Какая связь между цветом и звуком и почему такая связь есть?

Это удивительно, но существует тесная связь звука и цвета.
Звуки- это гармонические колебания, частоты которых относятся как целые числа и вызывают у человека приятные ощущения (консонанс). Близкие, но отличающиеся по частоте колебания вызывают неприятные ощущения (диссонанс). Звуковые колебания со сплошными спектрами частот воспринимаются человеком как шум.

Гармоничность всех форм проявления материи была еще давно замечена людьми. Пифагор считал отношения следующих чисел магическими: 1/2, 2/3, 3/4. Основной единицей, которой можно измерить все структуры музыкального языка, является полутон(наименьшее расстояние между двумя звуками). Простейший и основной из них — интервал. Интервал обладает своей окраской и выразительностью, зависящий от его величины. Из интервалов складываются и горизонтали (мелодические линии), и вертикали (аккорды) музыкальных построений. Именно интервалы являются той палитрой, из которой и получается музыкальное произведение.

Давайте попробуем разобраться на примере.

Что мы имеем:

— частота, измеряется в герцах (Hz), ее суть, по простому, сколько раз в секунду происходит колебание. Например, если вам удастся постучать по барабану со скоростью 4 удара в секунду, то это будет означать, что вы стучите с частотой 4Hz.

— длина волны — величина обратная частоте и определяет промежуток между колебаниями. Между частотой и длинной волны существует взаимосвязь, а именно: частота = скорость/длина волны. Соответсвенно, у колебания с частотой 4 Hz будет длина волны 1/4 = 0.25 м.

— каждая нота имеет свою частоту

— каждый монохроматический(чистый) цвет определяется своей длиной волны, и соответственно имеет частоту равную скорость света/длину волн

— нота находится на определённой октаве. Чтобы поднять ноту на одну октаву вверх, её частоту надо умножить на 2. Например, если нота Ля первой октавы имеет частоту 220Hz, то у Ля второй октавы частота будет 220×2 = 440Hz.

Если мы будем идти всё выше и выше по нотам, то заметим, что на 41 октаве частота будет попадать в спектр видимого излучения, который находится в диапозоне от 380 до 740 нанометров (405-780 THz). Вот тут мы и начинаем сопоставлять ноту определённому цвету.

Теперь наложим на эту схему на радугу. Окажется, что все цвета спектра укладываются в эту систему. Голубой и синий цвета, для эмоционального восприятия они идентичны, разница только в интенсивности окраски.

Оказалось то, что весь видимый человеческим глазом спектр помещается в одну октаву от Фа# до Фа. Следовательно тот факт, что человек выделяет в радуге 7 основных цветов, а в стандартной гамме 7 нот — это не просто совпадение, а взаимосвязь.

Визуально получается вот такая схема:

Значение A (например 8000A) — это единица измерения Ангстрем.

1 ангстрем = 1.0 × 10-10 метра = 0,1 нм = 100 пм

10000 Å = 1 мкм

Данная единица измерения часто используется в физике, поскольку 10−10 м — это приблизительный радиус орбиты электрона в невозбуждённом атоме водорода. Цвета видимого спектра измеряется тысячами ангстрем.

Видимый спектр света, простирается от около 7000 Å (красного) до 4000 (фиолетовый). Кроме того, для каждого из семи основных цветов, соответствующих частотам звука и расположению музыкальных нот октавы звук преобразуется в видимый человеком спектр.

Вот разбивка интервалов из одного исследования по взаимосвязи цвета и музыки:

Красный- м2 и б7 (малая секунда и большая септима), в природе сигнал опасности, тревоги. Звучание этой пары интервалов жесткое, резкое.

Оранжевый — б2 и м7 (большая секунда и малая септима), более мягкий, меньший акцент на тревогу. Звучание этих интервалов несколько спокойнее, чем предыдущего.

Желтый — м3 и б6(малая терция и большая секста), прежде всего ассоциирующий с осенью, ее грустным покоем и всем, что с этим связано. В музыке эти интервалы — основа минора, лада, который чаще всего воспринимается как средство выражения печали, задумчивости, скорби.

Зеленый — б3 и м6(большая терция и малая секста), цвет жизни в природе, как цвет листвы и травы. Данные интервалы — основа мажорного лада, лада светлого, оптимистического, жизнеутверждающего.

