Научно-исследовательская работа «Загадочный мир цвета» (физика, 11 класс)

Тема: Загадочный мир цвета.

«Аннотация».

  Мир, в котором мы живем, чрезвычайно богат красками. Но почему мы видим маки красными, а колокольчики голубыми, ромашки белыми с желтым, а деревья и траву зелеными? Ведь все они освещены одним и тем же белым солнечным дневным светом. А что такое свет? Чтобы найти ответы на все эти вопросы я выполнила целый комплекс различных оптических экспериментов. Изучила особенности таких явлений, как дисперсия, дифракция, интерференция. Рассмотрела теорию цветного зрения, провела опыты по смешиванию цветов, поняла, как цветовые схемы используются в технологии воспроизведения изображения (цветное телевидение, цветная печать). В итоге я пришла к выводу, что вопрос о восприятии света и цвета человеком далеко не прост. Основная сложность состоит в том, что, помимо чисто физического преобразования световых сигналов в формировании ощущения цвета большую роль играет нервная система человека. Цвет – это волны определенного рода электромагнитной энергии, которые после восприятия глазом и мозгом человека преобразуются в цветовые ощущения, а эффекты, вызываемые действием цветного света, различны для людей. Используя, анкетирование и проведя, исследования дыхания, давления, частоты пульса и реакции зрачка на свет я доказала, что между психофизическими характеристиками цвета и психофизиологической организацией человека существует зависимость. Цвет может вызывать приятные и неприятные чувства. И это широко используется в нашей жизни: реклама товара, агитация, пропаганда, дизайн одежды, интерьера, цветотерапия и прочие. Ощущение цвета – субъективная характеристика света, зависящая от свойств зрения. Объективной же характеристикой является спектральный состав света. Я изучила кривую видности и определила спектральные границы чувствительности человеческого глаза. Глаз человека обладает удивительной способностью к адаптации-приспособлению к различным световым потокам. Днем глаз наиболее чувствителен к центральной, желтой части спектра, ночью максимум чувствительности смещается в сине-зеленую область. Чтобы убедиться в справедливости данных фактов я провела несколько занимательных опытов. С каждым столетием цвет все больше и больше несет для нас информации, показывая свое огромного влияния. Как прав был Френсис Бэкон, сказав «Цвет - это жизнь».

Тема: Загадочный мир цвета.

«План исследований».

«Дороги мне клейкие, распускающиеся весной листочки, дорого голубое небо», - говорил Иван Карамазов, один из самых мрачных героев, порожденных гением Достоевского. Солнечный свет всегда был и остается для человека символом вечной юности, всего лучшего, что может быть в жизни. Чувствуется взволнованная радость человека, живущего под Солнцем: «Пусть всегда будет Солнце, пусть всегда будет небо». Темное царство, царство мрака – это не просто отсутствие света, а символ всего тяжелого, гнетущего душу человека. Поклонение Солнцу – древнейший и прекраснейший культ человечества. Это сказочный бог Кон-Тики перуанцев, это божество древних египтян – Ра. На самой заре своего существования люди смогли понять, что Солнце – не божество, а раскаленный шар, но благоговейное отношение к нему останется у человечества навсегда. Даже физик, привыкший иметь дело с точной регистрацией явлений, испытывает такое чувство, будто он совершает кощунство, говоря, что свет Солнца – это электромагнитные волны определенной длины и ничего больше. На шкале электромагнитных волн видимый свет занимает крохотную полоску, зажатую между ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами. (3) А, ведь в жизни человека свет играет исключительно важную роль. 80% информации о мире человек получает через глаза, воспринимая свет, который излучают или отражают окружающие нас предметы. (6) Цвет - одно из очевидных свойств света. Наш глаз способен различить до 300 оттенков.(14) Не многие живые существа могут похвастаться такими способностями. Но для того чтобы использовать весь потенциал нашего цветного зрения, нужно знать, как оно работает, и понимать свойства света. Учет вышеизложенных фактов определил тему моей работы: «Загадочный мир цвета». Цель работы: рассмотреть объективный и субъективный аспекты механизма цветного зрения, доказать, что цвет эмоционально воздействует на человека, вызывая определенные физиологические реакции. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить литературу по данной теме.
2. Исследовать явления дисперсии, дифракции, интерференции.

