Najhorúcejšia farba ohňa. Ohnivý život: jasný a originálny

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 rozdielne 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 ich žiara má žltá. V blízkosti horiaceho knôtu je plameň ešte horúcejší a svieti na modro.

Plamene krbu alebo ohňa sú väčšinou pestré. 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 chemické nečistoty obsiahnuté v polenách alebo iných horľavých látkach. 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 kovové. 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, priviesť prvok do plameňa a jeho zloženie je okamžite viditeľné. Ale nebolo to tam. Veľmi zriedkavo sa v prírode vyskytujú látky 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.

Po mnoho storočí hral oheň veľmi dôležitá úloha V ľudskom živote. Bez nej je takmer nemožné predstaviť si našu existenciu. Používa sa vo všetkých oblastiach priemyslu, ako aj na varenie, vykurovanie domácnosti a podporu technologického pokroku.

Oheň sa prvýkrát objavil v ranom paleolite. Spočiatku sa používal v boji proti rôzny hmyz a útoky divej zveri a tiež poskytovali svetlo a teplo. A až potom sa plamene ohňa používali pri varení, výrobe riadu a nástrojov. Tak do našich životov vstúpil oheň a stal sa „ nepostrádateľným pomocníkom» osoba.

Mnohí z nás si všimli, že plameň môže byť iný farebná schéma, ale málokto vie, prečo má živel ohňa pestrú farbu. Farba ohňa zvyčajne závisí od toho, aká chemikália sa v ňom spaľuje. V dôsledku vystavenia vysokej teplote sa uvoľnia všetky atómy chemikálií, čím sa získa odtieň ohňa. To sa aj uskutočnilo veľké množstvo experimenty, o ktorých sa bude písať v tomto článku nižšie, aby sme pochopili, ako tieto látky ovplyvňujú farbu plameňa.

Od staroveku sa vedci snažili pochopiť, čo chemických látok horieť v plameni, podľa toho, akú farbu mal oheň.

Pri varení doma všetci vidíme svetlo s modrým odtieňom. Predurčuje to vysoko horľavý uhlík a oxid uhoľnatý, ktorý dáva svetlu modrý nádych. Soli sodíka, ktoré sú obdarené drevom, dodávajú ohňu žlto-oranžový odtieň, ktorý horí obyčajným ohňom alebo zápalkami. Ak posypete horák sporáka bežnou soľou, môžete získať rovnakú farbu. Zelená farba Meď dáva oheň. Vo veľmi vysoká koncentrácia meď, svetlo má veľmi svetlý odtieň zelená, ktorá je prakticky totožná s bezfarebnou bielou. Dá sa to pozorovať, ak na horák posypete medené hobliny.

Experimenty sa robili aj s obyčajnými plynový horák a rôzne minerály, aby sa určili ich chemické látky. Aby ste to urobili, opatrne vezmite minerál pomocou pinzety a priveďte ho do ohňa. A na základe odtieňa, ktorý oheň získal, možno vyvodiť závery o rôznych chemických prísadách, ktoré sú v prvku prítomné. Zelený odtieň poskytujú minerály ako meď, bárium, fosfor, molybdén a bór a antimón poskytujú modro-zelenej farby. Tiež v Modrá farba Selén dáva plameň. Červený plameň sa získa pridaním lítia, stroncia a vápnika, fialový plameň sa získa spaľovaním draslíka a žlto-oranžové sfarbenie sodíkom.

Na štúdium rôznych minerálov a určenie ich zloženia sa používa Bunsenov horák, vynájdený v 19. storočí Bunsenom, ktorý vytvára bezfarebný plameň, ktorý neruší priebeh experimentu.

Bol to Bunsen, ktorý sa stal zakladateľom metódy na určenie chemického zloženia látky farebná paleta plameň. Samozrejme, pred ním boli pokusy vykonať takéto experimenty, ale takéto experimenty neboli úspešné, pretože neexistoval žiadny horák. Do ohnivého živlu zaviedol rôzne horáky chemické zložky na drôte z platiny, pretože platina nijako neovplyvňuje farbu ohňa a nedáva mu žiadny odtieň.

