Jsou barvy skutečné, nebo je to jen iluze?

Základním požadavkem pro vnímání barev je existence světla. Pro organismy na naší planetě je nejdůležitějším zdrojem světla hvězda Slunce. Sluneční světlo se nám jeví jako bílé, ale ve skutečnosti zahrnuje celé barevné spektrum. Dokazuje to každá dešťová kapka i optický hranol Isaaca Newtona.

Když je tedy nějaký pozemský objekt ozářen Sluncem, dopadá na něj směs všech barev. Samotný objekt je tvořen určitými atomy a molekulami. Tyto částice některé barevné složky slunečního světla pohlcují a jiné je mohou odrážet. Světlo odražené od pozemských objektů už tedy neobsahuje všechny barvy, ale jen některé. Například od okvětních lístků slunečnice se odráží jen žluté světlo, a my je proto vnímáme jako žluté.

Barvy tedy vnímáme proto, že je sluneční světlo obsahuje všechny, ale jen některé se od okolních předmětů odráží do našich očí. Pokud se od předmětu odrazí všechny barvy, bude se nám jevit jako bílý. Pokud se od jiného předmětu neodrazí žádná barva, bude se nám jevit jako černý.

Co když ale použijeme jako zdroj světla místo denního slunce červený laser? Nebo modrou zářivku ve výtahu? Nebo zapadající slunce?

Všichni už jsme si mnohokrát prožili a uvědomili, jak je při vycházejícím nebo zapadajícím slunci ozářený svět oranžovější, červenější. Při pohledu na slunce to smysl dává. Pokud na nás nesvítí slunce „žluté“, ale „červené“, letí na náš svět atmosférou převážně červená složka slunečního světla. Proto i od nás samých se odráží více červeného světla než během dne, a všichni jsme pak o něco červenější.

Barva předmětu je tedy závislá nejen na tom, kterou barvu předmět odráží, ale také na tom, jakým zdrojem světla je ozářen. Dokonce by bylo vhodnější napsat, že v prvé řadě je barva předmětu dána použitým zdrojem světla a až v druhé řadě tím, jak na dané světlo bude předmět reagovat (které barvy použitého světla pohltí a kterou odrazí). Tu odraženou pak vidíme a prohlásíme, že právě tuto barvu předmět má.

Situace samozřejmě bude trochu složitější, když předmět odráží více barev a ne jen jednu. Odražené barvy se složí a my uvidíme jejich mix. Pokud se např. odrazí barva červená a současně modrá, bude se nám předmět jevit fialový. Je to podobné, jako když se nám sluneční světlo nejeví fialovo-modro-zeleno-žluto-oranžovo-červené, ale jednoduše bílé.

Pokud se tedy do lesa podíváme během dne, budou nám kmeny stromů připadat hnědé a tráva zelená. Když si však přivstaneme na východ slunce, budou nám stromy i tráva připadat poněkud červenější. Jako zdroj světla ale můžeme použít i zářivky nebo jednobarevné lasery. Taková umělá světla mohou obsahovat – na rozdíl od světla slunečního – jen některé barevné složky. Víme už, že když si na slunečnici posvítíme plným slunečním spektrem, budou nám její okvětní lístky připadat žluté. Pokud se však na slunečnici budeme dívat ve výtahu, v němž svítí jednobarevné (monochromatické) modré světlo, už nám žlutá připadat nebude. Modré světlo slunečnice pohlcuje, odráží pouze žluté. Jenže žlutým už na ni nesvítíme. Ryze modré světlo žlutou složku neobsahuje. Molekuly okvětních lístků slunečnice použité modré světlo jako obvykle pohltí, avšak nesvítí na ně žádné žluté světlo, které by mohly odrážet. Když předmět neodráží žádné světlo (nebo když na něj vůbec žádné světlo nedopadá), jeví se nám jako černý. A proto nám slunečnice v modře svítícím výtahu bude připadat, jako bychom ji černě nasprejovali.

Barvy tedy existují, ale nejsou absolutní. Svět se nám zdá nějak barevný přes den, jinak večer a ještě jinak barevný nám bude připadat za umělého osvětlení. Toho mohou využít prodejci v obchodech. Nasvítit vhodným umělým osvětlením zboží tak, aby ovoce vypadalo čerstvější a oblečení zářivější, není zas tolik těžké. Také se vám může stát, že si koupíte domněle černý batoh a až na denním slunci zjistíte, že je ve skutečnosti fialový.

Chcete vědět více? Zajímá vás, co se stane s barevným nafukovacím balónkem, když na něj posvítíme laserem konkrétní barvy?

Podívejte se na naše video s názvem Existují barvy?

iQTIP: Otázkou existence barev se zabývá i exponát Barvy neexistují, který je součástí Křišťálové stezky v iQLANDII.

Už jen pro úplnost: co je to vlastně ten odraz světla, o kterém byla řeč v celém článku? Když hodíte míč proti zdi, odrazí se od ní zpátky. A je to pořád jeden a ten samý míč. Odraz světla si ale takto nepředstavujte. Světlo je tvořeno fotony a ty neustále letí rychlostí světla. Nikdy se nezastaví. Není možné, aby foton letěl, zastavil se o překážku a rozletěl se zase zpátky. V žádném okamžiku své existence foton neukončuje svůj pohyb, aby v něm pak zase pokračoval. Jakmile se foton zastaví, je to proto, že zanikl. Odraz světla tedy znamená, že jeden foton byl pohlcen a druhý pak byl vyzářen. Ani zrcadlo neumí fotony zastavit a poslat zpátky. Když se světlo v zrcadle odráží, děje se ve skutečnosti to, že fotony na zrcadle zanikají a pod příslušným úhlem jsou pak vyzářeny nové. I slunečnice pohltí všechny fotony, včetně žlutých. Ovšem jen ty žluté pak zase vyzáří.

Petr J.