Давай покрасим батарею в чёрный цвет. Измеряем температуру цвета, или холодные и теплые цвета

Цвет в живописи - очень важное и сложное понятие. Это вытекает из физической природы света и из устройства человеческой системы зрения, из процесса цветового восприятия. Давно известно, что нет двух людей, одинаково видящих одни и те же предметы и пейзажи, но при всем богатстве колоритов в цветовых ощущениях художников есть общие принципы.

Деление живописной палитры на теплые цвета и холодные цвета - одно из таких понятий.

Разделение спектра

Великий физик Исаак Ньютон (1643-1727) первым выяснил цветовой состав солнечного света. Луч, пройдя сквозь стеклянную призму, разложился на семь основных оттенков. В дальнейшем научные разработки привели к созданию цветового круга из двенадцати основных цветов, из которых путем смешивания можно получить то цветовое многообразие, что окружает нас, то богатство оттенков, которое издавна вдохновляет живописцев. Это цветовой круг носит имя швейцарского художника и ученого Иоганнеса Иттена (1888-1967).

Цветовой спектр и цветовой круг принято делить на две части - на от зеленого к красному цвету располагаются теплые, от голубого к пурпурному - холодные. Зеленый некоторыми считается холодным цветом, другие выделяют для него особое понятие - нейтральный.

Такое разделение всем понятно, все с ним согласны, но об объективности причины такого деления спорят давно, выдвигая свои версии.

Главный критерий - температурные ассоциации

Конечно, первое, что можно принять, рассуждая о происхождении разделения на теплые цвета и холодные цвета, — это природные ассоциации. Желтый, красный, оранжевый - это цвета солнца, огня. Не зря в русском языке есть оборот, объясняющий нагрев металла: раскалить докрасна. Такие температурные изменения цвета можно увидеть в костре или в камине, хотя некоторые газы при горении могут окрашиваться в, казалось бы, холодные цвета: как не вспомнить голубоватое горение бытового газового топлива. И всё-таки синеватые и голубоватые цвета вызывают логичные ощущения прохлады: это цвет неба, воды, льда, снега.

День-ночь, лето-зима

«Температура» цвета явственно связана со временем суток: восходящее, согревающее мир солнце окрашивает небо в пылающую гамму: красные, розовые, оранжевые оттенки, а ночная прохлада явственней чувствуется в голубоватом лунном свете, который придает природному окружению приглушенную и неяркую окраску, хотя вечерняя заря - закат солнца - может также вспыхнуть горячей гаммой.

Интересно, что перед наступлением холодов, в предзимье, теплые цвета лета ярко вспыхивают в огненных красках осени, чтобы смениться голубоватым и синеватым цветом снега, льда и холодного неба.

Итог: определяющий смысл понятия цветовой «температуры» имеет эмоциональная составляющая, что придает ему большую субъективность, хотя согласие с общепринятым делением на теплые цвета и холодные цвета среди всех имеющих дело с цветовыми характеристиками предметов носит глобальный характер.

Близко - далеко

Со времени Возрождения появляется хорошо проработанная теория воздушной перспективы, которая основана на еще одной эмоциональной и психологической характеристике теплых и холодных цветов: предмет, окрашенный в холодный цвет, кажется расположенным дальше, чем желтый, красный, оранжевый или их оттенков. Даже не пейзаж, а просто содержащая теплые и холодные цвета таблица может дать представление об этом.

Хорошо видно, как использует такое свойство цвета один из титанов Возрождения Тициан Вечеллио (1488-1576) в картине «Вакх и Ариадна».

Мастер четко делит цветовое пространство по диагонали на две части в полном соответствии с цветовым кругом Иттена, который появится спустя четыре с половиной века. Холодные и теплые оттенки цветов использованы для построения огромного пространства картины. На переднем плане доминируют теплые цвета, фоном - синеватые разбеленные цвета неба, моря и уходящей вдаль земли, а на границе - зелень деревьев, которая по всем теориям считается нейтральной, а холодная по цвету драпировка у главной героини и теплый цвет плаща у центрального персонажа делают цветовое решение изысканным и гармоничным.