Голубой и синий — ч4 и ч5(чистая кварта и чистая квинта), цвет моря, неба, простора. Интервалы звучат таким же образом — широко, просторно, немного как бы в «пустоте».

Фиолетовый — ув4 и ум5(увеличенная кварта и уменьшенная квинта), самые любопытные и загадочные интервалы, они звучат совершенно одинаково и различаются только по орфографии. Интервалы, через которые можно уйти из любой тональности и прийти в любую другую. Они дают возможность проникнуть в мир музыкального космоса. Их звучание необыкновенно таинственно, неустойчиво, требует дальнейшего музыкального развития. Оно точно совпадает с фиолетовым цветом, таким же напряженным и самым неустойчивым во всем цветовом спектре.Этот цвет вибрирует и колеблется, очень легко переходит в цвета, его составляющие — красный и синий.

Белый — октава, диапазон, в который вписываются абсолютно все музыкальные интервалы. Она воспринимается как абсолютный покой. Слияние всех цветов радуги дает белый цвет. Октава выражается числом 8, кратным 4. А 4, по пифагорейской системе, символ квадрата, завершенности, окончания.

ДИСПЕРСИЯ. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Луч белого света, проходя через трехгранную призму не только отклоняется, но и разлагается на составляющие цветные лучи.
Это явление установил Исаак Ньютон, проведя серию опытов.

Опыты Ньютона

Опыт по разложению белого света в спектр:



или



Ньютон направил луч солнечного света через маленькое отверстие на стеклянную призму.
Попадая на призму, луч преломлялся и давал на противоположной стене удлиненное изображение с радужным чередованием цветов – спектр.



Опыт по прохождению монохроматического света через призму:



Ньютон на пути солнечного луча поставил красное стекло, за которым получил монохроматический свет (красный), далее призму и наблюдал на экране только красное пятно от луча света.


Опыт по синтезу (получению) белого света:

Сначала Ньютон направил солнечный луч на призму. Затем, собрав вышедшие из призмы цветные лучи с помощью собирающей линзы, Ньютон на белой стене получил вместо окрашенной полосы белое изображение отверстия.

Выводы Ньютона:

- призма не меняет свет, а только разлагает его на составляющие
- световые лучи, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости; наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, менее сильно – красные



- красный свет, который меньше преломляется, имеет наибольшую скорость, а фиолетовый - наименьшую, поэтому призма и разлагает свет.
Зависимость показателя преломления света от его цвета называется дисперсией.


Запомни фразу, начальные буквы слов которой дают последовательность цветов спектра:

"Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан".

Спектр белого света:




Выводы:

- призма разлагает свет
- белый свет является сложным (составным)
- фиолетовые лучи преломляются сильнее красных.

Цвет луча света определяется его частотой колебаний.

При переходе из одной среды в другую изменяются скорость света и длина волны, а частота, определяющая цвет остается постоянной.

Границы диапазонов белого света и его составляющих принято характеризовать их длинами волн в вакууме.
Белый свет – это совокупность волн длинами от 380 до 760 нм.



Где можно наблюдать явление дисперсии?

- при прохождении света через призму
- преломление света в водяных каплях, например, на траве или в атмосфере при образовании радуги
- вокруг фонарей в тумане.

Как объяснить цвет любого предмета?

- белая бумага отражает все падающие на нее лучи различных цветов
- красный предмет отражает только лучи красного цвета, а лучи остальных цветов поглощает
-
Глаз воспринимает отраженные от предмета лучи определенной длины волны и таким образом воспринимает цвет предмета.

38. РАССЕЯНИЕ СВЕТА ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ЧЕРЕЗ НЕГАТИВ

