoholová lampa

Pre chemické pokusyČasto sa používajú malé nádoby na alkohol. Nazývajú sa alkoholové lampy. Knôt horáka je nasiaknutý kvapalinou naliatou cez otvor. kvapalné palivo. To je uľahčené kapilárnym tlakom. Keď sa dosiahne voľný vrch knôtu, alkohol sa začne odparovať. V parnom stave sa zapáli a horí pri teplote nie vyššej ako 900 °C.

Plameň liehovej lampy má normálny tvar, je takmer bezfarebný, s jemným nádychom do modra. Jeho zóny nie sú tak jasne viditeľné ako zóny sviečky.

Začiatok ohňa, pomenovaný po vedcovi Barthelovi, sa nachádza nad mriežkou horáka. Toto prehĺbenie plameňa vedie k zníženiu vnútorného tmavého kužeľa a stredná časť, ktorá je považovaná za najhorúcejšiu, vychádza z otvoru.

Farba charakteristická

Rôzne žiarenia sú spôsobené elektronickými prechodmi. Nazývajú sa aj termálne. Teda v dôsledku spaľovania uhľovodíkovej zložky vo vzduchu, modrý plameň z dôvodu uvoľnenia H-C pripojenia. A keď sú emitované častice C-C, baterka sa zmení na oranžovo-červenú.

Je ťažké zvážiť štruktúru plameňa, ktorého chémia zahŕňa zlúčeniny vody, oxidu uhličitého a oxidu uhoľnatého a väzbu OH. Jeho jazyky sú prakticky bezfarebné, pretože vyššie uvedené častice pri spaľovaní vyžarujú žiarenie v ultrafialovom a infračervenom spektre.

Farba plameňa je prepojená s indikátormi teploty s prítomnosťou iónových častíc, ktoré patria do určitého emisného alebo optického spektra. Spaľovanie určitých prvkov teda vedie k zmene farby ohňa v horáku. Rozdiely vo farbe baterky súvisia s usporiadaním prvkov v rôzne skupiny periodický systém.

Oheň sa skúma spektroskopom na prítomnosť žiarenia vo viditeľnom spektre. Zároveň sa zistilo, že podobné sfarbenie plameňa spôsobujú aj jednoduché látky zo všeobecnej podskupiny. Kvôli prehľadnosti sa ako test tohto kovu používa spaľovanie sodíka. Po privedení do plameňa sa jazyky sfarbia do jasne žltej farby. Na základe farebné charakteristiky zvýraznite sodíkovú čiaru v emisnom spektre.

Vyznačuje sa vlastnosťou rýchleho budenia svetelného žiarenia z atómových častíc. Keď sa neprchavé zlúčeniny takýchto prvkov vložia do ohňa Bunsenovho horáka, zafarbí sa.

Spektroskopické vyšetrenie ukazuje charakteristické čiary v oblasti viditeľnej ľudským okom. Rýchlosť budenia svetelného žiarenia a jednoduchá spektrálna štruktúra úzko súvisia s vysokými elektropozitívnymi charakteristikami týchto kovov.

Charakteristický

Klasifikácia plameňa je založená na nasledujúcich charakteristikách:

• súhrnný stav horiacich zlúčenín. Prichádzajú v plynnej, vzdušnej, pevnej a kvapalnej forme;
• typ žiarenia, ktoré môže byť bezfarebné, svietiace a farebné;
• rýchlosť distribúcie. Rozširuje sa rýchlo a pomaly;
• výška plameňa. Štruktúra môže byť krátka alebo dlhá;
• charakter pohybu reagujúcich zmesí. Existujú pulzujúce, laminárne, turbulentné pohyby;
• vizuálne vnímanie. Látky horia s uvoľňovaním dymového, farebného alebo priehľadného plameňa;
• indikátor teploty. Plameň môže byť nízky, studený alebo vysokoteplotný.
• stav paliva – fáza oxidačného činidla.

K horeniu dochádza v dôsledku difúzie alebo predbežného zmiešania aktívnych zložiek.

Oxidačná a redukčná oblasť

Oxidačný proces prebieha v sotva viditeľnej zóne. Je najhorúcejšia a nachádza sa na vrchu. V ňom dochádza k úplnému spaľovaniu častíc paliva. A prítomnosť prebytku kyslíka a nedostatku horľavých látok vedie k intenzívnemu oxidačnému procesu. Táto funkcia by sa mala používať pri ohrievaní predmetov nad horákom. Preto je hmota ponorená do hornej časti plameňa. Toto spaľovanie prebieha oveľa rýchlejšie.

Redukčné reakcie prebiehajú v strednej a spodnej časti plameňa. Obsiahnuté tu veľké zásoby horľavé látky a malé množstvo molekúl O 2, ktoré vykonávajú horenie. Po zavedení do týchto oblastí sa prvok O eliminuje.