3. Изучить и составить хронологию работ И. Ньютона по оптике.

4. Исследовать цветовые предпочтения учащихся.

5. Исследовать психофизиологические особенности человека в зависимости от цвета.
6. Определить спектральные границы чувствительности человеческого глаза.
7. Проанализировать полученный результат эксперимента.

8. Создать фотогалерею и презентацию.

Гипотеза: Формирование цветового ощущения - сложный процесс. Психофизиологические особенности человека зависят от цвета.

Объект исследования: человек.

Предмет исследования: свет от естественных и искусственных источников.

Мир, в котором мы живем, чрезвычайно богат красками. Но почему мы видим маки красными, а колокольчики голубыми, ромашки белыми с желтым, а деревья и траву зелеными? Ведь все они освещены одним и тем же белым солнечным дневным светом. Что такое цвет? И почему он вызывают у людей чувство восхищения, удивления, любопытства? В своей работе я попыталась найти ответы на данные вопросы.

Формирование цветового ощущения - сложный процесс. Исследуя природу цветов, я выполнила целый комплекс различных оптических экспериментов. Изучила особенности таких явлений как дисперсия, дифракция, интерференция. Создала фотогалерею своих исследований.

Я составила хронологию работ И. Ньютона по оптике, так как именно этот ученый пришел к новой теории цветов. Она вызвала бурную полемику, потому что никак не вписывалась в представления эпохи. Многие современники Ньютона пытались объяснить образование спектра в рамках старых теорий, основываясь на гипотезе, что окраска выходящего из призмы света связана с разными углами падения лучей на её поверхность. Результаты экспериментов проверялись более 50 лет, но в итоге весь научный мир согласился с выводами английского ученого. (2)

Вопрос о восприятии света и цвета человеком далеко не прост. Основная сложность состоит в том, что, помимо чисто физического преобразования световых сигналов в формировании ощущения цвета большую роль играет нервная система человека. Взаимосвязь эмоций и цвета является закономерной, обусловленной, с одной стороны, психофизическими характеристиками цвета, а с другой — психофизиологической организацией человека. Цвет может вызывать приятные и неприятные чувства. Это свойство цвета и позволяет психологам определить эмоциональный склад характера человека. Мной было проведено исследование цветовых предпочтений учащихся обоего пола в возрасте от 11 до 17 лет.

Я исследовала влияние цвета на дыхание, давление и частоту пульса, доказав тем самым, что цвет эмоционально воздействует на человека и вызывает определенные физиологические реакции.

Кроме всего сказанного, тема «Загадочный мир цвета» заинтересовала меня, ещё и своей красотой. Законы оптики вывели ученые, а писатели, поэты, художники, ювелиры показали красоту света в своих творениях. Поэтому я решила сделать фотографии различных световых явлений. В процессе работы я поняла, что научное познание природы и её поэтическое восприятие идут рука об руку, взаимно обогащая друг друга. Знание физики природных явлений позволяет ещё сильнее ощутить их внутреннюю гармонию и красоту; в свою очередь, ощущение этой красоты есть дополнительный и притом мощный стимул к дальнейшему исследованию.

Таким образом, в процессе работы я использовала следующие методы исследования:
1. Работа с научной литературой.
2. Проведение констатирующего эксперимента, с целью выяснения физических свойств и особенностей света.

3. Анкетирование, с целью выявления цветовых предпочтений учащихся.

4. Проведение эксперимента, с целью исследования влияние цвета на дыхание, давление и частоту пульса человека.

5. Анализ полученных результатов и соотнесение его с гипотезой.

Я изучила много литературы во время работы над статьей. Так, например, в пособии Гершензона Е.М. «Курс общей физики» можно найти ответы на многие вопросы. Что такое свет? Дисперсия, интерференция, дифракция? Проследить эволюцию взглядов на природу света. Узнать особенности образование цветов. Эти же вопросы рассмотрены в учебниках Мякишева Г.Я., Пинского А.А., Касьянова В.А., в книге Кл. Э. Суорц «Необыкновенная физика обыкновенных явлений».