При изложении геометрических основ проекции было предположено, что от любой точки негативного изображения все лучи света, пройдя через объектив фотоувеличителя, дают ее изображение на экране. В реальных проекционных системах это условие из-за рассеяния света зернами серебра негативного изображения соблюдается только частично. Степень же рассеяния света негативом зависит от того, освещается ли он направленным, рассеянным или диффузно-рассеянным излучением. Вид же освещения в основном зависит от сорта стекла колбы электролампы, которая изготовляется из прозрачного, матового, молочного (опалового) стекла. Электролампа с колбой из прозрачног о стекла имеет направленное пропускание, характеризуемое тем, что ось пропущенного пучка света остается параллельной оси излучаемого пучка света, а его телесный угол не меняется. Электролампа с колбой из матированног о стекла обладает рассеянно-направленным пропусканием, характеризуемым увеличением телесного угла пучка света после его прохождения через стекло (рис. 65,а). Рис. 65. Индикатрисы рассеяния спета: а—матовым, б— опаловым стеклами, в—матовой поверхностью рефлектора; (—луч падающего света. Стрелками показаны рассеянныелучи Электролампа с колбой из молочног о или опаловог о стекла дает диффузно- рассеянное пропускание, характеризуемое тем, что ее колба приобретает яркость, равную во всех направления х излучения света (рис. 65,6). Направленный пучок света, проходя через почернение негатива, встречает на своем пути зерна металлического серебра изображения, количество которых пропорционально степени почернения. От этих зерен он многократно отражается в разных исправлениях, отчего его интенсивность каждый раз уменьшается из-за частичного поглощения зернами серебра. В результате направленный пучок света выходит из участка негатива частично рассеянным и ослабленным. Однако значительная часть его лучей (и тем большая, чем меньше почернение) пройдет через промежутки между зернами (см. рис. 26) серебра без рассеяния и сохранит свое направление. Таким образом, направленный пучок света по выходе из почернения становится направленно-рассеянным. Если у такого пучка и света измерить лучи, вышедшие из почернения, то их интенсивность можно изобразить в виде диаграммы, представленной на рис. 66. Слева на нем прямыми линиями показаны лучи света, падающие направленно на почернение. Для наглядности выделим из них чрезвычайно узкий пучок лучей и обозначим его Гц. Проходя через негативный слон, он рассеивается, причем некоторая часть света, пропущенная почернением, пойдет в направлении, показанном самой длинной стрелкой 1. Рис. 66. Индикатриса рассеяния света и негативом N при освещении его направленным светом Fo Эта часть света является продолжением падающего луча Fy. В направлении стрелок 2, симметричных по отношению к стрелке 1, свет рассеивается меньше. Количество света, рассеянного в направления х, обозначенных стрелками 3, еще меньше и т. д. Соединяя концы стрелок, получим кривую в виде колбы с сильно вытянутой шейкой. Она характеризует рассеяния на- правленного света почернениями негатива. Такая кривая называется индикатрисой рас- сеяния. Рис. 67. Индикатриса рассеяния света и при освещении негатива N диффузно-рассеянным светом При освещении негатива рассеянным пучком света, содержащего значительный процент направленных лучей, его состав после выхода из почернения изменяется мало. Уменьшается только его интенсивность из-за поглощения света серебром изображения. В случае освещения негатива диффузно-рассеянным пучком света он по выходе из почернения будет также диффузно-рассеянным, отчего индикатриса его рассеяния примет вид полуокружности (рис. 67). Пучок света, вышедший из почернения, называется интег ральным, ( ∑F )- Он состоит из двух потоков: направленног о, или регулярног о (FII ), лучи которого сохранили первоначальное направление пучка, падавшего на почернение (F0), и рассеянног о, или диффузног о (FII), лучи которого изменили свое первоначальное направление. Таким образом; ∑F =FII +FII. Если почернения негатива измерять, освещая их направленным пучком света, то их оптические плотности будут больше по сравнению с плотностями, измеренными при освещении почернений диффузно-рассеянным пучком света.

Цвет - это ощущение, возникающее в органе зрения при воздействии на него света, т.е. свет+зрение=цвет.

Свет - это электромагнитное волновое движение. Длины волн видимого цвета заключены в интервале от 380 н.м. до 760 н.м. См. рис.

н.м. 760 н.м.

Волны с длиной волны менее 380 н.м. - это ультрафиолет, а с длиной более 760 н.м. - это инфракрасный свет. В табл. 1 показана зависимость цвета от длины волны видимого спектра.

Длина волны, н.м.