Ako príklad redukčného plameňa sa používa proces štiepenia síranu železnatého. Keď FeSO 4 vstupuje do centrálnej časti horáka horáka, najskôr sa zahreje a potom sa rozkladá na oxid železitý, anhydrid a oxid siričitý. Pri tejto reakcii sa pozoruje redukcia S s nábojom +6 až +4.

Zvárací plameň

Tento typ požiaru vzniká v dôsledku spaľovania zmesi plynu alebo kvapalnej pary s kyslíkom z čistého vzduchu.

Príkladom je vznik kyslíkoacetylénového plameňa. Rozlišuje:

• jadrová zóna;
• stredná oblasť zotavenia;
• extrémna zóna vzplanutia.

Takto horí veľa zmesí plynu a kyslíka. Rozdiely v pomere acetylénu a oxidačného činidla vedú k odlišné typy plameň. Môže mať normálnu, nauhličujúcu (acetylénovú) a oxidačnú štruktúru.

Teoreticky možno proces nedokonalého spaľovania acetylénu v čistom kyslíku charakterizovať nasledujúcou rovnicou: HCCH + O 2 → H 2 + CO + CO (na reakciu je potrebný jeden mól O 2).

Výsledný molekulárny vodík a oxid uhoľnatý reagujú so vzdušným kyslíkom. Konečnými produktmi sú voda a štvormocný oxid uhličitý. Rovnica vyzerá takto: CO + CO + H 2 + 1½ O 2 → CO 2 + CO 2 + H 2 O. Táto reakcia vyžaduje 1,5 mólu kyslíka. Pri sčítaní O 2 sa ukazuje, že na 1 mól HCCH sa spotrebuje 2,5 mólu. A keďže v praxi je ťažké nájsť ideálne čistý kyslík (často má mierne znečistenie nečistoty), potom pomer O2 k HCCH bude 1,10 až 1,20.

Keď je pomer kyslíka k acetylénu menší ako 1,10, nastáva nauhličovací plameň. Jeho štruktúra má zväčšené jadro, jeho obrysy sú rozmazané. Sadze sa z takéhoto požiaru uvoľňujú v dôsledku nedostatku molekúl kyslíka.

Ak je pomer plynu väčší ako 1,20, potom sa získa oxidačný plameň s prebytkom kyslíka. Jeho nadbytočné molekuly ničia atómy železa a ďalšie súčasti oceľového horáka. V takomto plameni sa jadrová časť skráti a má hroty.

Indikátory teploty

Každá požiarna zóna sviečky alebo horáka má svoje hodnoty, určené prísunom molekúl kyslíka. Teplota otvoreného plameňa v jeho rôznych častiach sa pohybuje od 300 °C do 1600 °C.

Príkladom je difúzny a laminárny plameň, ktorý je tvorený tromi plášťami. Jeho kužeľ tvorí tmavá plocha s teplotou do 360 °C a nedostatkom oxidačných látok. Nad ním je žiariaca zóna. Jeho teplota sa pohybuje od 550 do 850 °C, čo podporuje tepelný rozklad horľavej zmesi a jej horenie.

Vonkajšia oblasť je sotva viditeľná. V ňom teplota plameňa dosahuje 1560 °C, čo je spôsobené prirodzené vlastnosti molekuly paliva a rýchlosť vstupu oxidačného činidla. Tu je spaľovanie najefektívnejšie.

Látky sa vznietia pri rôznych teplotné podmienky. Kovový horčík teda horí len pri 2210 °C. Pre veľa pevné látky teplota plameňa je asi 350 °C. Zápalky a petrolej sa môžu vznietiť pri 800 °C, drevo sa môže vznietiť od 850 °C do 950 °C.

Cigareta horí plameňom, ktorého teplota sa pohybuje od 690 do 790 °C a v zmesi propán-bután - od 790 °C do 1960 °C. Benzín sa vznieti pri 1350 °C. Plameň spaľovania alkoholu má teplotu najviac 900 °C.

Zapáľte sviečku a pozorne skontrolujte plameň. Všimnete si, že nie je jednotná vo farbe. Plameň má tri zóny (obr.). Tmavá zóna 1 je v spodnej časti plameňa. Toto je najviac studená zóna v porovnaní s ostatnými. Tmavá zóna je ohraničená najjasnejšou časťou plameňa 2. Teplota je tu vyššia ako v tmavej zóne, ale najvyššia teplota je v hornej časti plameňa 3.