Интересно пособие для учителей и учеников Горева Леонида Александровича «Занимательные опыты по физике» и книга Перельмана «Занимательная физика». Авторы предлагают провести различные опыты, в которых проявятся свойства и особенности света.

В журнале «Квант» я прочитала интересную статью Буздина А.И., Кротова С.С. «Что и как мы видим». В ней рассмотрены объективные и субъективные аспекты механизма зрения.

В процессе работы я пришла к простому выводу: с каждым столетием цвет все больше и больше несет для нас информации, черпая свою значимость из реальной действительности, и его воздействие определяется целой суммой факторов, куда входит социальный опыт человека.

Тема: Загадочный мир цвета.

«Научная статья (описание работы)».

  В обыденной речи слово "свет" мы используем в самых разных значениях: «свет мой, солнышко, скажи…», «ученье – свет, а неученее – тьма...». В физике термин "свет" имеет гораздо более определенное значение. Первые представления древних ученых о том, что такое свет, были весьма наивны. Существовало несколько точек зрения. Одни считали, что из глаз выходят особые тонкие щупальца и зрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов. Эта точка зрения имела большое число последователей, среди которых был Эвклид и Птолемей. Другие, наоборот, считали, что лучи испускаются светящимся телом и, достигая человеческого глаза, несут на себе отпечаток светящегося предмета. Такой точки зрения придерживались Лукреций, Демокрит.(6) Однако позже, уже в средние века, такое представление о природе света теряет свое значение. Все меньше становится ученых, следующих этим взглядам. В 17 веке почти одновременно возникли и начали развиваться две совершенно разные теории о том, что такое свет и какова его природа. Одна из этих теорий связана с именем Ньютона, а другая – с именем Гюйгенса. Ньютон придерживался так называемой корпускулярной теории света, согласно которой свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны. Согласно же представлениям Гюйгенса, свет – это поток волн, распространяющихся в особой, гипотетической среде – эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел. Обе теории длительное время существовали параллельно. Ни одна из них не могла одержать решающей победы.

Такое неопределенное положение относительно природы света сохранялось до начала 19 века, когда были открыты явления дифракции и интерференция света. Эти явления присуще исключительно волновому движению. Поэтому казалось, что волновая теория одержала окончательную и полную победу. Такая уверенность особенно окрепла, когда Максвелл показал, что свет есть частный случай электромагнитных волн. Однако в начале 19 века представления о природе света начали коренным образом изменяться. Неожиданно выяснилось, что отвергнутая корпускулярная теория все же имеет отношение к действительности.

При излучении и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц. Были обнаружены квантовые свойства света. Возникла необычная ситуация: явления интерференции и дифракции по-прежнему можно объяснить, считая свет волной, а явления излучения и поглощения – считая свет потоком частиц. Эти два, казалось бы, несовместимых друг с другом представления о природе света в 30-х годах 20 века удалось непротиворечивым образом объединить в новой выдающейся физической теории – квантовой электродинамике. (13)

Одно из очевидных свойств света – это цвет. Очевидное, но непонятное. Цвет может привлекать и отталкивать, вселять чувство спокойствия и комфорта или возбуждать и тревожить. Какое физическое свойство света создает столь прекрасные ощущения? Теорий было много, но только Исаак Ньютон провел систематические исследования и получил ответ на этот вопрос. (2) (Таблица №1 «Хронология работ Ньютона по оптике»). (Приложение № 1). Он доказал ложность представлений о возникновении цветов из смешения темноты и белого цвета, «никакого цвета не возникает из белизны и черноты, смешанных вместе, кроме промежуточных темных», «свет состоит из всех цветов».

