من اكتشف ألوان ضوء الشمس

كيف اكتشف نيوتن اصل اللون

في ستينيات القرن السادس عشر، بدأ العالم الفيزيائي والرياضي الإنجليزي إسحاق نيوتن سلسلة من التجارب على ضوء الشمس والمنشورات، وأظهر أن الضوء الأبيض النقي يتكون من سبعة ألوان مرئية، وهي الألوان التي نشاهدها في قوس قزح، ومن خلال إنشاء الطيف المرئي علميا، فتح نيوتن الطريق أمام الآخرين لتجربة اللون بطريقة علمية، وأدى عمله إلى تقدم في علم البصريات والفيزياء والكيمياء والإدراك ودراسة اللون في الطبيعة وطاقة اللون وتأثيرها على الجسم

طور أرسطو نظرية الألوان واقترح أن جميع الألوان تنشأ من الأبيض والأسود (الضوء والظلام) وربطها بالعناصر الأربعة وهي الماء والهواء والأرض والنار، واستمرت معتقدات أرسطو حول اللون على نطاق واسع لأكثر من 2000 عام قبل أن يتم استبدالها بمعتقدات نيوتن

الأبتكس هو إحدى الأعمال العظيمة في تاريخ العلوم، حيث وثق نيوتن اكتشافاته من خلال تجاربه التي تمرر الضوء من خلال منشور، وحدد الألوان ROYGBIV وهي الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي التي تشكل الطيف المرئي، والطيف المرئي هو الجزء الضيق داخل الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمكن رؤيته بالعين البشرية.

ألوان الشمس

لون الشمس أبيض ، تنبعث من الشمس جميع ألوان قوس قزح بشكل متساوٍ إلى حد ما وفي الفيزياء ، نسمي هذا المزيج “الأبيض” ، ولهذا السبب يمكننا أن نرى العديد من الألوان المختلفة في العالم الطبيعي تحت إضاءة ضوء الشمس ، وإذا كان ضوء الشمس أخضر خالصًا ، فسوف يبدو كل شيء بالخارج أخضر أو ​​غامقًا ، ويمكننا أن نرى احمرار وردة وزرقة جناح الفراشة تحت أشعة الشمس لأن ضوء الشمس يحتوي على ضوء أحمر وأزرق ، والشيء نفسه ينطبق على جميع الألوان الأخرى ، وعندما يصمم مهندس المصباح الكهربائي مصباحًا من المفترض أن يحاكي الشمس ، وبالتالي يوفر إضاءة طبيعية ، فإنه يصمم مصباحًا أبيض ، وليس مصباحًا أصفر ، فإنك ترى جميع الألوان الأساسية الموجودة في قوس قزح وهو ضوء الشمس ينقسم بسبب الضباب ولا توجد ألوان مفقودة وهو دليل مباشر على أن ضوء الشمس أبيض.

الشمس تبعث جميع ألوان الضوء المرئي، وفي الواقع تبعث جميع ترددات الموجات الكهرومغناطيسية ما عدا أشعة جاما. وتشمل هذه الموجات موجات الراديو والموجات الميكروية والأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. تبعث الشمس كل هذه الألوان لأنها جسم حراري يبعث الضوء من خلال عملية الإشعاع الحراري. 

تتوهج الشمس بكل الألوان تمامًا كالصفحم الساخن أو عنصر الموقد الكهربائي الذي يضيء، ويتم ذلك بسبب درجة حرارتها، وهذا ما يجعل المصابيح المتوهجة تصدر ضوءًا يشبه ضوء الشمس بشكل جيد؛ حيث تحتوي هذه المصابيح على خيوط معدنية يتم تسخينها حتى تتوهج بنفس الطريقة التي تتوهج بها الشمس.

ضوء الشمس

ضوء الشمس الذي نشعر به على سطح الأرض تمت تصفيته بواسطة الغلاف الجوي وهو مختلف قليلاً ، يميل الغلاف الجوي إلى التشتت الأزرق والبنفسجي أكثر من الألوان الأخرى ، ونتيجة لذلك ، يكون ضوء الشمس المباشر على سطح الأرض أكثر احمرارًا قليلاً من ضوء الشمس في الفضاء ، وحول شروق الشمس وغروبها ، عندما ينتقل ضوء الشمس عبر غلاف جوي أكثر من المعتاد ، ويصبح ضوء الشمس على سطح الأرض أكثر حمراء ، ولكن الشمس نفسها تكون بيضاء.