Aby sa zabezpečilo, že rôzne zóny plameňa majú rozdielne teploty, môžete vykonať takýto experiment. Vložte triesku (alebo zápalku) do plameňa tak, aby prekročila všetky tri zóny. Uvidíte, že trieska je viac zuhoľnatená tam, kde dopadá na zóny 2 a 3. To znamená, že tam je plameň teplejší.

Ku všetkým odpovediam pridám ešte jeden detail, ktorý používajú chemici. V štruktúre plameňa je niekoľko zón. Vnútorný, modrý, najchladnejší (vzhľadom na ostatné zóny) je takzvaný obnovujúci plameň. Tie. môžu sa v ňom uskutočňovať redukčné reakcie (napríklad oxidy kovov). Vrchná časť, žlto-červená je najhorúcejšia zóna, tiež tzv oxidačný plameň. Práve tu dochádza k oxidácii látkových pár vzdušným kyslíkom (ak, samozrejme, hovoríme o obyčajnom plameni). Je možné v ňom uskutočňovať príslušné chemické reakcie.

Farba ohňa závisí od chemických prvkov, ktoré horia počas spaľovania, napríklad ak chcete vidieť modré svetlo, potom sa objaví pri horení zemný plyn, a je spôsobená oxidom uhoľnatým, ktorý dáva tento odtieň. Žlté plamene sa objavujú, keď sa sodné soli rozkladajú. Drevo je bohaté na takéto soli, takže obyčajný lesný požiar alebo domáce zápalky horia žltým plameňom. Meď dáva plameň zelený odtieň. Pri vysokom obsahu medi v horľavej látke má plameň jasne zelenú farbu, takmer identickú s bielou.

Zelená farba a bárium, molybdén, fosfor a antimón tiež dávajú svoje odtiene ohňu. Selén farbí plameň na modro a bór zafarbuje plameň na modrozeleno. Červený plameň poskytne lítium, stroncium a vápnik, fialový draslík, pri horení sodíka vychádza žlto-oranžový odtieň.

No ak to niekoho zaujíma viac detailné informácie navštívte prosím túto stránku http://allforchildren.ru/why/misc33.php

Farba plameňa závisí od jeho teploty, ako aj od zloženia látky, ktorá horí:

4300K ​​​​ - bielo-žlté, najjasnejšie svetlo;

5000K - studená biela farba;

6000K - biela so svetlomodrou

8000K - modro-modrá - kvalita osvetlenia je horšia.

12000K fialová

Takže v skutočnosti je najhorúcejší plameň sviečky zdola a nie zhora, ako povedal Maxim26ru 325, a teplota na špičke plameňa je vyššia len kvôli prítomnosti gravitácie na Zemi - konvekčné prúdy vznikajú, v dôsledku čoho sa teplo rúti kolmo nahor.

Farba ohňa závisí priamo od teploty plameňa a teplota naopak uvoľňuje látku, ktorá dáva určitú farbu v jeho spektre. Napríklad:

Sacharidové datle sú modrej farby;

Bór - Modro-zelená;

Zhlto- oranžová farba uvoľňovať sodné soli

Zelená farba pochádza z uvoľňovania medi, molybdénu, fosforu, bária, antimónu

Modrá je selén

Červená z vylučovania lítia a vápnika

Purpurový datľový draslík

Najprv, ako povedal Alexander Antipov, áno, farba plameňa je určená jeho teplotou (ak sa nemýlim, dokázal to Planck). A potom sa materiál toho, čo horí, hromadí v plameni. Atómy rôzne prvky sú schopné absorbovať kvantá s určitou energiou a emitovať ich späť, ale s energiou, ktorá závisí od povahy atómu. Žltá je farba sodíka v plameni. Sodík sa nachádza v každom prírodnom organický materiál. A žltá schopný prehlušiť iné farby - to je vlastnosť ľudského videnia.

No záleží o aký druh ohňa ide. Môže mať akúkoľvek farbu v závislosti od horiacej látky. A tento modro-žltý plameň je z jeho zahrievania. Čím ďalej je plameň od horiacej látky, tým viac je kyslíka. A čím viac kyslíka, tým je plameň teplejší a teda ľahší a jasnejší.

Vo všeobecnosti je teplota vo vnútri plameňa rôzna a mení sa v čase (v závislosti od prítoku kyslíka a horľavej látky). Modrá farba znamená, že teplota je veľmi vysoká až do 1400 C, žltá znamená, že teplota je o niečo nižšia, ako keď je plameň modrý.

Farba plameňa sa môže líšiť v závislosti od chemické nečistoty.

