Техника - молодёжи 1961-06, страница 39

Оптика и

*; удг г дамгдоМР?; trfef^ra»)¹

В. ЯКОВЛЕВ, кандидат физ.-мат. наук

г. Ташкент

Л

ЮДИ хотят одеваться красиво. Они стремятся, чтобы .их одежда была не только прочной и удобной, но и привлекательной на вид. Покупатели охотнее берут ткани, отличающиеся приятной расцветкой, рисунком, блеском или, наоборот, матовостью. Иногда они требуют, чтобы ткань переливалась различными цветами при том или ином повороте, в другой раз — чтобы она была почти прозрачной или, наоборот, имела глубоко черный цвет.

Что же создает особенности внешнего вида тканей и других изделий?

Внешний вид воспринимается нами посредством органа зрения — глаза, а к глазу информацию доставляют лучи света, идущие от различных предметов. Каждый предмет должен освещаться светом, идущим от какого-либо источника: солнца, дневного неба, электрической лампочки и т. д. Попадая на предмет, свет испытывает какие-то изменения и затем в измененном виде отбрасывается в окружающее пространство. Характер изменений, получаемых отброшенным светом, и создает у нас то или иное зрительное впечатление о предмете.

Следовательно, если мы хотим, чтобы ткань была красива, мы должны придать ей свойство преобразовывать световые лучи в желаемых формах. Поясним это несколькими примерами.

ЦВЕТ И БЕЛИЗНА

Ткани белого цвета, из которых шьют белье, скатерти, простыни, блузки, воротнички, имеют самое большое распространение. Каждая хозяйка стремится к тому, чтобы эти вещи были белоснежными. У натурального волокна, например хлопкового, часто бывает некрасивый оттенок. Поэтому готовую хлопковую ткань приходится отбеливать, то есть обрабатывать специальными окисляющими реактивами, разрушающими природные красящие вещества.

При освещении различных предметов белым светом их цвет зависит от способности отражать в большей или меньшей степени лучи с разными длинами волн. Эта способность непосредственно связана со свойством слоя, нанесенного на поверхности предмета, поглощать определенные («дополнительные») лучи. Например, ткань окрашена в красный цвет. Это значит, что мельчайшие частицы красителя, обладающего способностью интенсивно поглощать зеленовато-голубой цвет, внедряются между молекулами волокна. Остальные лучи рассеиваются, особенно красные, оранжевые и пурпурные. Складываясь между собой, эти отраженные лучи дают цвет, близкий к красному (рис. 1 на цветной вкладке). Таков механизм окрашивания тканей, бумаги и других предметов.

Значит, если мы хотим окрасить ткань в какой-либо цвет, мы должны выбрать краситель, частицы которого интенсивно поглощают лучи дополнительного цвета. Предметы белого цвета совершенно не поглощают видимых лучей, а серые поглощают лучи всех длин волн в одинаковой степени.

Нужно заметить, что естественная окраска предмета наблюдается только при освещении его белым светом. При освещении же светом, который сам обладает какой-либо окраской, цвет предмета искажается. Так. При свете электрической лампочки, дающей повышенное количество красных лучей в сравнении с синими, расцветка тканей изменяется; поэтому цвета тканей стараются рассматривать при дневном свете.

Ткани темных цветов отличаются слабым отражением и сильным поглощением падающего света частицами красителя. Однако большинство черных тканей все же заметно отражает падающий на них свет, в чем легко убедиться, осветив материю узким пучком света. В месте падения света мы увидим пятно гораздо более светлое, чем окружающие места.

Глубоко черным цветом резко выделяются ворсовые ткани, особенно черный бархат, который отражает лишь 0,2% падающего на него света. Если смотреть на него, он кажется совершенно черным. Это происходит оттого, что прямые или рассеянные лучи света, попадая в узкое пространство между ворсинками, несколько раз отражаются от них, прежде чем выйдут наружу (рис. 2 сверху). А так как ворсинки окрашены тоже в черный цвет, то при каждом таком отражении поглощается еще весьма значительная часть света.

Поэтому-то в некоторых оптических приборах, в которые ме должен попадать посторонний свет, внутренние стенки оклеивают черным бархатом.

Однако если ворс приглажен, то черный бархат может казаться светлым, блестеть. Как и >жно видеть на рисунке 2 снизу, в этом случае при некоторых направлениях падающего света происходит лишь однократное отражение, при котором в глаз наблюдателя может попасть,'например, 20% падающего света.

БЛЕСК И ЕГО ПРИЧИНЫ

Большое распространение находят блестящие ткани и ленты. В других случаях блеск является неприятным, например блестящие пятна на поношенном шерстяном костюме, блестящие чулки из искусственных волокон и т. п.

Что же такое блеск и какие свойства волокнистых материалов его вызывают?

Блеск — особое впечатление, которое создается, если поверхность какого-либо предмета рассеивает свет неодинаково в различных направлениях. Отраженный свет как бы концентрируется в одном каком-либо направлении.

Это различие в интенсивности отраженного света ощущается глазом в трех случаях. Во-первых, когда предмет или глаз движутся и в глаз попадают пучки света то более, то менее яркие. Во-вторых, когда в наш глаз проникают одновременно пучки лучей разной интенсивности от разных участков поверхности предмета. В-третьих, если от одного и того же участка поверхности в оба глаза попадают одновременно лучи различной силы. Такие контрасты в интенсивности света и вызывают ощущение блеска. При этом если сам предмет окрашен, то свет, отраженный в том направлении, в котором он сильнее всего сконцентрирован, будет иметь преимущественно цвет того света, которым мы освещаем этот предмет.

Например, атласную ленту темно-зеленого цвета при дневном освещении можно расположить так, что она будет сиять ярким бело-зеленоватым светом. Это происходит оттого, что свет, отраженный в направлении наибольшей концентрации, «отбрасывает» преимущественно сама поверхность предмета. Он не проникает внутрь вещества, а следовательно, не поглощается. Относительное содержание в нем лучей с различными длинами волн остается таким же, как и в падающем свете, а потому и цвет тот же. Свет же, проникший внутрь, частью поглощается, частью рассеивается мель

35