Politechnika Wrocławska INSTYTUT FIZYKI	Sprawozdanie z ćwiczenia nr 85.
Klaudiusz Fatla	Temat: Pomiar i mieszanie barw.
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY, rok II	Data: Ocena: 4 - 12 - 96

1. Zakres ćwiczenia :

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z podstawowymi pojęciami związanymi z widzeniem barwnym oraz z metodami pomiaru barw.

2. Wiadomości ogólne :

W siatkówce oka człowieka znajdują się receptory reagujące na fale elektromagnetyczne w umownym zakresie długości fali λ od 380 do 780 nm. Są nimi pręciki i słupki. W stanie pobudzenia receptory te wysyłają do mózgu impulsy, wywołując tam m.in. wrażenia barwy i jasności. Pręciki są aktywne przy słabym oświetleniu i wywołują wrażenie jasności, nie barwy. Widzenie to jest bezbarwne. Słupki natomiast mają trzy receptory barwy, oznaczane symbolicznie X, Y, Z. Każdy z tych receptorów reaguje z różną czułością na znaczne obszary widma widzialnego promieniowania elektromagnetycznego. Sprawności wizualne receptorów barwy oznacza się przez x(λ), y(λ), z(λ).

W wyniku pobudzenia trzech receptorów X, Y, Z umieszczonych w słupkach, powstaje w mózgu wrażenie barwy, którą określają współrzędne trójchromatyczne x, y, z. Są one równe wielkościom a, b i c unormowanym do jedności:

Współrzędnej z nie używa się, ponieważ jest ona dopełnieniem do jedności sum dwóch pozostałych.

Współrzędne trójchromatyczne x i y wszystkich barw tworzą na tzw. wykresie chromatyczności obszar zamknięty linią ciągłą. Na krzywej części tej linii są rozłożone punkty odpowiadające barwom spektralnie czystym, na prostoliniowej części - różne odcienie purpury. Wewnątrz tego konturu mieszczą się barwy rozjaśnione, tzn. mieszaniny tych barw z barwą białą. Jest tam zawarty zbiór punktów w formie łuku, odpowiadających barwom ciała doskonale czarnego w różnych wysokich temperaturach. Z wykresu chromatyczności można odczytać wynik mieszania dwóch barw. Barwa wynikowa leży na odcinku łączącym obie mieszanie barwy. Ze zmieszania ze sobą trzech barw, np. R, G, B, można otrzymać wszystkie barwy leżące w obszarze trójkąta RGB. Barwa zależy od proporcji między tymi składnikami a ilość kombinacji jest nieskończenie duża.

Światło otrzymuje zabarwienie nie tylko przez przejście przez barwny filtr ale też przez odbicie od barwnego przedmiotu. Barwa przedmiotu odbijającego lub przepuszczającego światło zależy od tego, w jakim promieniowaniu ów przedmiot był obserwowany. Inną barwę ma materiał w świetle lampy jarzeniowej, inną w świetle dziennym.

W tym celu przyjęto kilka standardowych iluminantów, z których dwa naniesione są na wykresie chromatyczności:

- iluminant A o współrzędnych chromatycznych x=0,448, y=0,407, zbliżony barwą do barwy światła żarówki

- iluminant D₆₅ o współrzędnych chromatycznych x=0,313, y=0,329, zbliżony barwą do przeciętnej barwy.

3. Spis przyrządów :

4. Wyniki pomiarów :

Lp.	λ [nm]	Tcz [%]	Tnieb [%]
1	380	0,0	79,0
2	390	0,0	69,5
3	400	0,0	81,3
4	410	0,0	69,3
5	420	0,0	78,5
6	430	0,0	64,5
7	440	0,0	68,5
8	450	0,0	54,9
9	460	0,0	53,4
10	470	0,0	36,4
11	480	0,0	26,8
12	490	0,0	14,0
13	500	0,0	8,6
14	510	0,0	3,9
15	520	0,0	2,1
16	530	0,0	1,0
17	540	0,1	1,0
18	550	0,1	1,5
19	560	0,5	2,0
20	570	0,2	1,0
21	580	1,4	0,4
22	590	0,7	0,2
23	600	5,7	0,4
24	610	6,0	0,4
25	620	35,8	0,2
26	630	54,0	0,1
27	640	68,4	0,1
28	650	79,1	0,1
29	660	78,7	0,3
30	670	83,4	0,6
31	680	74,8	2,6
32	690	87,1	7,2
33	700	92,9	13,5
34	710	88,8	17,5
35	720	94,5	19,8
36	730	89,6	20,3
37	740	95,4	20,4
38	750	91,6	20,1
39	760	96,7	19,9
40	770	91,6	19,8
41	780	95,9	20,1

Wartości iluminantów:

- dla fitlru czeronego:

iluminant A:
xA =	0,71
yA =	0,29
tA =	9,64 %
iluminant D65:
xD =	0,7
yD =	0,3
tD =	5,41 %

- dla fitlru niebieskiego:

iluminant A:
xA =	0,17
yA =	0,08
tA =	1,78 %
iluminant D65:
xD =	0,15
yD =	0,06
tD =	3,96 %

5. Wnioski :

Filtr czerwony może być użyty w sygnalizacji (na podstawie wyk. 85.5. ze strony 499, skrypty „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki” R. Żuczkowskiego), natomiast filtr niebieski nie. Na podstawie pomiarów wynika, że subiektywna ocena barwy filtru II (niebieskiego) była błędna, ponieważ jego barwa jest fioletowa lub niebiesko fioletowa w zależności od użytego iluminantu. Z pomiarów wynika, że przepuszczalność filtrów zależy od użytego iluminantu.

6. Wykresy:

Wyk. 1. Przepuszczalność filtru czerwonego w funkcji długości fali świetlnej.

Wyk. 2. Przepuszczalność filtru niebieskiego w funkcji długości fali świetlnej.

---