Je tam plameň iná farba. Pozrite sa do krbu. Na polenách tancujú žlté, oranžové, červené, biele a modré plamene. Jeho farba závisí od teploty spaľovania a horľavého materiálu. Aby ste si to predstavili, predstavte si špirálu elektrický sporák. Ak je dlaždica vypnutá, závity špirály sú studené a čierne. Povedzme, že ste sa rozhodli zohriať polievku a zapnúť sporák. Najprv sa špirála zmení na tmavočervenú. Čím vyššia teplota stúpa, tým jasnejšia je červená farba špirály. Keď dlaždica dosiahne maximálnu teplotu, cievka sa zmení na oranžovo-červenú.

Prirodzene, špirála nehorí. Nevidíš plameň. Je proste naozaj horúca. Ak ho budete ďalej zahrievať, farba sa zmení. Najprv farba špirály zožltne, potom zbelie a keď sa zahreje ešte viac, bude z nej vychádzať modrá žiara.

Niečo podobné sa deje s ohňom. Vezmime si ako príklad sviečku. Rôzne oblasti Plamene sviečok majú rôzne teploty. Oheň potrebuje kyslík. Ak zakryjete sviečku sklenená nádoba, oheň zhasne. Centrálna oblasť plameňa sviečky priľahlá ku knôtu spotrebováva málo kyslíka a pôsobí tmavo. Horné a bočné oblasti plameňa prijímajú viac kyslíka, takže tieto oblasti sú jasnejšie. Keď sa plameň pohybuje cez knôt, vosk sa topí a praská, pričom sa rozpadá na drobné častice uhlíka. ( Uhlie pozostáva aj z uhlíka.) Tieto častice sú plameňom unášané nahor a horia. Sú veľmi horúce a žiaria ako špirála vašej dlaždice. Uhlíkové častice sú však oveľa horúcejšie ako cievka najhorúcejšieho obkladu (teplota spaľovania uhlíka je približne 1400 stupňov Celzia). Preto je ich žiara žltá. V blízkosti horiaceho knôtu je plameň ešte horúcejší a svieti na modro.

Plamene krbu alebo ohňa majú väčšinou pestrý vzhľad. Drevo horí pri nižšej teplote ako knôt sviečky, preto je základná farba ohňa skôr oranžová ako žltá. Niektoré častice uhlíka v plameni ohňa majú pomerne vysokú teplotu. Je ich málo, ale dodávajú plameňu žltkastý nádych. Ochladené častice horúceho uhlíka sú sadze, ktoré sa usadzujú komíny. Teplota horenia dreva je nižšia ako teplota horenia sviečky. Vápnik, sodík a meď pri zahriatí na vysoké teploty žiaria rôznymi farbami. Pridávajú sa do raketového prášku na farbenie svetiel sviatočných ohňostrojov.

Farba plameňa a chemické zloženie

Farba plameňa sa môže líšiť v závislosti od chemických nečistôt obsiahnutých v polenách alebo inej horľavej látke. Plameň môže obsahovať napríklad nečistoty sodíka.

Dokonca aj v dávnych dobách sa vedci a alchymisti snažili pochopiť, aké látky horia v ohni v závislosti od farby ohňa.

• Sodík je komponent stolová soľ. Keď sa sodík zahreje, zmení sa na svetložltú.
• Do ohňa sa môže uvoľniť vápnik. Všetci vieme, že mlieko obsahuje veľa vápnika. Je to kov. Horúci vápnik sa zmení na jasne červenú.
• Ak fosfor horí v ohni, plameň sa zmení na zelenkastý. Všetky tieto prvky sú buď obsiahnuté v dreve, alebo vstupujú do ohňa s inými látkami.
• Takmer každý má doma plynové sporáky alebo ohrievače vody, ktorých plamene sú sfarbené do modra. Môže za to horľavý uhlík, oxid uhoľnatý, ktorý dáva tomuto odtieňu.

Miešaním farieb plameňa, podobne ako miešaním farieb dúhy, môže vzniknúť biela, a preto sú v plameňoch ohňa alebo krbu viditeľné biele plochy.

Teplota plameňa pri spaľovaní určitých látok:

Ako dosiahnuť rovnomernú farbu plameňa?

Používa sa na štúdium minerálov a určenie ich zloženia Bunsenov horák, poskytujúce rovnomernú, bezfarebnú farbu plameňa, ktorá neruší priebeh experimentu, vynájdený Bunsenom v polovici 19. storočia.

Bunsen bol horlivým fanúšikom živlu ohňa a často sa pohrával s plameňmi. Jeho koníčkom bolo fúkanie skla. Vyfúknutím rôznych prefíkaných vzorov a mechanizmov zo skla si Bunsen nemohol všimnúť bolesť. Boli chvíle, keď sa mu z horúceho, ešte mäkkého skla začali dymiť mozoľnaté prsty, no nevenoval tomu pozornosť. Ak už bolesť prekročila prah citlivosti, tak sa zachránil vlastnou metódou – prstami si silno stlačil ušný lalôčik, pričom prerušil jednu bolesť druhou.