Na prvý pohľad sa môže zdať, že nie je potrebný žiadny zložitý chemický výskum, prineste komponent do ohňa - a okamžite vidíte jeho zloženie. Nie všetko je však také jednoduché. V prírode sú látky v čistej forme veľmi zriedkavé. Spravidla obsahujú značnú škálu rôznych nečistôt, ktoré môžu meniť farbu.

Preto s pomocou charakteristické vlastnosti molekuly a atómy vyžarujú svetlo určitého farebného rozsahu – vznikla metóda na zisťovanie chemického zloženia látok. Táto metóda stanovenia sa nazýva spektrálna analýza. Vedci skúmajú spektrum, ktoré látka vyžaruje. Napríklad pri spaľovaní sa porovnáva so spektrami známych zložiek, a tak sa stanovuje jeho chemické zloženie.

Teplota ohňa vás núti vidieť známe veci v novom svetle - bielo blikajúca zápalka, modrá žiara horáka plynová pec v kuchyni oranžovo-červené jazyky nad horiacim drevom. Človek nevenuje pozornosť ohňu, kým sa mu nepopália končeky prstov. Alebo nepripáli zemiaky na panvici. Alebo neprehorí cez podrážky tenisiek, ktoré sa sušia nad ohňom.

Keď pominie prvá bolesť, strach a sklamanie, prichádza čas na filozofické zamyslenie. O prírode, farbách, teplote ohňa.

Horí ako zápalka

Stručne o štruktúre zápasu. Skladá sa z palice a hlavice. Tyčinky sú vyrobené z dreva, kartónu a bavlnenej šnúry napustenej parafínom. Zvolené drevo je mäkké druhy - topoľ, borovica, osika. Surovina na palice sa nazýva zápalková slama. Aby sa predišlo tleniu slamiek, sú tyčinky impregnované kyselinou fosforečnou. Ruské továrne vyrábajú osikové slamky.

Hlavička zápalky je jednoduchého tvaru, ale zložitá vo svojom chemickom zložení. Tmavohnedá hlavička zápalky obsahuje sedem zložiek: oxidačné činidlá - Bertholletovu soľ a dvojchróman draselný; sklenený prach, červené olovo, síra, zinková beloba.

Hlavička zápalky sa pri trení zapáli a zahreje sa až na jeden a pol tisíc stupňov. Prah vznietenia, v stupňoch Celzia:

• topoľ - 468;
• osika - 612;
• borovica - 624.

Teplota ohňa zápalky sa rovná teplote zápalky Preto je biely záblesk sírovej hlavičky nahradený žltooranžovým jazykom zápalky.

Ak sa pozorne pozriete na horiacu zápalku, uvidíte tri zóny plameňa. Spodný je v chladnej modrej farbe. Priemer je jeden a pol krát teplejší. Horná časť je horúca zóna.

Ohnivý umelec

Keď počujete slovo „oheň“, nemenej jasne sa mihnú nostalgické spomienky: dym z ohňa vytvárajúci atmosféru dôvery; červená a žlté svetlá letí smerom k ultramarínovej oblohe; trstina sa mení z modrej na rubínovo červenú; karmínové chladivé uhlie, v ktorých sa pečú „pionierske“ zemiaky.

Meniaca sa farba horiaceho stromu naznačuje kolísanie teploty ohňa v ohni. Drevo tlenie (tmavnutie) začína pri 150°. Oheň (dym) vzniká v rozmedzí 250-300°. S rovnakým prívodom kyslíka do horniny pri rôznych teplotách. Podľa toho sa bude líšiť aj stupeň požiaru. Breza horí pri 800 stupňoch, jelša pri 522° a jaseň a buk pri 1040°.

Ale farbu ohňa určuje aj chemické zloženie horiacej látky. Žltá a oranžová prispievajú sodíkovými soľami. Chemické zloženie Celulóza obsahuje sodné aj draselné soli, ktoré dodávajú horiacemu drevenému uhliu červený odtieň. Romantické reakcie pri požiari dreva vznikajú z nedostatku kyslíka, kedy namiesto CO 2 vzniká CO - oxid uhoľnatý.