Цвет

760-620

Красный

620-585

Оранжевый

585-575

Желтый

575-550

Желто-Зеленый

550-510

Зеленый

510-480

Голубой (Сине-Зеленый)

480-450

Синий

450-380

Фиолетовый

табл.1

В видимом спектре человеческий глаз различает 120 цветов. Эти цвета принято выделять в три группы:

1) Коротко-волновая (380-500 н.м.). Входят цвета: Фиолетовый, Сине-Фиолетовый, Синий, Голубой.

2) Средне-волновая (500-600 н.м.). Входят цвета: Зелено-Голубой, Зеленый, Желто-Зеленый, Желтый, Желто-Оранжевый, Оранжевый.

3) Длинно-волновая группа (700-760 н.м.) Входят цвета: Оранжевый, Красно-Оранжевый, Красный.

Все цвета подразделяются на: хромотические, ахромотические, полухромотические.

Ахромотические - Белый, черный, и все оттенки серого. В этот спектр входят лучи всех длин волн в равной степени, причем энергия отдельных лучей составляющих эту смесь одинакова.

Хромотические цвета - все спектральные и многие природные. В этот спектр входят все лучи, но есть преобладание какой-либо волны (максимум). Например, в спектре красного цвета, красные лучи (760-620 н.м.) несут большую часть энергии всего потока.

Полухромотические цвета - земляные цвета, т.е. цвета смешаны с ахромотическими цветами.

Психофизические характеристики цвета:

1) Цветовой тон. Это качество цвета, которое позволяет сравнить его с одним из спектральных или пурпурным цветом (кроме хромотических) и дать ему название.

2) Светлота. Это степень отличия данного цвета от черного. Она измеряется числом порогов различия от данного цвета до черного. Чем светлее цвет, тем выше его светлота. На практике принято заменять этот понятие понятием "яркость". Яркость цвета - это коэффициент отражения (Р) равный отношению отраженного светового потока (Fотр) к падающему (Fпад) взятое в процентах:

Р=(Fотр/Fпад)*100

3) Насыщенность. Это степень отличия данного хромотического цвета от равномерного по энергонасыщенности светового потока ахромотического. Измеряется тоже числом порогов различия от цвета до серого. (Так же можно сказать, что это доля пигментов в изначальном чистом цвете). Заменяется понятием чистота. Чистота - это доля чистого спектрального цвета в общей смеси данного цвета или это доля чистого пигмента в красочной смеси.

Цветовой тон + Насыщенность = Цветность

Ахромотические цвета не имеют цветового тона и насыщенности.

Цветовой ряд. Это последовательность цветов, у которых, по крайней мере одна характеристика общая, а другие закономерно изменяются от одного цвета к другому. Цветовые ряды имеют свои названия, в зависимости от того, какие характеристики в них изменяются.

1) Ряд убывающей чистоты и возрастающей яркости. Этот ряд делается разбеливанием, т.е. добавлением белого цвета к спектральному.

2) Ряд убывающей насыщенности (приглушение).

3) Ряд убывающей яркости и убывающей насыщенности (зачернение).

4) Ряд по цветовому тону. Это смешение двух соседних спектральных цветов (причем в пределах не более 1/4 интервала светового круга).

Температура цвета. Это его относительная теплота или холодность.

Теплые: Красный, Красно-Оранжевый, Оранжевый, Желто-Оранжевый, Желтый, Желто-Зеленый.

Холодные: Голубой (Сине-Зеленый), Синий, Сине-Фиолетовый, Фиолетовый.

Самый горячий: Красно-Оранжевый.

Самый холодный: Голубой (Сине-Зеленый).

Нейтральные ( Зеленый и Пурпурный).

Цветовые круги. Принято выделять две группы цветовых кругов: физические (за основу взят 7-ступенчатый цветовой круг Ньютона) и физиологические ( за основу взят цветовой круг 6-ступенчатый круг Гете).

1) Цветовой 7-ступенчатый круг Ньютона.

2) Восьмеричный круг. В XIX веке был получен Грассмоном. Он его упростил, и чтобы сделать четным вводит пурпурный цвет.

3) 10-ступенчатый круг. Американский ученый Максвел добавляет к восьмеричному кругу еще два цвета: Желто-Зеленый и Зелено-Голубой. Цвета расположенные друг против друга в этом круге являются взаимодополняемыми. В круг входят: Красный, Оранжевый, Желтый, Желто-Зеленый, Зеленый, Зелено-Голубой, Голубой, Синий, Фиолетовый, Пурпурный.