Всё познается в сравнении

Необходимо понимать, что «теплохолодность» цветов в живописи - понятие не абсолютное, то есть его нельзя измерить, и правильно оценить это свойство можно только в сравнении с другим цветом.

Использование спектральных, однозначно теплых или определенно холодных цветов - вещь в живописи экзотическая, картины из существенных по площади плоскостей, окрашенных одним колером, - вещь скорее концептуальная, например, абстрактная живопись Марка Ротко.

В более традиционной живописи взаимоотношения разных по «температуре» цветов происходят на уровне сочетания небольших мазков, в силу оптического смешивания делающих соседние цвета более теплыми или более холодными. Понять, какие цвета теплые, а какие холодные, невозможно, рассматривая содержащие их участки живописного пространства отдельно от окружения.

Оттенок дороже цвета

Одним из самых явных качеств высокого живописного мастерства является умение увидеть и нанести на холст те миллионы оттенков, что содержатся в каждом элементе окружающей нас природы. Умение различить в холодных цветах теплые нотки и наоборот придает особую выразительность изображению. Здесь важно упомянуть о принципе цветового моделирования объёма: если на объект падает свет, окрашенный теплым цветом,- тень должна быть холодной и наоборот. Не все живописцы согласны с ним, но применяется этот закон очень широко.

Отдельные исследователи говорят о некорректности выражения "теплые и холодные цвета". Таблица показывает цвета, которые очень редко применяются без смешивания с другими оттенками, и для более точного определения красок следует говорить «теплее» или «холоднее». К примеру, берлинская лазурь и ультрамарин - оттенки синего сектора из холодной части цветового круга, и каждая из этих красок будет явно холоднее любого оттенка красного, но даже начинающий художник скажет, что лазурь теплее ультрамарина.

Использование сложных цветовых сочетаний и оттенков, полученных путем смешивания, позволяет обогатить палитру, даже если в ней преимущественно нейтральные цвета. Так, сделать нужной «температуры» зеленый цвет - теплый или холодный - можно, добавив к нему нужную краску из синей или красной гаммы.

Насыщенность и чистота

Художники учитывают в процессе создания живописных полотен еще некоторые свойства ощущений теплоты или прохлады в цвете. Так, чтобы «повысить температуру» на нужном участке пространства картины опытный живописец применяет менее чистые и менее насыщенные оттенки, которые будут приближаться к ахроматическим белому или серому. Соответственно, более холодными являются самые чистые и насыщенные оттенки.

Такое определение восходит к вопросам психологии: мы считаем более холодным все, что выглядит строже, правильнее, лаконичнее, симметричнее, логичнее и т. д. Более душевное и теплое всегда содержит какую-нибудь неправильность, недоговоренность, незавершенность. Так можно характеризовать не только живопись, но и архитектуру, дизайн, полиграфию и другие подобные отрасли искусства.

Теория - лишь помощь

Исторический опыт тех мастеров прошлого, кто применял теплые и холодные цвета в живописи, показывает важность этого аспекта восприятия цвета. Знания о нём, но только в сочетании с опытом и талантом, помогают в творчестве и современным художникам.

Введение

Данная работа посвящена исследованию влиянию цвета и тени на температуру тел. Теплота - непременный участник почти всех жизненных и производственных процессах. Глобальные процессы теплообмена тесно связаны с нагреванием Земли солнечным излучением. Солнечная энергия - источник жизни на Земле. Поэтому ведутся поиски способов наиболее эффективного ее использования.

Актуальность данной работы определяется тем, что в настоящее время, используя знания человечества об эффективном использовании солнечной энергии, мы можем переходить от глобальных проблем, к практическим действиям для более рационального использования энергии.

Цель работы: исследовать влияние цвета и тени на температуру окружающей среды.

Задачи: 1) изучить зависимость излучения и поглощения от состояния поверхности тела; 3) рассмотреть использование способностей тел по-разному поглощать энергию в энергосберегающих технологиях.

Объект исследования: создание оптимального температурного режима при экономии энергии.

Предмет исследования: взаимосвязь излучения и поглощения энергии от состояния поверхности тел.