Bol to on, kto bol zakladateľom metódy určovania zloženia látky podľa farby plameňa. Samozrejme, pred ním sa vedci pokúšali uskutočniť takéto experimenty, ale nemali Bunsenov horák s bezfarebným plameňom, ktorý experimentu neprekážal. Zaviedol horák do plameňa rôzne prvky na platinovom drôte, keďže platina neovplyvňuje farbu plameňa a nezafarbuje ho.

Zdalo by sa, že metóda je dobrá, nie je potrebná žiadna zložitá chemická analýza, privádza prvok do plameňa a jeho zloženie je okamžite viditeľné. Ale nebolo to tam. Veľmi zriedkavo sa látky nachádzajú v prírode v čistej forme, zvyčajne obsahujú veľkú škálu rôznych nečistôt, ktoré menia farbu.

Vyskúšal Bunsen rôzne metódy identifikácia farieb a ich odtieňov. Skúsil som sa napríklad pozerať cez farebné sklo. Povedzme, že modré sklo zhasne žltú farbu produkovanú najbežnejšími sodnými soľami a dá sa rozpoznať karmínový alebo purpurový odtieň pôvodného prvku. Ale aj pomocou týchto trikov bolo možné určiť zloženie zložitého minerálu iba raz zo sto.

Toto je zaujímavé! Vďaka schopnosti atómov a molekúl vyžarovať svetlo určitú farbu bola vyvinutá metóda zisťovania zloženia látok, ktorá je tzv spektrálna analýza. Vedci skúmajú spektrum, ktoré látka vyžaruje napríklad pri horení, porovnávajú ho so spektrami známych prvkov, a tak určujú jej zloženie.

Čiernejšie ako čierne

Obrázok 1 - Model úplne čierneho telesa.

Svetlo vstupujúce cez dieru bude po opakovaných odrazoch úplne absorbované a vonkajšok diery sa bude javiť úplne čierny. Aj keď kocku natrieme čiernou farbou, diera bude čiernejšia ako čierna kocka. Táto diera bude úplne čierne telo. IN doslova slovami, diera nie je telo, ale iba jasne dokazuje máme úplne čierne telo.
Všetky objekty vyžarujú teplo (pokiaľ je ich teplota nad absolútnou nulou, čo je -273,15 stupňov Celzia), ale žiadny objekt nie je dokonalým zdrojom tepla. Niektoré predmety vyžarujú teplo lepšie, iné horšie a od toho všetkého závisí rôzne podmienkyživotné prostredie. Preto sa používa čierny model karosérie. Je to úplne čierne telo ideálny zdroj tepla. Dokonca môžeme vidieť farbu úplne čierneho telesa, ak je zahrievané, a farbu, ktorú uvidíme, bude závisieť od akú teplotu my zohrejeme toúplne čierne telo. Priblížili sme sa k pojmu farebná teplota. Pozrite si obrázok 2.

Obrázok 2 - Farba absolútne čierneho telesa v závislosti od teploty ohrevu.

A) Je tu absolútne čierne telo, vôbec ho nevidíme. Teplota 0 Kelvinov (-273,15 stupňov Celzia) - absolútna nula, úplná absencia akéhokoľvek žiarenia.
b) Zapnite „supersilný plameň“ a začnite zahrievať naše absolútne čierne telo. Telesná teplota sa zahrievaním zvýšila na 273 K.
c) Prešlo ešte trochu času a už vidíme slabú červenú žiaru úplne čierneho telesa. Teplota sa zvýšila na 800 K (527 °C).
d) Teplota stúpla na 1300 K (1027 °C), telo získalo jasne červenej farby. Rovnakú farebnú žiaru môžete vidieť pri zahrievaní niektorých kovov.
e) Telo sa zahrialo až na 2000 K (1727 °C), čo zodpovedá oranžovej žiare. Horúce uhlie v ohni, niektoré kovy pri zahriatí a plameň sviečky majú rovnakú farbu.
f) Teplota je už 2500K (2227°C). Žiara pri tejto teplote zožltne. Dotýkať sa takéhoto tela rukami je mimoriadne nebezpečné!
g) Biela farba - 5500K (5227°C), rovnaká farba žiary Slnka na poludnie.
h) Modrá farba žiary - 9000K (8727°C). V skutočnosti nebude možné dosiahnuť takú teplotu zahrievaním plameňom. Ale takýto teplotný prah je celkom dosiahnuteľný v termonukleárnych reaktoroch, atómových výbuchoch a teplota hviezd vo vesmíre môže dosiahnuť desiatky a stovky tisíc Kelvinov. Môžeme vidieť len rovnaký modrý odtieň svetla, napríklad v LED svetlá, nebeské telesá alebo iné zdroje svetla. Farba oblohy za jasného počasia je približne rovnaká. Zhrnutím vyššie uvedeného môžeme dať jasnú definíciu farebnej teploty. Farebná teplota je teplota čierneho telesa, pri ktorej vyžaruje žiarenie rovnakého farebného tónu ako príslušné žiarenie. Jednoducho povedané, 5000K je farba, ktorú získa čierne telo pri zahriatí na 5000K. Teplota farby oranžovej je 2000 K, čo znamená, že úplne čierne telo musí byť zahriate na teplotu 2000 K, aby získalo oranžovú žiaru.
Ale farba žiary horúceho telesa nie vždy zodpovedá jeho teplote. Ak plameň plynová pec v kuchyni modro-modrej farby, to neznamená, že teplota plameňa je vyššia ako 9000 K (8727 °C). Roztavené železo v tekutom stave má oranžovo-žltý odtieň, ktorý v skutočnosti zodpovedá jeho teplote, ktorá je približne 2000K (1727°C).

