One of the most striking properties about life is that it has color. To understand the phenomenon of color, it helps to think about light as a wave. But, before we get to that, let's talk a little bit about waves in general. Imagine you're sitting on a boat on the ocean watching a cork bob up and down in the water. The first thing you notice about the motion is that it repeats itself. The cork traces the same path over and over again... up and down, up and down. This repetitive or periodic motion is characteristic of waves. Then you notice something else... using a stopwatch, you measure the time it takes for the piece of cork to go over its highest position down to its lowest and then back up again. Suppose this takes two seconds. To use the physics jargon, you've measured the period of the waves that cork is bobbing on. That is, how long it takes a wave to go through its full range of motion once. The same information can be expressed in a different way by calculating the wave's frequency. Frequency, as the name suggest, tells you how frequent the waves are. That is, how many of them go by in one second. If you know how many seconds one full wave takes, then it's easy to work out how many waves go by in one second. In this case, since each wave takes 2 seconds, the frequency is 0.5 waves per second. So enough about bobbing corks... What about light and color? If light is a wave, then it must have a frequency. Right? Well... yes, it does. And it turns out that we already have a name for the frequency of the light that our eyes detect. It's called color. That's right. Color is nothing more than a measure of how quickly the light waves are waving. If our eyes were quick enough, we might be able to observe this periodic motion directly, like we can with the cork and the ocean. But the frequency of the light we see is so high, it waves up and down about 400 million million times a second, that we can't possibly see it as a wave. But we can tell, by looking at its color, what its frequency is. The lowest frequency light that we can see is red and the highest frequency is purple. In between all the other frequencies form a continuous band of color, called the visible spectrum. So, what if you had a yellow pencil sitting on your desk? Well, the sun emits all colors of light, so light of all colors is hitting your pencil. The pencil looks yellow because it reflects yellow light more than it reflects the other colors. What happens to the blue, purple and red light? They get absorbed and the energy they are carrying is turned into heat. It is similar with objects of other colors. Blue things reflect blue light, red things reflect red light and so on. White objects reflect all colors of light, while black things do exactly the opposite and absorb at all frequencies. This - by the way - is why it's uncomfortable to wear your favorite Metallica t-shirt on a sunny day.
Одно из самых впечатляющих свойств жизни — это то, что она имеет цвет. Чтобы понять природу цвета, нужно думать о свете как о волне. Но прежде всего давайте поговорим немного о волнах в целом. Представьте, что вы сидите в лодке посреди океана, наблюдая, как поплавок тонет и всплывает в воде. Первое, что вы замечаете — движение повторяется. Поплавок всё снова и снова повторяет свой путь — вверх-вниз, вверх-вниз... Это повторяющееся, периодическое движение и является характеристикой волн. Но вот вы замечаете ещё кое-что... Вы засекаете на секундомере время, необходимое поплавку, чтобы достичь верхнего положения, затем нижнего и снова всплыть. Предположим, этот процесс занимает 2 секунды. Говоря на языке физиков, вы измерили период колебаний волн, двигающих поплавок, то есть время, нужное волне для преодоления за раз предела движения вверх-вниз. Эти же данные могут быть выражены другим способом при расчёте частоты волны. Частота, как следует из названия, показывает, как часто бегут волны, то есть, сколько волн проходит за одну секунду. Если вы знаете, сколько секунд занимает одна волна, легко посчитать, сколько волн проходит за одну секунду. Если волна занимает 2 секунды, частота составляет полволны в секунду. Ну и хватит о поплавках... Как насчёт света и цвета? Если свет — это волна, у него должна быть частота, не так ли? Да, так и есть. Оказывается, у нас уже есть название для частоты света, который распознают наши глаза. Мы называем её «свет». Это правильно, потому что свет — это не что иное, как измерение скорости колебания световых волн. Если бы наши глаза реагировали очень быстро, мы могли бы напрямую определять это периодическое движение, так же, как с поплавком в океане. Но частота света, который мы видим, очень высока — он колеблется вверх и вниз около 400 триллионов раз в секунду, так что мы неспособны видеть его как волну. Но мы можем определить его частоту по цвету, который видим. Свет самой низкой частоты, который мы можем видеть, — это красный, а самой высокой частоты — сиреневый. Свет всех частот между этими двумя цветами называется видимым спектром. Итак, что если на вашем столе лежит жёлтый карандаш? Солнце излучает свет всех цветов, и свет всех цветов падает на ваш карандаш. Он выглядит жёлтым потому, что отражает жёлтый цвет сильнее остальных цветов. А что происходит с синим, сиреневым или красным светом? Они поглощаются, и энергия, которую они несут, превращается в тепло. То же самое происходит с предметами других цветов. Синие предметы отражают синий свет, красные — красный, и так далее. Белые предметы отражают свет всех цветов, а чёрные — наоборот, поглощают свет всех частот. Вот почему вам будет некомфортно, если вы оденете любимую футболку группы Metallica в солнечный день.