Настоящая работа содержит два раздела. В первом раскрывается теоретическая основа работы. Во втором разделе описывается ход проведения исследовании и его результаты.

Результаты данной работы могут быть использованы, как рекомендации для их использования в строительстве зданий.

Раздел 1 Тепловое излучение

Излучение - как вид теплопередачи

Передача тепла в среде происходит при наличии разности температур. При этом тепло распространяется из области повышенных температур в область пониженных. Например, зимой в отапливаемых зданиях теплопередача происходит через наружные ограждения из здания, а летом при сильном нагреве поверхностей стен за счет солнечной радиации - в здание. Из своего опыта мы знаем, если приблизить руку к электрической плите, утюгу или к любому другому нагретому телу, ощущается теплота. Если же поместить между нагретым телом и руками лист белой бумаги, то руки перестают ощущать нагревание. Любое нагретое тело испускает невидимое тепловое излучение, которое частично поглощается другими телами. Излучают энергию все тела: большие и маленькие, твердые и жидкие, горячие и холодные, светящиеся и темные. Однако при повышении температуры мощность теплового излучения всех тел увеличивается, то есть ежесекундно тело начинает излучать больше теплоты. С повышением температуры тела увеличивается и энергия, предаваемая в окружающее пространство путем излучения. Невидимое тепловое излучение возникает за счет внутренней энергии излучающей системы и имеет такую же природу; как и видимое, которое вызывают светом. Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи тем, что она может осуществляться в полном вакууме. Излучением передается на Землю солнечная энергия. Излучение, распространяясь от тела, попадает на другие тела. При этом энергия излучения частично отражается, а частично поглощается телами, превращаясь в их внутреннюю энергию, вследствие чего они нагреваются.

1.2 Применение излучения

Все ли тела одинаково поглощают энергию? Проведем опыт с теплоприемником и манометром. Повернем теплоприемник к нагретому телу сначала черной, а потом блестящей стороной, Столбик жидкости в манометре будет перемещаться в первом случае на большее расстояние, чем во втором. Можно сделать вывод, что тела с темной поверхностью поглощают лучше энергию и сильнее нагреваются, а также быстрее охлаждаются путем излучения.

Способность тел по-разному поглощать и излучать энергию находит широкое применение.

Темная, вспаханная почва сильнее нагревается излучением, но быстрее и охлаждается, чем почва, покрытая растительностью. В ясные, безоблачные ночи почва сильно охлаждается — излучение от почвы беспрепятственно уходит в пространство. Если же погода облачная, то облака закрывают Землю и играют роль своеобразных экранов, защищающих почву от потери энергии путем излучения. Одним из средств повышения температуры участка почвы и припочвенного воздуха служат теплицы, которые позволяют полнее использовать излучение Солнца. Стекло хорошо пропускает видимое солнечное излучение, которое, попадая на темную почву, нагревает ее, но хуже пропускает невидимое излучение, испускаемое нагретой поверхностью Земли.

Воздушные шары и крылья самолетов красят серебристой краской, чтобы они не нагревались солнцем. Если же нужно использовать солнечную энергию, например, для нагревания некоторых приборов, установленных на искусственных спутниках Земли, то эти части окрашивают в черный цвет.

Раздел I I Описание опыта

Приборы и оборудование: настольная лампа (100Вт), две пустые коробки, листы цветного картона, комнатный цветок.

Опыт проводится в три этапа.

Этап 1.

Берем обе коробки и устанавливаем их на одинаковом расстоянии от лампы, чтобы они получали одинаковое количество света. Ставим горшок с растением между лампой возле первой коробки таким образом, чтобы тень покрывала ее большую часть. Включаем лампу. Измеряем температуру воздуха в обоих коробках через 1 час

Результат:

во II коробке-26°С

Этап 2

Накрываем одну коробку черным картоном, другую белым. Устанавливаем коробки на одинаковом расстоянии от лампы, так, чтобы они получали одинаковое количество света. Измеряем температуру в коробках до эксперимента и после 30 минут работы лампы.