Так, же как и Ньютон, исследуя природу цветов, я выполнила целый комплекс различных оптических экспериментов. Пропуская свет через стеклянную призму, обнаружила, что он имеет сложный состав. Свет состоит из излучений различной преломляемости и различного цвета. Степень преломляемости и цвет излучения связаны взаимно однозначно. Зависимость показателя преломления света от его цвета Ньютон назвал дисперсией. Дисперсия присуща всем средам, кроме абсолютного вакуума. Явление дисперсии - это первый шаг к пониманию природы цвета. Основательно понять дисперсию смогли лишь после того, как была выяснена зависимость цвета от частоты колебаний или длины световой волны.(1) (Таблица №2 «Интервалы длин волн и частот и соответствующие им цвета видимой части спектра») (Приложение № 2)

Спектральное разложение белого света на составляющие монохроматические цвета можно осуществить и за счет интерференции. Многие видели интерференционную картину, когда в детстве развлекались пусканием мыльных пузырей или наблюдали за радужным переливом цветов тонкой пленки керосина на поверхности воды. Именно интерференция света делает мыльный пузырь столь достойным восхищения. Солнечные лучи преломляются и переливаются разными цветами радуги в зависимости от длины световых волн, угла преломления и толщины стенок пузыря. Узор в виде концентрических кругов часто виден в прижатых друг к другу тонких пластинках. Классическая демонстрация этого явления была описана Ньютоном и носит название колец Ньютона. Хотя Ньютон и изучал это явление, но не приписывал его к проявлениям волнового движения.(11) В 1802 году английский ученый Томас Юнг первым пришел к гениальной мысли о возможности объяснения цветов тонких пленок сложением двух волн, одна из которых отражается от наружной поверхности пленки, а вторая – от внутренней. Явление наложения двух световых пучков, при котором в одних местах волны друг друга усиливают, а в других — гасят или ослабляют, называют интерференцией света. Интерферируют только когерентные волны, волны одинаковой частоты, разность фаз которых в любой точке остается постоянной во времени.

Другой пример интерференции волн дает дифракция. Долгоиграющие пластинки, компакт диски, перья птиц часто отбрасывают цветные блики. Дифракция света в узком смысле - явление огибания светом препятствий и попадание света в область геометрической тени; в широком смысле - всякое отклонение при распространении света от законов геометрической оптики.(11)

Вернемся к опыту по разложению света с помощью трехгранной призмы. Выделяя излучения одного какого-либо цвета из спектра и вторично пропуская их через призму, я нашла, что они больше не расщепляются в спектр, так как являются простыми, или однородными по составу. Ньютон подвергал однородные излучения всевозможным преобразованиям: преломлению, фокусированию, отражению от различно окрашенных поверхностей. Он показал, что данное однородное излучение не может изменить своего первоначального цвета, каким бы преобразованиям оно не подвергалось. Ученый в своей книге «Оптика, или Трактат об отражении, преломлении и цветах света» описывает несколько способов осуществления синтеза (обратный спектральному разложению процесс) белого света из его монохроматических составляющих. В частности он использовал прибор, изготовленный на манер гребня. Если держать гребень перед глазом так, чтобы его зубцы закрывали весь спектр, а потом быстро перемещать вдоль спектра (скорость я подбирала), то цветная полоска на экране кажется белой.(10) Таким образом, зная, что белый свет имеет сложный состав, можно объяснить удивительное многообразие красок в природе.

У Ньютона мы впервые находим деление науки о цвете на две части: объективную — физическую и субъективную, связанную с чувственным восприятием. Ньютон пишет "Подобно тому, как колебательные движения воздуха, действуя на ухо, вызывают ощущение звука, действие света на глаз производит ощущение цвета". Ньютон дал правильное объяснение цветам естественных тел. Его объяснение можно привести дословно. "Эти цвета происходят оттого, что некоторые естественные тела отражают одни сорта лучей, другие тела — иные сорта обильнее, чем остальные. Сурик отражает наиболее обильно наименее преломляемые лучи, создающие красный цвет, и поэтому кажется красным. Фиалки отражают обильнее всего наиболее преломляемые лучи, благодаря чему имеют этот цвет; так же и другие тела. Всякое тело отражает лучи своего собственного цвета более обильно, чем остальные, и благодаря избытку и главенству их в отраженном свете обладает своей окраской".(7) Вообще же человеческий глаз способен различать в спектре солнечного света до 300 различных цветовых оттенков.(14)