Farba a jej teplota

Obrázok 3 - Teplota farby xenónových automobilových výbojok.

Obrázok 4 - Teplota farby žiariviek.

Na Wikipédii som našiel číselné hodnoty teplôt farieb bežných svetelných zdrojov:
800 K - začiatok viditeľnej tmavočervenej žiary horúcich telies;
1500-2000 K - svetlo plameňa sviečky;
2200 K - žiarovka 40 W;
2800 K - 100 W žiarovka (vákuová lampa);
3000 K - žiarovka 200 W, halogénová žiarovka;
3200-3250 K - typické filmové lampy;
3400 K - slnko je na obzore;
4200 K - žiarivka (teplé biele svetlo);
4300-4500 K - ranné slnko a obedné slnko;
4500-5000 K - xenónová oblúková lampa, elektrický oblúk;
5000 K - slnko na poludnie;
5500-5600 K - fotografický blesk;
5600-7000 K - žiarivka;
6200 K - blízko denného svetla;
6500 K - štandardný zdroj denného bieleho svetla, blízko poludňajšieho slnečného svetla 6500-7500 K - zamračené;
7500 K - denné svetlo, s veľkým podielom rozptýleného svetla z jasne modrej oblohy;
7500-8500 K - súmrak;
9500 K - modrá jasná obloha na severnej strane pred východom slnka;
10 000 K je svetelný zdroj „nekonečnej teploty“ používaný v útesových akváriách (sasankový modrý odtieň);
15 000 K - jasná modrá obloha v zime;
20 000 K - modrá obloha v polárnych šírkach.
Teplota farby je charakteristiky zdroja Sveta. Každá farba, ktorú vidíme, má farebnú teplotu a nezáleží na jej farbe: červená, karmínová, žltá, fialová, fialová, zelená, biela.
Práce v oblasti štúdia tepelného žiarenia čierneho telesa patria zakladateľovi kvantovej fyziky Maxovi Planckovi. V roku 1931, na VIII zasadnutí Medzinárodnej komisie pre osvetlenie (CIE, v literatúre často písané ako CIE), bolo navrhnuté farebný model XYZ. Tento model je chromatický diagram. Model XYZ je znázornený na obrázku 5.

Obrázok 5 - XYZ chromatický diagram.

Číselné hodnoty X a Y definujú farebné súradnice na grafe. Súradnica Z určuje jas farby, je to tak v tomto prípade nie je zahrnutý, pretože diagram je prezentovaný v dvojrozmernej forme. Ale najzaujímavejšia vec na tomto obrázku je Planckova krivka, ktorá charakterizuje farebnú teplotu farieb na diagrame. Pozrime sa na to bližšie na obrázku 6.

Obrázok 6 - Planckova krivka

Planckova krivka na tomto obrázku je mierne skrátená a „mierne“ prevrátená, ale to možno ignorovať. Ak chcete zistiť farebnú teplotu farby, jednoducho musíte predĺžiť kolmú čiaru na bod záujmu (farebnú oblasť). Kolmá čiara zasa charakterizuje taký pojem ako zaujatosť- stupeň farebnej odchýlky do zelenej alebo fialovej. Tí, ktorí pracovali s konvertormi RAW, poznajú taký parameter ako Tint - to je offset. Obrázok 7 zobrazuje panel úpravy teploty farieb v konvertoroch RAW, ako sú Nikon Capture NX a Adobe CameraRAW.

Obrázok 7 - Panel pre nastavenie teploty farieb pre rôzne prevodníky.