Результат:

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-22,5°С

во II коробке-27°С

Этап 3

Проводим в несколько этапов. Накрываем одну коробку красным картоном,. Устанавливаем коробки на одинаковом расстоянии от лампы, так, чтобы они получали одинаковое количество света. Измеряем температуру в коробках до эксперимента и после 30 минут работы лампы. Повторяем с картоном коричневого и зеленого цвета, фольгой.

Результат:

красный картон

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-23°С

во II коробке-24,5°С

коричневый картон

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-23°С

во II коробке-26°С

зеленый картон

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-23°С

во II коробке-23,5°С

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-23°С

во II коробке-22°С

Данный опыт отчётливо показал влияние цвета поверхности на изменение температуры. Нужно учесть, что при проведении опыта не были учтены все факторы (отражающая способность поверхности, толщина покрытия), влияющие на конечный результат. Поэтому данные температуры представлены не как абсолютные величины. Результаты опыта представлены в виде диаграмм.

Вывод

Мы рассмотрели способность тел в зависимости от состояния поверхности поглощать энергию. И опытным путем доказали, что тела с темной поверхностью, лучше поглощают энергию и сильнее нагреваются. Для нашего региона, где продолжительность светового дня доходит до 2200часов, иногда бывает трудно поддерживать оптимальный температурный режим и использовать принципы энергосбережения. Поэтому опираясь на полученный результат, можно сделать выводы: 1.Цвет нашего дома (особенно кровля) тоже играет важную роль в поддержании температурного режима. Светлые цвета больше отражают солнечный свет. Темные цвета, наоборот, поглощают. Если выкрасить свой дом в светлые цвета, то в течение лета он будет более прохладным, а зимой меньше отдавать тепла. 2.Растения своей тенью блокируют попадание солнечного света. Таким образом, летом они помогают нам поддерживать прохладу в доме. Зимой же, когда листья с деревьев опадают, то солнечный свет проникает в дом, нагревая его. Используя данные выводы, мы сможем сократить расход энергии в наших домах.

Литература

Перышкин А.В., Родина Н.А. Физика. Просвещение, 1989.-191с
М.С. Кузей Уроки физики. Мн, «Народна асвита», 1972
Ж.В. Иванова Физика» Ранок», 2008
Т. Фещенко, В. Вожегова Справочник школьника. Физика. Аст, 1996
// [электронный ресурс ] http://spareworld.org/rus/energysaving
//[электронный ресурс ] http://extraplex.com.ua/

Приложение

Опыт №1

Опыт №2

После того, как вы определили свой цветовой тип внешности и усвоили теоретические знания о цветовых гаммах, которые вам идут, стоит научиться разделять оттенки на теплые и холодные.

Многие из нас не имеют художественного образования и с первого взгляда не готовы определить теплый это оттенок или холодный.

В интернете существует множество иллюстраций, которые показывают разделение цветов по температуре.

Но большинство из них показывают лишь чистые цвета, которых в природе не так много.

Слишком грубое разделение цветов может вас только запутать. А такие картинки вообще сформируют ошибочное представление о цветах, ведь это неправильно считать, что красно-оранжева гамма – это теплые цвета, а сине-зеленая – холодные.

Как же научиться определять температуру цвета?

Во-первых, вы должны понимать, что цвета постоянно перетекают один в другой. Что, например, красный цвет может иметь, как теплые, так и холодные оттенки.

Чистые цвета можно встретить лишь на картинках. В одежде же намного чаще используются смешанные цвета, более сложные и глубокие.

Сравните эти два оттенка синего:

На первой картинке синий более глубокий и насыщенный и не имеет белого пигмента, в отличии от второй картинки, которая прям веет холодом.

Про любой цвет, например, фиолетовый холодный, можно сказать «этот оттенок холоднее другого». Посмотрите на эти два наряда. На первом фото больше белого пигмента и сама ткань придает образу более холодный оттенок.

Взгляните на красные цвета:

На этих примерах четче видно, где холодный цвет, а где теплый.

В основном теплый или холодный подтон придают такие оттенки:

Теплым цвет делают: красный, канареечно-желтый или оранжевый оттенок.