Ньютону принадлежат первые опыты по оптическому смешению цветов, а также по классификации и количественному их выражению. Он считал, что существует семь основных цветов, смешением которых можно получить все существующие в природе цвета. Это красный, оранжевый,  желтый,  зеленый,  голубой, синий и фиолетовый  - цвета спектра солнечного света. Ньютон впервые ввел цветовой график, получивший название цветового круга. Цветовой круг, представляет собой окружность, вдоль которой располагаются цветовые тона от красного до пурпурного. Чтобы найти правильную цветовою схему, необходимо использовать любые два цвета друг напротив друга, любые три цвета на равном расстоянии при формировании треугольника или любой из четырех цветов, образующих прямоугольник (две пары цвета друг напротив друга). Цветовые схемы остаются правильными независимо от угла поворота и используются в технологии воспроизведения изображения. На основе цветового графика и графического сложения цветов логически напрашивается вывод, что любой цвет может быть получен смешением всего трех цветов. Я это проверила. Действительно, желтый и оранжевый есть сочетание зеленого и красного, голубой — зеленого и синего. Тоже касается всех остальных цветовых тонов, которые могут быть получены комбинацией красного, зеленого и синего, что и используется, например, в цветном телевидение и при цветной печати.

Хотелось бы отметить тот факт, что благодаря цвету можно оценить поверхностную температуру таких удаленных объектов как звезды. Горячие звезды выглядят бело-голубыми (короткие длины волн), холодные – красными (длинные волны). Спектральная классификация звезд содержит и другие цвета.(15)

И в завершение - еще один цветной сюжет из области физики, но элементарных частиц. Экзотические крупицы материи - кварки приобрели «окраску». Они бывают трех цветов – красного, синего и зеленого. Обычный протон, состоящий из трех «цветных» кварков будет «белым», то есть «бесцветным». Таким образом, современная физическая наука способна с уверенностью говорить о цвете даже таких объектов, как кварки и звезды.(14)

Потребовалось более ста лет после смерти Ньютона, чтобы этот основной закон цветоведения был окончательно установлен и нашел свое объяснение в предположении о трехцветной природе зрении.

Согласно теории цветного зрения, высказанного впервые в 1736 году М.В. Ломоносовым, глаз человека обладает светочувствительными элементами, воспринимающие цвета трех видов. Светочувствительная сетчатая оболочка глаза (ретина) имеет два вида рецепторов. Цвет в глазе воспринимается рецепторами – колбочками, расположенных в сетчатке глаза. Особенно много колбочек на противоположном от зрачка стороне глаза. Колбочки чувствительны к красному, синему и зеленому цветам, остальные получаются смешиванием этих цветов. Кроме колбочек, в сетчатке имеются более чувствительные к свету рецепторы-палочки, которые, однако, не способны различать цвета. Обычно при восприятии цвета раздражаются все три или два вида нервных окончаний (колбочек), и тогда глаз воспринимает сложный цвет. Глаз ощущает белый цвет, когда все виды нервных окончаний раздражаются одновременно и в одинаковой степени. Серый цвет ощущается глазом при одновременном раздражении нервных окончаний, но меньшей силы; черный цвет получается при отсутствии раздражения. Преобладающее раздражение какого-либо одного рецептора вызывает восприятие соответствующего цветного тона.(7) Глаз человека обладает различной чувствительностью к разным участкам спектра. В таблице №3 (Приложение №3) приводятся характеристики спектральной чувствительности глаза человека при дневном освещении.

Я поставила задачу: определить спектральные границы чувствительности человеческого глаза. В процессе ее решения использовала прибор для определения длины световой волны. С помощью дифракционной решетки получила спектры. Для определения границ я вычислила длину волны, соответствующую красной границе воспринимаемого глазом спектра и длину волны фиолетового края. В эксперименте участвовали три человека, с разными дефектами зрения. Получила следующие результаты.

Таким образом, спектральные границы чувствительности глаза соответствуют табличным данным (Таблица №2) (Приложение №2).

Глаз человека обладает удивительной способностью к адаптации-приспособлению к различным световым потокам, мощность которых изменяется на двенадцать порядков – от 10 до 10 Вт. Некоторые данные о чувствительности глаза человека к белому свету можно найти в таблице №4. (Приложение №4) (12) При увеличении яркости зрачок сужается и снижается чувствительность колбочек и палочек. Наилучшим для глаза является поперечник зрачка, равный 2-3мм. При таком размере зрачка некоторые люди могу различать два объекта, видимые под углом несколько угловых минут.