Je čas pozrieť sa na to, ako sa farebná teplota určuje nielen pre jednotlivú farbu, ale aj pre celú fotografiu ako celok. Vezmite si napríklad vidiecku krajinu za jasného slnečného popoludnia. Kto má praktická skúsenosť vo fotografii vie, že teplota farby na slnečnom poludní je približne 5500 K. Málokto však vie, odkiaľ sa tento údaj vzal. 5500K je farebná teplota celé javisko t.j. celý uvažovaný obrázok (obrázok, okolitý priestor, plocha). Obraz sa prirodzene skladá z jednotlivých farieb a každá farba má svoju vlastnú farebnú teplotu. Čo získate: modrá obloha (12000K), lístie stromov v tieni (6000K), tráva na čistinke (2000K), rôzne druhy vegetácia (3200K - 4200K). Výsledkom je, že teplota farieb celého obrazu sa bude rovnať priemernej hodnote všetkých týchto oblastí, teda 5500 K. Obrázok 8 to jasne ukazuje.

Obrázok 8 - Výpočet farebnej teploty scény nasnímanej za slnečného dňa.

Nasledujúci príklad je znázornený na obrázku 9.

Obrázok 9 - Výpočet farebnej teploty scény nasnímanej pri západe slnka.

Na obrázku je červený púčik, ktorý akoby vyrastal pšeničná obilnina. Snímka vznikla v lete o 22:30, keď slnko zapadalo. Tomuto obrázku dominuje veľké množstvo farby sú žlté a oranžové vo farebnom tóne, hoci v pozadí je modrý odtieň s farebnou teplotou približne 8500K, existuje aj takmer čisto biela farba s teplotou 5500K. Zobral som len 5 najzákladnejších farieb na tomto obrázku, priradil som ich k tabuľke chromatickosti a vypočítal som priemernú farebnú teplotu celej scény. To je, samozrejme, približne, ale je to tak. Na tomto obrázku je celkovo 272 816 farieb a každá farba má svoju vlastnú farebnú teplotu, ak vypočítame priemer pre všetky farby ručne, o pár mesiacov budeme môcť získať hodnotu, ktorá je ešte presnejšia ako ja. vypočítané. Alebo môžete napísať program na výpočet a získať odpoveď oveľa rýchlejšie. Poďme ďalej: Obrázok 10.

Obrázok 10 - Výpočet farebnej teploty iných svetelných zdrojov

Hostitelia show programov sa rozhodli nezaťažovať nás výpočtami teploty farieb a vyrobili len dva zdroje osvetlenia: reflektor vyžarujúci bielo-zelené jasné svetlo a reflektor, ktorý svieti červeným svetlom a celé to bolo riedené dymom... ach, dobre, áno - a na Front nainštalovali moderátora. Dym je priehľadný, takže ľahko prepúšťa červené svetlo reflektora a sám sa stáva červeným a teplota našej červenej farby je podľa diagramu 900 K. Teplota druhého reflektora je 5700K. Priemer medzi nimi je 3300 K. Zvyšné časti obrazu je možné ignorovať – sú takmer čierne a táto farba nespadá ani na Planckovu krivku na diagrame, pretože viditeľné žiarenie horúcich telies začína približne pri 800 K (červená). farba). Čisto teoreticky možno predpokladať a dokonca vypočítať teplotu pre tmavé farby, ale jeho hodnota bude v porovnaní s rovnakými 5700K zanedbateľná.
A posledný obrázok na obrázku 11.

Obrázok 11 - Výpočet farebnej teploty scény nasnímanej večer.

Fotené letný večer po západe slnka. Teplota farby oblohy sa na diagrame nachádza v oblasti modrého farebného tónu, ktorý podľa Planckovej krivky zodpovedá teplote približne 17000 K. Zelená pobrežná vegetácia má farebnú teplotu približne 5000 K a piesok s riasami má farebnú teplotu približne 3200 K. Priemerná hodnota všetkých týchto teplôt je približne 8400 K.

vyváženie bielej

Obrázok 12 - Režimy nastavenia vyváženia bielej vo fotoaparáte (videokamere).

Hneď treba povedať, že bielu farbu predmetov možno získať, ak použiť zdroj Sveta s teplotou farby 5500 tis(toto môže byť slnečné svetlo, fotoblesk, iné umelé svietidlá) a ak sa berú do úvahy aj tie samotné predmety biely (odrážajú všetko viditeľné svetelné žiarenie). V iných prípadoch môže byť biela farba len blízko bielej. Pozrite si obrázok 13. Zobrazuje rovnaký XYZ chromatický diagram, na ktorý sme sa nedávno pozerali, av strede diagramu je biela bodka označená krížikom.

Obrázok 13 - Biela bodka.