Nadšenci vedeckých experimentov meranie teploty ohňa v ohni pomocou zariadenia nazývaného pyrometer. Vyrábajú sa tri typy pyrometrov: optické, radiačné, spektrálne. Ide o bezkontaktné zariadenia, ktoré umožňujú vyhodnotiť silu tepelného žiarenia.

Štúdium ohňa v našej vlastnej kuchyni

Kuchynské plynové sporáky fungujú na dva druhy paliva:

1. Kmeň zemný plyn metán.
2. Propán-butánová skvapalnená zmes z fliaš a plynojemov.

Chemické zloženie paliva určuje teplotu ohňa plynová pec. Metán pri horení vytvára oheň so silou 900 stupňov v hornom bode.

Spaľovaním skvapalnenej zmesi vzniká teplo až 1950°.

Pozorný pozorovateľ si všimne nerovnomerné sfarbenie plátkov horákov plynového sporáka. Vo vnútri horáka je rozdelenie do troch zón:

• Tmavá oblasť umiestnená v blízkosti horáka: nedochádza tu k horeniu kvôli nedostatku kyslíka a teplota zóny je 350 °.
• Svetlá oblasť ležiaca v strede horáka: horiaci plyn sa zahreje na 700 °, ale palivo úplne nezhorí kvôli nedostatku okysličovadla.
• Priehľadná horná časť: dosiahne teplotu 900° a spaľovanie plynu je dokončené.

Údaje o teplotných zónach horáka sú uvedené pre metán.

Bezpečnostné pravidlá pre požiarne udalosti

Pri zapaľovaní kahancov alebo kachlí sa postarajte o vetranie miestnosti. Zabezpečte prívod kyslíka do paliva.

Nepokúšajte sa ho opraviť sami plynové zariadenia. Plyn netoleruje amatérov.

Ženy v domácnosti poznamenávajú, že horáky svietia na modro, ale niekedy sa oheň zmení na oranžový. Nejde o globálnu zmenu teploty. Zmena farby je spôsobená zmenou zloženia paliva. Čistý metán horí bez farby a bez zápachu. Z bezpečnostných dôvodov sa do plynu pre domácnosť pridáva síra, ktorá pri spaľovaní farbí plyn na modro a dodáva splodinám horenia charakteristický zápach.

Vzhľad oranžových a žltých odtieňov v ohni horáka naznačuje potrebu preventívnych manipulácií so sporákom. Majstri vyčistia zariadenie, odstránia prach a sadze, ktorých spaľovanie mení obvyklú farbu ohňa.

Niekedy sa oheň v horáku zmení na červený. To je signál nebezpečných hladín oxidu uhoľnatého v prívode kyslíka do paliva je taký malý, že kachle dokonca zhasnú. Oxid uhoľnatý bez chuti a zápachu a človek je blízko zdroja vylučovania škodlivú látku príliš neskoro zbadá, že bol otrávený. Preto si červená farba plynu vyžaduje okamžitú výzvu špecialistom na preventívnu údržbu a úpravu zariadenia.

Strana 1

Žltá farba plameňa je spôsobená atómami N3 (X 0 589 μm), biela je spôsobená prítomnosťou BaO a M § O.  

Pridaním kryštálov soli dusičnanu sodného do plameňa sa plameň javí žltý.  

Metóda je veľmi citlivá: minimum otvorenia je 0,0001 y - Preto je možné prítomnosť sodíka posúdiť len vtedy, ak je žltá farba plameňa jasná a nezmizne po dobu 10 - 15 sekúnd.  

Zapaľovanie generátora plynu je dokončené, keď skúšobný kohútik pri výfukové potrubie plyn bude horieť stabilne rovnomerný plameň Fialová s ružovým odtieňom. Žltý plameň znamená zlú kvalitu plynu a červené, mierne dymiace plamene sú znakom prítomnosti dechtu v plyne. Ak je kvalita plynu vyhovujúca, obsahuje menej ako 0 5 - 0 6 % kyslíka. Ak plyn vôbec nehorí alebo sa rozhorí a zhasne, znamená to nízku teplotu v jadre; je potrebné silnejšie zapáliť generátor plynu.  

Takýto záver nie je bezchybný. Po prvé, žltá farba plameňa môže zahaliť farbu plameňa spôsobenú inými prvkami a po druhé, žltá farba môže byť spôsobená nečistotami zlúčenín sodíka obsiahnutých v hlavnej určovanej látke.  