Днем глаз наиболее чувствителен к центральной, желтой части спектра, ночью максимум чувствительности смещается в сине-зеленую область. Выражение «ночью все кошки серы» связано с физиологией зрения, снижением чувствительности глаза при плохой освещенности и смещением максимума чувствительности. (5) Привыкший к темноте глаз – самый чувствительный в природе световой прибор, он способен воспринимать световую энергию (при длине волны 500нм), равную энергии нескольких фотонов.(12)

Чтобы убедиться в справедливости данных фактов я провела ряд интересных опытов. Взяла отрезок разноцветной материи, спиртовку и поваренную соль. Фитиль спиртовки посыпала солью и зажгла, электрический свет выключила. Отрезок разноцветной ткани оказался серым, а пламя спиртовой лампы было желтым. Как видим в этом опыте, цвет тела зависит от состава падающего света и от отражательных свойств тела. При освещении желтым светом наблюдается серый цвет материи, так как освещенность слабая.(4)

Поставила перед одной из свечей рюмку с подкрашенной красной краской водой. К удивлению, тень фигурки, отбрасываемая этой свечой, оказалась зеленовато-голубой. Секрет кроется в особенностях зрения. Если глаз утомлен рассматриванием какого-нибудь цвета, то он становится особенно восприимчивым к цвету дополнительному (дополнительными называются цвета, которые при сложении дают белый цвет). Для красного цвета дополнительным является зеленовато-голубой цвет. Если воду подкрасить фиолетовыми чернилами, тень станет желто-зеленой.

Если посмотреть через красное стекло на надпись сделанную красным по белому, то можно увидеть только красный фон. Красные буквы сливаются с красным фоном. Глядя через то же стекло на надпись, сделанную голубым по белому, то можно отчетливо увидеть черные буквы на красном фоне. Красное стекло не пропускает голубых лучей, а только красные. На этом свойстве цветных стекол основано действие анаглифов – картин, напечатанных особым способом и дающих тот же эффект, что и стереоскопические фотографии. (9)

В «Учении о цвете» И.В. Гете писал: «цвет — продукт света, вызывающий эмоции». Когда мы говорим: «почернел от горя; покраснел от гнева, позеленел от злости, посерел от страха», то не воспринимаем эти выражения буквально, а интуитивно связываем эмоциональные переживания человека, со способным выразить их цветом. Первым фактом, с которым сталкивается каждый исследователь - отношения эмоции и цвет, является то, что оно не носит случайного произвольного характера, эмоции и цвет «сцеплены» между собой на очень глубокой основе. Вы наверняка по себе заметили, что цвет может вызывать приятные и неприятные чувства. Это свойство цвета и позволяет психологам определить эмоциональный склад характера человека. Психофизические характеристики цвета и параметры эмоций указаны в таблице №5 (Приложение №5) Мной было проведено исследование цветовых предпочтений учащихся обоего пола в возрасте от 11 до 17 лет. Усредненный ранговый ряд их цветовых выборов имел следующий вид:

1. Красный;

2. Черный;

3. Желтый.

Молодые люди, в большинстве предпочитают красный цвет. Чем старше люди, тем больше им нравятся приглушенные цветовые тона.

Известно, что есть мужчины и женщины, которые в силу своего поведения и образа жизни очень рано утрачивают свежесть и непринужденность и производят впечатление стариков. В цветовом тесте они отклоняют активные цвета, красный и желтый, и выбирают серый, коричневый, темно – зеленый. Эти приглушенные тона, которые обычно предпочитают пожилые люди, выбираются биологически молодыми людьми и в тех случаях, когда их жизненная сила снижена разочарованиями, невротическими нарушениями или изнурительной болезнью. Если спросить пожилых людей, выбирающих в качестве любимых цветов красный и желтый, насколько старыми они себя чувствуют в действительности, то можно услышать: "Конечно, физически за молодыми я не угонюсь, но чувствую себя как 35 – летний".