Označený bod má farebnú teplotu 5500K a podobne ako pravá biela je súčtom všetkých farieb spektra. Jeho súradnice sú x = 0,33 a y = 0,33. Tento bod sa nazýva rovnaký energetický bod. Biela bodka. Prirodzene, ak je teplota farby svetelného zdroja 2700 K, biely bod nie je ani blízko, o akej bielej farbe môžeme hovoriť? Nikdy tam nebudú biele kvety! V tomto prípade môžu byť biele iba zvýraznenia. Príklad takéhoto prípadu je znázornený na obrázku 14.

Obrázok 14 – Rôzne teploty farieb.

vyváženie bielej– toto je nastavenie hodnoty teplota farby pre celý obrázok. o správna inštalácia dostanete farby, ktoré zodpovedajú obrázku, ktorý vidíte. Ak vo výslednom obraze prevládajú neprirodzené modré a azúrové farebné tóny, znamená to, že farby „nie sú dostatočne zohriate“, farebná teplota scény je nastavená príliš nízko, treba ju zvýšiť. Ak celému obrázku dominuje červený tón, farby sú „prehriate“, teplota je nastavená príliš vysoko, je potrebné ju znížiť. Príkladom toho je obrázok 15.

Obrázok 15 – Príklad správneho a nesprávneho nastavenia teploty farieb

Teplota farby celej scény sa vypočíta ako priemer teplota všetky farby daný obrázok, takže v prípade zmiešaných zdrojov svetla alebo veľmi rozdielne farebný tón farby, fotoaparát vypočíta priemerná teplota, čo nie je vždy pravda.
Príklad jedného takéhoto nesprávneho výpočtu je znázornený na obrázku 16.

Obrázok 16 – Nevyhnutná nepresnosť v nastavení teploty farieb

Fotoaparát nedokáže vnímať ostré rozdiely v jase jednotlivé prvky obrázky a ich farebná teplota sú rovnaké ako ľudské videnie. Preto, aby obrázok vyzeral takmer rovnako ako to, čo ste videli, keď ste ho fotili, budete si ho musieť manuálne upraviť podľa svojho zrakového vnímania.

Tento článok je skôr určený pre tých, ktorí ešte nepoznajú pojem farebná teplota a chceli by sa dozvedieť viac. Článok neobsahuje komplexy matematické vzorce a presné definície niektorých fyzikálnych pojmov. Vďaka vašim komentárom, ktoré ste napísali do komentárov, som urobil drobné úpravy v niektorých odsekoch článku. Ospravedlňujem sa za prípadné nepresnosti.

V laboratórnych podmienkach je možné dosiahnuť bezfarebný oheň, ktorý je možné určiť iba vibráciou vzduchu v spaľovacom priestore. Oheň v domácnosti je vždy „farebný“. Farbu ohňa určuje najmä teplota plameňa a aká chemických látok horia v ňom. Teplo plameň umožňuje atómom vyskočiť na nejaký čas vyššie energetický stav. Keď sa atómy vrátia do pôvodného stavu, vyžarujú svetlo so špecifickou vlnovou dĺžkou. Zodpovedá štruktúre elektronických obalov daného prvku.

Slávny ModráŽiaru, ktorú možno vidieť pri spaľovaní zemného plynu, spôsobuje oxid uhoľnatý, ktorý dáva tento odtieň. Oxid uhoľnatý, ktorého molekula pozostáva z jedného atómu kyslíka a jedného atómu uhlíka, je vedľajším produktom spaľovania zemného plynu.

Skúste horák plynového sporáka posypať trochou kuchynskej soli – v plameni sa objavia žlté jazýčky. Toto žlto-oranžový plameň dať sodné soli (a soľ pamätajte, toto je chlorid sodný). Drevo je bohaté na takéto soli, takže obyčajný lesný požiar alebo domáce zápalky horia žltým plameňom.

Meď dáva plameň zelená tieň. Pri vysokom obsahu medi v horľavej látke má plameň jasne zelenú farbu, takmer identickú s bielou.

Bárium, molybdén, fosfor a antimón tiež dávajú zelenú farbu a jej odtiene ohňu. IN Modrá Selén zafarbuje plameň a v modro zelená- bór Červený plameň poskytne lítium, stroncium a vápnik, fialový plameň poskytne draslík a pri spaľovaní sodíka sa objaví žlto-oranžový odtieň.

Teplota plameňa pri spaľovaní určitých látok:

Vedel si...

Vzhľadom na vlastnosť atómov a molekúl vyžarovať svetlo určitej farby bola vyvinutá metóda zisťovania zloženia látok, tzv. spektrálna analýza. Vedci skúmajú spektrum, ktoré látka vyžaruje napríklad pri horení, porovnávajú ho so spektrami známych prvkov, a tak určujú jej zloženie.