Metóda je veľmi citlivá: minimum otvorenia je 0,0001 mcg. Prítomnosť sodíka je preto možné usudzovať iba vtedy, ak je žltá farba plameňa jasná a nezmizne do 10 - 15 sekúnd.  

Na čistenie drôtov sú dodávané s boraxovými perlami, ktoré sú nahrievané podľa obr. 2, a, len na jednej strane; v tomto prípade sa guľa pohybuje v opačnom smere pozdĺž platinového drôtu a rozpúšťa všetky nečistoty z platinového drôtu. Po trojnásobnom opakovaní tejto techniky bude drôt zbavený všetkého cudzieho, s výnimkou zanedbateľného množstva priľnutého skla, ktoré je možné odstrániť, ak sa drôt kalcinuje v časti plameňa s najvyššou teplotou. kým žltá farba sodíkového plameňa úplne nezmizne.  

Žltá farba plameňa, spôsobená drobnými nečistotami sodných solí, často maskuje fialový plameň draslík V tomto prípade by sa mal plameň pozerať cez sklenený hranol obsahujúci roztok indiga, ktorý absorbuje žltú časť spektra.  

Ionizačné potenciály (energie) alkalických kovov a kovov alkalických zemín sú veľmi malé, preto, keď sa kov alebo jeho zlúčenina zavedie do plameňa horáka, prvok sa ľahko ionizuje a zafarbí plameň na farbu zodpovedajúcu jeho spektrálnej čiare budenia. . Žltá farba plameňa je charakteristická pre zlúčeniny sodíka, fialová - pre zlúčeniny draslíka, tehlovo červená - pre zlúčeniny vápnika.  

Prečo potom železný drôt dáva rovnaké svetlo? Starostlivým čistením povrchu železného drôtu môžete ukázať, že žltá farba plameňa nie je spôsobená žehličkou; Žltá farba je spôsobená prítomnosťou malého množstva soli na povrchu železného drôtu uchopeného prstami, na ktorých sú vždy stopy soli. Žltý plameň je veľmi citlivý test na prítomnosť sodíka. Oko si môže všimnúť zmenu farby plameňa v dôsledku zavedenia prvku do plameňa v množstve výrazne menšom ako 1 mikrogram. Detegovať také malé množstvo látky bez tejto plameňovej metódy nie je pre chemika ani zďaleka ľahká úloha.  

Na obr. 2 - 1, v súlade so všeobecne uznávanými koncepciami, ukazuje niektoré energetické hladiny vonkajších elektrónov neutrálneho atómu sodíka. Excitovaný elektrón má tendenciu vrátiť sa do svojho normálneho (3s) stavu; po návrate do normálu sa vyžiari fotón. Vyžarovaný fotón má určité množstvo energie určené umiestnením energetickej hladiny. V uvedenom príklade emitované žiarenie vytvára známu žltú farbu sodíkového plameňa a sodíkovej výbojky.  

Stránky:     1

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 1300K (1027°C), teleso získalo jasne červenú farbu. 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 oranžová farbažiara.
Ale farba žiary horúceho telesa nie vždy zodpovedá jeho teplote. Ak je v kuchyni plameň plynového sporáka 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 dvoch rozmeroch. 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 farieb na slnečné poludnie 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 zapadalo slnko. Na tomto obrázku dominuje veľké množstvo žltých a oranžových farebných tónov, aj keď v pozadí je modrý odtieň s farebnou teplotou približne 8500K a je tu aj takmer čisto biela farba s farebnou 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. Celkovo je na tomto obrázku 272816 farieb a každá farba má svoju farebnú teplotu, ak priemer pre všetky farby vypočítame ručne, tak o pár mesiacov budeme vedieť získať ešte presnejšiu hodnotu, ako som vypočítal. 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 17 000 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 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“ a nastavenie je príliš vysoké. teplo, musíte ho znížiť. Príkladom toho je obrázok 15.

Obrázok 15 – Príklad správneho a nesprávneho nastavenia teploty farieb

Teplota farieb 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 bol obraz takmer rovnaký, ako ste ho videli pri fotení, 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.