Взаимосвязь эмоций и цвета является закономерной, обусловленной, с одной стороны, психофизическими характеристиками цвета, а с другой — психофизиологической организацией человека. Из этого следует, что определенные формы отношения к цвету у человека несут информацию об его темпераменте, характере и личности. На вопрос имеет ли цвет значение в вашей жизни:77% учащихся ответили да, имеет;23% - нет, не имеет.

Французский врач Ферро исследовал взаимосвязь производительности труда и цвета. Он установил, что при работе, рассчитанной на короткий срок, производительность труда увеличивается при красном свете, а синем – снижается. При длительной работе повышению производительности труда способствует зеленый свет, а фиолетовый снижают ее. Эти исследования относятся, прежде всего, к физическому труду, к мышечной работе, но их результаты обязательно следует учитывать и при умственном труде.(7)
Цвет – это определенная длина волны, но эффекты, вызываемые действием цветного света, различны для людей, что подтверждается опытом. Я исследовала влияние цвета на дыхание, давление и частоту пульса. В эксперименте участвовали ученики 5-го, 11-х классов и учителя школы. В течение 5 минут испытуемые смотрели на оранжево – красный цвет. Для измерения давления и пульса я использовала электронный тонометр. Произошло то, что я ожидала: после рассматривания оранжево – красного цвета вегетативные функции повысились. На темно – синий цвет нервная система учеников и учителей реагировала обратным образом – наступало успокоение: пульс становился спокойнее, давление в крови снижалось, а дыхание замедлялось. То, что произошло с учениками, случается со всеми людьми во всем мире. "Язык" цветов интернационален.

Клинические наблюдения цветового воздействия на человека, позволяют дать цветам следующие психофизические и психофизиологические характеристики:

1. Красный — согревающий, энергичный, активизирует все функции организма; используется для лечения ветряной оспы, скарлатины, кори и ряда кожных заболеваний; на короткое время увеличивает мускульное напряжение, повышает кровяное давление, ускоряет ритм дыхания.

2. Желтый — тонизирующий, бодрящий, стимулирующий деятельность ЦНС, оказывает лечебное воздействие при заболеваниях пищеварительного тракта, печени, почек, ревматизме.

3. Зеленый — уменьшает кровяное давление и расширяет капилляры, успокаивает, снимает напряжение, облегчает невралгии и мигрени, используется при лечении астмы, ларингита.

4. Синий — замедляет сердечную активность, действует седативно, успокаивающее действие может перейти в тормозящее, депрессию. Синие лучи применяют при лечении воспалительных заболеваний глаз, ветрянке, скарлатине. (7)

Школы исцеления с помощью цвета существовали еще в Древнем Египте, где в древних храмах Гелиополиса сила цвета использовалась как в культовых целях, так и для исцеления. Храмы строились по отношению к солнцу таким образом, чтобы солнечный свет, попадая внутрь, распадался на семь цветов радужного спектра.

С каждым столетием цвет все больше и больше несет для нас информации, и теперь есть такое понятие как «цвет культуры», цвет политических движений и обществ. Действительно, люди могут не только воспринимать цвета, но и вызывать их в своем воображении. Достоверно установлено, что каждый цвет вызывает подсознательные ассоциации. Я предложила своим одноклассникам несколько вопросов. Некоторые ответы мне показались интересными. Красный цвет вызывает ассоциации: страх, жару, опасность, скорость, любовь. Зеленый: неприязнь, безразличие, спокойствие. Желтый: радость, восторг, улыбку, солнце. Проведя анализ анкеты, я пришла к простому выводу: цвет черпает свою значимость из реальной действительности, и его воздействие определяется целой суммой факторов, куда входит социальный опыт человека. Например, между цветовым решением рекламы и естественным восприятием человека существует определенная зависимость. Когда видишь хорошие рекламные фильмы, листаешь буклеты, разглядываешь плакаты, непременно обращаешь внимание на выразительность цветовых решений. Все продумано до мелочей. Все очень красиво, все работает на цель - привлечь внимание, заинтересовать рекламируемым товаром.

Например, контрастные цвета (желтый – черный) особенно подходят для маркировки опасных участков на предприятии. Низкие помещения могут стать "выше", если окрасить потолки в светло – зеленый или светло – голубой цвет.