ألوان الطيف 

وهي ألوان قوس قزح ومجموعاتها ، ويمكن تحديد المقدار الذي يساهم به كل جزء من طيف قوس قزح في شعاع من الضوء عن طريق تقسيم الشعاع بمنشور ، و يمكن تعريف اللون المدرك على أنه اللون الذي أبلغته العين البشرية إلى المخ ، وسوف تكشف الأداة التي تستخدم المنشور (مقياس الطيف) أن العين البشرية يمكن خداعها ، وقد تبدو مجموعات مختلفة من ألوان قوس قزح متشابهة للعين.

طيف الشمس

أي لون يأتي بعده سيكون لونًا طيفيًا، وهناك نوعان من توزيعات الألوان المهمة في الطبيعة:

• في الضوء المنبعث من المواد الصلبة أو السائلة أو الأجسام الكثيفة من الغازات الكثيفة مثل الشمس ، يتم توزيع الألوان بشكل مستمر ، ويعتمد توزيعها الدقيق (طيف الجسم الأسود) على درجة الحرارة التي يتم إنتاجها عندها ، وتشع اليد الدافئة في الغالب في الأشعة تحت الحمراء ، وقضيب الحديد المتوهج باللون الأحمر الكرز ، وخيوط المصباح صفراء زاهية ، و ضوء الشمس أبيض حار.
• لا يتم تشتيت ألوان الضوء الناتجة عن الذرات الفردية أو الجزيئات في الغاز المتخلخل بشكل مستمر، بل تتركز في نطاقات ضيقة في الطيف. تختلف الألوان حسب نوع الذرة أو الجزيء الناشئ عنها، تماما كما تختلف نغمة الشوكة الصوتية بناء على حجمها وسمكها ومادتها. تعرف هذه النطاقات الضيقة بأسماء الخطوط الطيفية، حيث يدخل الضوء في معظم أجهزة الطيف من خلال فتحة ضيقة، مما يتجلى كل انبعاث بشكل خط في الصورة الناتجة.

عجلة الألوان

تعود جذور عجلة الألوان إلى منتصف القرن السابع عشر عندما قاده عمل إسحاق نيوتن بالضوء الأبيض إلى اكتشاف الطيف المرئي للضوء ، اتضح أن نيوتن  شارك في مفهوم تشبيه تدوين اللون بالتدوين الموسيقي ، في عجلة الألوان الأصلية الخاصة به (1704) ، وقام إسحاق نيوتن بتضمين نوتات موسيقية مرتبطة باللون الذي يبدأ باللون الأحمر ويقسم الدائرة على سلم موسيقي بدءًا من D وينتهي بأوكتاف D ، ولم يكن مفاجئًا أن تكون الألوان البنفسجية تقع بجوار اللون الأحمر على عجلة الألوان ، حيث تعتبر هذه الألوان غير طيفية ومزيج من الضوء الأحمر والبنفسجي ، وهي من نماذج الالوان ، تتبع عجلة ألوان مونسيل والكتب الملونة اللاحقة ترتيبًا مشابهًا للون مثل عجلة ألوان إسحاق نيوتن ،  والألوان التي تمثل الطيف المرئي للضوء – ROY G BIV – الموضوعة على عجلة.

يبدو أن عجلة الألوان هي الطيف المرئي للألوان الموجودة على العجلة، ولكن الأساس الحقيقي لعجلة الألوان متجذر في تجارب إسحاق نيوتن مع المنشورات. قادت تجاربه إلى النظرية التي تقول بأن الأحمر والأصفر والأزرق هي الألوان الأساسية التي يتم اشتقاق جميع الألوان الأخرى منها، على الرغم من أن هذا الأمر ليس صحيحا تماما، إلا أنه لا يزال له تأثير في عجلات الألوان التي تم تطويرها في أوائل القرن التاسع عشر، بالإضافة إلى العجلة الألوان المستخدمة حاليا. ويتضمن ذلك أيضا نماذج الألوان الثانوية مثل البنفسجي والبرتقالي والأخضر، والتي تنتج عن خلط الألوان الأساسية. وتتكون عجلة الألوان من الألوان الثلاثية الأصفر والبرتقالي والأحمر، والبرتقالي والأحمر والأرجواني، والأزرق والأرجواني والأزرق، والأخضر والأصفر والأخضر 

قيمة عجلة الألوان تكمن في قدرتها على مساعدة المصممين في إنشاء لوحات جذابة من خلال تطبيق نظرية الألوان الأساسية واستخدام ألوان تكميلية متقابلة مثل الأحمر والأخضر على عجلة الألوان لإنتاج لوحات جذابة