Холодным: белый, серый, голубой, синий, черный или лимонно-желтый оттенок.

Когда перед вами находится наряд, например, зеленого цвета, не стоит сразу вспоминать, к какой гамме он относится. Попробуйте разглядеть в нем другие оттенки. Первый холодный, второй — теплый.

Второй пример зеленых образов:

Первый явно теплее второго. Надеемся, у вас уже получается определить температуру цвета.

Но не волнуйтесь, если сразу будет сложно. Все приходит с опытом.

Пример фиолетового цвета:

Как видите, на первой фото фиолетовый разбавлен красным оттенком, что сразу наполнило цвет теплотой.

Так что не стоит грубо разделять цвета и думать что вам, например, теплому цветотипу, синий цвет не идет. Просто выбирайте оттенки синего с теплым подтоном. Для холодных цветотипов все еще проще, вам нужно всего лишь теплый цвет разбелить белым или затемнить черным.

Также материал может придавать цвету температуру. Матовая, замшевая фиактура придает теплоту, а блестящие ткани делают цвета более холодными.

Наш мир никогда не был монохромным, в нем заключено огромное количество тонов и цветовых переходов. Специалисты утверждают, что человек может различить примерно два процента оттенков от того, что доступно глазам птиц и некоторых насекомых. Вместо устаревшей и несовершенной системы разложения белого света на семь базовых цветовых полос художники, дизайнеры и визажисты разработали свою таблицу теплых и холодных цветов, потому что для живописи и колористики энергетика восприятия, тон и оттенки давно стали важнее, чем сам цвет.

Зачем нужна таблица цветов

Если быть точным, то семь базовых, фундаментальных цветов в природе существуют только в нашем восприятии для нашего зрения. Колористика реально доказала, что для человеческого глаза существуют только три базовых цветовых составляющих - желтый, красный и синий, плюс дополнительный белый. Из этих трех составляющих может быть получен любой цвет или оттенок, а теплым или холодным его может сделать добавка более или менее горячего, чем фоновый цвет.

В колористке существует четкое деление цветов на три группы:

К теплым тонам относят желтый, красный и оранжевый;
В группу холодных включают синий, голубой, фиолетовый;
Зеленый могут в равной степени относить одновременно к теплым и к холодным, но, по мнению специалистов, зеленый колер является родственником белого цвета, то есть, полностью равновесным.

К сведению! Такое деление на теплый и холодный является достаточно условным, проще было бы использовать понятие свободной энергии. Но проблема состоит в том, что оттенки теплого и холодного содержания необходимо систематизировать и, главное, подбирать по совместимости, исходя из восприятия человека, а не на основе данных приборов.

У человека нет дополнительных органов чувств, с помощью которых можно было бы попробовать оттенок «на зуб», осталось только рецепторное ощущение тепла и холода, которое мы и пытаемся использовать при классификации на холодную и горячую основы.

Использование таблицы холодных и теплых цветов

Практическое применение градации на холодные и теплые цвета основывается отчасти на психологии человека на основании нескольких правил взаимного влияния:

Определение «холодный» или «теплый» происходит только на основании собственного психологического опыта и стереотипа человека. Так, например, белый и голубой ассоциируются со льдом и снегом, поэтому их комбинация может признаваться холодной;
Контактирование на одном цветовом поле двух зон выраженного теплого и холодного цвета взаимное равновесное влияние. Например, при контакте синего и красного цветов первый становится мягче, теплее, второй эмоционально становится пронзительнее и жестче;
Смешение цветовых основ между собой с добавлением белого позволяет управлять зрительной температурой цвета.

К сведению! Таблица с помощью последних двух пунктов пытается описать механизм, как можно сделать восприятие оттенка более теплым или холодным, так как ассоциативный метод не дает 100% результат.

Та же комбинация белого с голубым у разных людей может вызывать абсолютно разные ассоциации. Для одних это холодный голубой лед и снег, для других это раскаленное голубое небо вокруг белого солнца. Поэтому от психологии перешли к температуре цветовой матрицы.

