ظلال ملونة


   

ظلال ملونة

ليست كل الظلال سوداء.

 

عندما تسطع أضواء ذات ألوان مختلفة على البقعة نفسها على سطح أبيض، فإن الضوء المنعكس من تلك البقعة إلى عينيك يسمى مزيجًا مضافًا؛ لأنه مجموع الضوء بأكمله؛ يمكننا التعرف إلى إدراك اللون البشري باستخدام الأضواء الملونة لعمل مزيج ألوان مضافة.

 

 

     

 

عرض فيديو

الأدوات والخامات

     
   

  • مصابيح حمراء وخضراء وزرقاء.
  • طريقة لتوصيل المصابيح الثلاثة في الوقت نفسه وتوجيه ضوئها بالتوازي على السطح الأبيض نفسه.
  • سطح أبيض، مثل حائط أو قطعة من لوحة ملصقات بيضاء (ورق أبيض مُلصق على ورق مقوى صلب يعمل أيضًا بشكلٍ جيدٍ).
  • أي جسم صلب رفيع مثل قلم رصاص أو مسطرة (غير مصورة).

التجميع

  1. أعد المصابيح والسطح الأبيض، الذي سيكون شاشتك، بحيث يسقط الضوء من المصابيح الثلاثة على المنطقة ذاتها من الشاشة، وتكون جميع المصابيح على المسافة نفسها تقريبًا من الشاشة.
  1. للحصول على أفضل النتائج، ضع المصباح الأخضر بين المصباحين الأحمر والأزرق.

 

 


 

ماذا تفعل وماذا تلاحظ؟

أظلم الغرفة قدر الإمكان. ثم أنر الإضاءات الملونة الثلاثة، ووجهها جميعًا نحو شاشتك البيضاء، واضبط مواضع المصابيح حتى تحصل على الضوء «الأكثر بياضًا» الذي يمكنك إصداره على الشاشة.

ضع غرضًا ضيقًا معتمًا، مثل قلم رصاص، بالقرب من الشاشة. اضبط المسافة حتى ترى ثلاثة ظلال ملونة مميزة على الشاشة.

أزل الجسم وأطفئ أحد الأضواء الملونة، ولاحظ كيف يتغير اللون على الشاشة. ضع الجسم أمام الشاشة مرةً أخرى ولاحظ ألوان الظلال. حرك الجسم بالقرب من الشاشة حتى تتداخل الظلال. لاحظ لون الظلال المدمجة.

كرر الخطوة السابقة بإطفاء مصباح مختلف بينما يظل الآخران منيرين، ثم مرة ثالثة حتى تجرب كل التركيبات الممكنة. كرر مرةً أخرى بإنارة لونٍ واحدٍ فقط في كل مرة، ثم بإنارة الألوان الثلاثة معًا. غير حجم الجسم والمسافة من الشاشة. جرب استخدام يدك كأنها جسم.


 

ما الذي يحدث؟

تحتوي شبكية العين، التي تغطي الجزء الخلفي من العين، على مستقبلات ضوئية تسمى القضبان والمخاريط. تستخدم القضبان للرؤية الليلية وتسمح لك بالرؤية بظلال رمادية فقط. لديك نوع واحد فقط من القضبان ولكن لديك ثلاثة أنواع من المخاريط. تتيح لك المخاريط رؤية الألوان طالما أن المكان ليس مظلمًا تمامًا.

تستجيب جميع أنواع المخاريط الثلاثة إلى نطاق واسع من الأطوال الموجية، ولكن أحد الأنواع هو الأكثر حساسية للأطوال الموجية الطويلة (الطرف الأحمر من الطيف)، ونوع واحد للأطوال الموجية المتوسطة، ونوع واحد للأطوال الموجية القصيرة (الطرف الأزرق من الطيف). وباستخدام هذه الأنواع الثلاثة من المخاريط فقط، يمكننا إدراك أكثر من مليون لون مختلف.

عندما يسطع ضوء أحمر وضوء أزرق وضوء أخضر على الشاشة، تبدو الشاشة بيضاء لأن هذه الأضواء الملونة الثلاثة تحفز جميع أنواع المخاريط الثلاثة في عينيك بالتساوي تقريبًا، مما يخلق إحساسًا باللون الأبيض؛ لذلك يُطلق على اللون الأحمر والأخضر والأزرق الألوان الأولية المضافة للضوء.