Таким образом, цвет эмоционально воздействует на человека, вызывает определенные физиологические реакции. В подтверждение огромного влияния силы цвета можно привести слова известного специалиста по технической эстетике Жака Вено: «Цвет способен на все: он может родить свет, успокоение или возбуждение. Он может создать гармонию или вызвать потрясение: от него можно ждать чудес, но он может вызвать и катастрофу».(7)

Библиография.

1. Мякишев Г.Я. Физика. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. – М.: Просвещение, 2010.- 399с.

2. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика. Ч.2. – М.: Мир энциклопедий Аванта+, 2007.- 432с.

3. Григорьев В.И., Мякишев Г.Я. Силы в природе. /Книга В.И. Григорьев, Г.Я. Мякишев – М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы 1983, 416с.

4. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике./Книга для учителя Л.А. Горев – М.: Просвещение, 1985.-175с.

5. Пинский А.А Физика. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/А.А. Пинский – М.: Просвещение, 1999.- 432с.

6. Пинский А.А Физика. Астрономия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/А.А. Пинский – М.: Просвещение, 1996.- 303с.

7. Интернет-ресурсы.

8. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н. «Курс общей физики»/ учебное пособие для студентов - М. «Просвещение»,1981,-240с.

9. Перельман Занимательная физика. Книга для учащихся/ Перельман – М. Просвещение, 1985.- 272с.

10. Журнал Физика в школе №1 1989г. Внеклассная работа по оптике. И.В. Попов, Ю.М. Мамонтова с.128-133

11. Кл. Э. Суорц Необыкновенная физика обыкновенных явлений. Том 2./Книга Суорц Кл.Э. - М. Наука, 1987.-384с.

12. А.С. Енохович Справочник по физике и технике/Учебное пособие для учащихся Енохович А.С. - М. Просвещение,1989,-224с.

13. Касьянов В.А Физика. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/В.А. Касьянов – М.: Просвещение, 2009.- 366с.

14. Журнал «Квант» Буздин А.И., Кротов С.С. «Что и как мы видим». 1988 № 3. - 34-37с.

15. Д. Моше Астрономия: книга для учащихся/ Моше Д. - М. Просвещение,1985,-255с.

Глоссарий.

Адаптация зрения - удивительная приспосабливаемость зрения человека к восприятию окружающих предметов при изменении освещенности в больших пределах.

Волна - изменяющееся со временем пространственное чередование максимумов и минимумов любой физической величины

Диоптрия - единица измерения оптической силы линзы.

Дисперсия света - явление зависимости скорости света в веществе от частоты света.

Дифракция - явление нарушения целостности фронта волны, вызванное резкими неоднородностями среды.

Интерференция света - сложение световых волн, при котором обычно наблюдается характерное пространственное распределение интенсивности света (интерференционная картина) в виде чередующихся светлых и тёмных полос вследствие нарушения принципа сложения интенсивностей

Источник света - любое тело, излучающее свет.

Линза - прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Нормаль - это перпендикуляр, восстановленный к поверхности в точке, в которой луч отражается от поверхности.

Полутень - это та область, в которую попадает свет от части источника света.

Преломление - изменение направления распространения волны при прохождении из однородной среды в другую.

Свет - электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбужденном состоянии веществом, воспринимаемое человеческим глазом. Под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра.

Световой луч - это линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света.

Спектр - последовательность монохроматических излучений, каждому из которых соответствует определенная длина волны электромагнитного колебания.

Тень - это та область пространства, в которую не попадает свет от источника.

Угол падения - это угол между нормалью и падающим лучом.

Угол преломления - угол между преломленным лучом и нормалью к границе раздела сред.

Угол отражения - угол между нормалью и отраженным лучом.

Цвет - качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов.

Приложение № 1.

Таблица №1. «Хронология работ Ньютона по оптике».

Приложение № 2.

Таблица №2. «Интервалы длин волн и частот и соответствующие им цвета видимой

части спектра».

Приложение №3.

Таблице №3 Чувствительность глаза человека к световым волнам различной длины.

Приложение №4.

Таблице №4 «Чувствительность глаза человека к белому свету».

Приложение №5.

Таблице №5. «Психофизические характеристики цвета».