4) Круг Гете. Содержится 6 цветов:Красный, Желтый, Зеленый, Голубой, Синий, Фиолетовый. В этом круге цвета, расположенные друг против друга контрастны.

5) На основе 6-ступенчатого круга был создан 12-ступенчатый, путем добавления промежуточных цветов. На рисунке можно проследить весь процесс получения 12-ступнчатого круга из трех основных цветов. В круг входят следующие цвета: Красный, Красно-Оранжевый, Оранжевый, Желто-Оранжевый, Желтый, Желто-Зеленый, Зеленый, Голубой, Синий, Сине-Фиолетовый, Фиолетовый, Пурпурный.

Смешение цветов. Существует два различных типа смешения цветов.

1) Слагательное смешение (или аддитивное). Физическая сущность этого типа смешения заключается в суммировании световых потоков(лучей) тем или иным способом. Виды слагательного смешения:

- пространственное. Это совмещение в одном пространстве различно-окрашенных световых лучей (мониторы, театральные рампы).

- оптическое смешение. Это образование суммарного цвета в органе зрения человека, тогда как в пространстве слагаемые цвета разделены (поинтилистическая живопись).

- временное. Это особый вид смешения. Его можно наблюдать при смешивании цветов дисков, помещенных на спецприбор "вертушка" Максвела.

- бинокулярное. Это эффект разноцветных очков (одна линза одного цвета, вторая - другого).

Основные цвета смешения: Красный, Зеленый. Синий.

Правила слагательного смешения:

* При смешении двух цветов расположенных по хорде 10-ступенчатого круга получается цвет промежуточного цветового тона. Пример: Красный + Зеленый = Желтый.

* При смешении противоположных цветов в 10-ступенчатом круге получается ахромотический цвет.

2) Вычитательное смешение (или субтрактивное). Его сущность заключается в вычитании из светового потока какой-либо его части путем поглощения, например при смешении красок, при наложении полупрозрачных слоев друг на друга, при всех видах наложения или пропускания.

Основное правило: всякое ахромотическое тело (краска или фильтр) отражает или пропускает лучи своего собственного цвета и поглащает цвет дополнительный к собственному.

Основные цвета при вычитательном смешении: Красный, Желтый, Синий.

Музыкально-цветовая синестезия — разновидность хроместезии (так называемого «цветного слуха»), при котором музыкальные звуки вызывают у человека цветовые ассоциации.

Речь идёт о некой связи абсолютной высоты музыкальных звуков и/или тональностей с определёнными цветами. Следует различать зрительноевосприятие, образность мышления и собственно музыкально-цветовую синестезию: образностью мышления в той или иной степени обладает каждый человек, тогда как синестетический цветной слух явление довольно редкое, и, по словам некоторых современных музыкантов, обладателей такой способности, — довольно неприятное и трудноконтролируемое, главным образом из-за повышенной чувствительности к окружающему человека в повседневной жизни информационному шуму.

Существуют редкие, необыкновенные случаи, имеющие исключительное аффективное основание. Таков случай цветного слуха. Известно, что относительно происхождения этого явления было высказано несколько гипотез. По эмбриологической гипотезе это могло бы быть следствием неполной дифференциации между чувствами зрения и слуха и фактом случайного оживания такой особенности, которая в некоторую отдаленную эпоху была может быть общим правилом в человечестве. Анатомическая гипотеза предполагает сообщения или анастомозы между центрами зрительных и слуховых ощущений в головном мозгу. Затем есть физиологическая гипотеза нервной иррадиации и психологическая, видящая здесь ассоциацию. Последняя гипотеза по-видимому соответствует наибольшему числу случаев, если не всем; но, как заметил Флурнуа, здесь может быть речь только об "аффективной" ассоциации. Два безусловно разнородных ощущения, как например синий цвет и звук и, могут походить друг на друга по общему отзвуку, какой имеют они в организме некоторых исключительных личностей, и именно этот эмоциональный фактор является здесь связью в ассоциации. Заметим, что эта гипотеза объясняет такое гораздо более редкие случаи цветного оттенка в обонянии, вкусе и чувстве боли, то есть анормальную ассоциацию между известными цветными оттенками и определенными вкусами, запахами и болями.