Как изменять температуру цвета

Проще всего проиллюстрировать эффект изменения температуры цвета на трех наиболее важных для нас цветах, желтом, зеленом и красном.

Для теплого желтого цвета увеличить температуру можно только добавлением оттенков с более низкой энергетикой, например, красного, как в таблице.

К более теплым, чем базовый желтый, относят, например, медово-желтый, цвет одуванчика или подсолнуха.

Для перехода в более холодные тона добавляют зеленый или голубой.

Красный цвет энергетически более теплый, чем желтый, поэтому управлять его температурой сложнее. Градация энергетики разных оттенков красного воспринимается сложнее всего.

Чтобы сделать красный цвет более холодным, приходится сдвигать его фон в сторону фиолетового с помощью добавки синего и серого.

Утепление красного выполнить намного проще с помощью добавки желтого.

Зеленый цвет изменяется по температурному насыщению значительно проще, так как он может быть получен смешением двух компонентов с разной температурой - желтого и голубого. Процедура придания необходимой энергетики фактически сводится к усилению одной из цветовых составляющих.

Как уже говорилось ранее, цвета обладают тремя характеристиками - по одной из пары.
теплый-холодный
мягкий - яркий
светлый - насыщенный

Сегодня остановимся на различении теплых и холодных цветов

Сначала разберемся с хроматическими цветами

Для наглядности еще раз посмотрите на цветовой круг:

Как вы помните, все хроматические цвета можно составить из трех первичных цветов - красного , желтого и синего .

Красный и желтый психологически воспринимаются нами как теплые цвета, потому что ассоциируются с огнем и солнцем.

Синий психологически воспринимается нами как холодный цвет, потому что ассоциируется с водой и льдом.

Соответственно, те цвета, в которых преобладают красный и желтый, считаются теплыми (оранжевый , красный , желтый ), те же, в которых преобладает синий цвет (синий , голубой , сиреневый ), считаются холодными .

Те цвета, которые содержат равное количество теплого и холодного цвета (зеленый = желтый+синий , фиолетовый = синий+красный), обычно считаются нейтральными.

Теперь вернемся к тому, что все вторичные и третичные цвета состоят из двух хроматических цветов в разных пропорциях (при добавлении третьего появляется серый оттенок, но туда мы пока углубляться не будем). Тот цвет который преобладает, обычно и определяет цвет, тон (overtone).
Однако, в колористике немаловажен и другой цвет, входящий в состав оттенка. Этот цвет называется полутоном (undertone) . Полутона делают цвета внутри одного оттенка "теплыми" и "холодными" . Например, теплый красный и холодный красный. Холодный полутона - синие. Теплые полутона - желтые и красные. У оранжевого цвета не бывает холодных полутонов - это единственный абсолютно теплый цвет.

Вот примеры теплых и холодных оттенков одного и того же цвета:

Первый столбик - теплые полутона, второй - холодные полутона

Обычно, когда говорится о сочетании цветов, комбинируют цвета с одинаковым полутоном. В теории цветотипов под холодными и теплыми цветами подразумеваются как раз цвета с холодными и теплыми полутонами.

Общие правила сочетания цветов в зависимости от полутона:
Цвета с одинаковым полутоном хорошо сочетаются. Цвета с разными полутонами плохо сочетаются, однако, в одежде их можно иногда комбинировать в малых количествах для расставления акцентов.

Сравните:
1 картинка - холодный фиолетовый (полутон синий) +холодный зеленый (полутон синий) - гармонично
2 картинка - холодный фиолетовый (полутон синий)+ теплый зеленый (полутон желтый) - дисгармония

В природе обычно сочетаются цвета с одним полутоном

Холодные полутона : холодный синий, голубой, холодный яркий красный, бордовый, холодный зеленый, светло-серый.

Теплые полутона : теплый желтый, желто-оранжевый, красная глина, теплый зеленый, оливковый, болотный

Теперь, что касается ахроматических цветов :

Чистые черный, белый и серый считаются холодными цветами - они хорошо гармонируют с ними.

Серый средней насыщенности может иногда выступать как нейтральный цвет, в силу того, что является соединением двух противоположных цветов.