باستخدام هذه الأضواء الثلاثة، يمكنك إنشاء ظلال من سبعة ألوان مختلفة –الأزرق والأحمر والأخضر والأسود والسماوي والأرجواني والأصفر– عن طريق منع مجموعات مختلفة من الأضواء. عندما تحجب ضوئين، ترى ظلًا للون الثالث —على سبيل المثال، احجب الضوءين الأحمر والأخضر وستحصل على ظل أزرق. إذا حجبت مصباحًا واحدًا فقط، تحصل على ظل يكون لونه مزيجًا من الاثنين الآخرين. احجب الضوء الأحمر وسيمتزج الضوءان الأزرق والأخضر؛ لإنشاء لون سماوي؛ احجب الضوء الأخضر، وسيكون الضوءان الأحمر والأزرق لونًا أرجوانيًّا؛ احجب الضوء الأزرق وسيكون الضوءان الأحمر والأخضر لونًا أصفر، إذا حجبت الأضواء الثلاثة، تحصل على ظل أسود.

 

يد توضح تأثير الظلال الملونة.

 

يمكنك تحقيق التأثير نفسه عن طريق إطفاء المصابيح الكهربائية المختلفة. إذا أطفأت الضوء الأحمر لتترك فقط الضوءين الأزرق والأخضر، فستظهر الشاشة بأكملها باللون السماوي. وعندما تمسك غرضًا أمام الشاشة، سترى ظلين، أحدهما أزرق والآخر أخضر. في مكانٍ واحدٍ، يحجب الجسم الضوء القادم من المصباح الأخضر، تاركًا ظلًا أزرق؛ وفي الموقع الآخر، يحجب الضوء من المصباح الأزرق، تاركًا ظلًا أخضر.

عندما تحرك الجسم بالقرب من الشاشة تتداخل الظلال، تاركةً ظلًا داكنًا للغاية (أسود)؛ إذ يحجب الجسم كلا الضوءين. عندما تطفئ الضوء الأخضر تاركًا الضوئين الأحمر والأزرق، ستظهر الشاشة بلون أرجواني، وهو مزيج من الأحمر والأزرق؛ وستكون الظلال حمراء وزرقاء. عندما تطفئ الضوء الأزرق تاركًا الضوءين الأحمر والأخضر، ستظهر الشاشة باللون الأصفر؛ وستكون الظلال حمراء وخضراء.

قد يبدو غريبًا أن يختلط الضوء الأحمر مع الضوء الأخضر لتكوين ضوء أصفر على شاشة بيضاء؛ ما يحدث هو أن مزيجًا معينًا من الضوء الأحمر والأخضر يحفز المخاريط في عينيك تمامًا كما يحفزها الضوء الأصفر –أي بالضوء من الجزء الأصفر من الطيف– لذلك لا تستطيع عينك ملاحظة الفرق. سواءً كان مزيجًا من الضوء الأحمر والأخضر أو الضوء الأصفر وحده –فكلما حفزت المخاريط في عينيك بهذه النسب فقط، سترى اللون الأصفر.


 

المضي قُدمًا

إذا تركت الضوء من المصابيح الثلاثة يسطع من خلال ثقب في بطاقة مثبتة على مسافة مناسبة من الشاشة، فسترى ثلاث بقع منفصلة من الضوء الملون على الشاشة، واحدة من كل مصباح. (اجعل الفتحة كبيرة بما يكفي للحصول على رقعة من الألوان يمكنك رؤيتها حقًّا). إذا حركت البطاقة بالقرب من الشاشة، فسوف تتداخل بقع الضوء في النهاية وسترى مزيجًا من كل زوج من الألوان.

إذا كنت ترغب في إجراء مزيد من التجارب، اكتشف ما يحدث عند استخدام ألوان مختلفة من الورق أو لوحة الملصقات كشاشة. جرب الورق الأصفر أو الأخضر أو الأزرق أو الأحمر أو الأرجواني، وهكذا.


 

المصادر

شاهد هذا الفيديو لترى العاملين في معهد المعلمين وهم يقدمون هذا النشاط في ورشة عمل مصممة لمساعدة المعلمين في جلب الوجبات الخفيفة إلى الفصل الدراسي.


 

Exploratorium, 2020 

by the Exploratorium 2020 ©