Красный цвет в науке и природе

Красный цвет — это цвет в конце видимого спектра света, рядом с оранжевым и противоположным фиолетовым. Он имеет доминирующую длину волны приблизительно 625-740 нанометров. Это основной цвет в цветовой модели RGB и цветовой модели CMYK, а также дополнительный цвет голубого. Красные оттенки варьируются от яркого желтого оттенка алого и красного до синевато-красного алого цвета и варьируются в тени от бледно-красного до темно-красного бордового. Красное небо на закате является результатом рэлеевского рассеяния, а красный цвет Большого каньона и других геологических особенностей обусловлен гематитом или красной охрой, обе формы оксида железа. Оксид железа также дает красный цвет планете Марс. Красный цвет крови происходит от белка гемоглобина, а спелая клубника, красные яблоки и красноватые осенние листья окрашены антоцианинами.

Красный пигмент, сделанный из охры, был одним из первых цветов, используемых в доисторическом искусстве. Древние египтяне и майя покрасили свои лица в церемониях; У римских генералов их тела были красными, чтобы праздновать победы. Это был также важный цвет в Китае, где он использовался для окраски ранней керамики, а затем ворот и стен дворцов. В эпоху Возрождения блестящие красные костюмы для дворян и богатых были окрашены кирками и кошенилью. В XIX веке появились первые синтетические красные красители, которые заменили традиционные красители. Красный цвет также стал цветом революции; Советская Россия приняла красный флаг после большевистской революции в 1917 году, а затем Китай, Вьетнам и другие коммунистические страны.

Поскольку красный цвет крови, он исторически связан с жертвоприношением, опасностью и мужеством. Современные исследования в Европе и США показывают, что красный цвет также является цветом, чаще всего связанным с теплом, активностью, страстью, сексуальностью, гневом, любовью и радостью. В Китае, Индии и многих других азиатских странах это цвет символизирует счастье и удачу.

В науке и природе

В гневе
Человеческий глаз видит красный цвет, когда он смотрит на свет с длиной волны приблизительно от 625 до 740 нанометров. Это основной цвет в цветовой модели RGB, и свет, проходящий мимо этого диапазона, называется инфракрасным или ниже красного, и его глаза не видны, хотя его можно воспринимать как тепло. На языке оптики красный цвет — это цвет, вызываемый светом, который не стимулирует ни конусные клетки S или M (короткие и средние длины волны) сетчатки, в сочетании с замиранием стимуляции L (длинноволновых) конусных клеток.

Приматы могут различать весь спектр цветов спектра, видимый для людей, но многие виды млекопитающих, такие как собаки и крупный рогатый скот, имеют дихроматичность, что означает, что они могут видеть блюз и желтые цвета, но не могут различать красный и зеленый (оба видны как серый). Быки, например, не могут видеть красный цвет мыса тореадора, но они взволнованы его движением. (См. Цветное изображение).

Одна из теорий о том, почему приматы развивали чувствительность к красному, заключается в том, что он позволяет отличать спелые плоды от незрелых плодов и несъедобной растительности. Это, возможно, привело к дальнейшей адаптации видов, использующих эту новую способность, таких как появление красных лиц.

Красный свет используется для адаптации ночного видения в условиях слабого или ночного времени, поскольку клетки стержня в человеческом глазе не чувствительны к красному.

Красная подсветка была (а иногда и еще) использована в качестве салона безопасности во время работы в темной комнате, поскольку она не обнажает большинство фотобумаги и некоторых фильмов. Сегодня современные темные комнаты обычно используют янтарный сейф.

В теории цвета и на экране компьютера
На цветном колесе, давно используемом художниками, и в традиционной цветовой теории красный является одним из трех основных цветов, наряду с синим и желтым. Художники в эпоху Возрождения, смешанные красно-синие, чтобы сделать фиалку: Cennino Cennini в своем пособии по живописи 15-го века писал: «Если вы хотите сделать прекрасный фиолетовый цвет, возьмите прекрасное лак [красное озеро], ультрамарин синий (тот же количество одного другого) со связующим веществом «, он отметил, что его можно также сделать путем смешивания синего индиго и красного гематита.

В современной цветовой теории, также известной как цветовая модель RGB, красный, зеленый и синий являются дополнительными первичными цветами. Красный, зеленый и синий свет, объединенные вместе, образуют белый свет, и эти три цвета, объединенные в разные смеси, могут производить практически любой другой цвет. Это принцип, который используется для создания всех цветов на экране вашего компьютера и вашего телевизора. Например, пурпурный на экране компьютера создается аналогичной формулой, используемой Cennino Cennini в эпоху Возрождения, чтобы сделать фиолетовый, но с использованием добавочных цветов и света вместо пигмента: он создается путем сочетания красного и синего света с равной интенсивностью на черный экран. Фиолетовый цвет делается на экране компьютера аналогичным образом, но с большим количеством синего света и менее красного света.

Чтобы максимальное количество цветов могло быть точно воспроизведено на экране вашего компьютера, каждому цвету присваивался код или sRGB, который сообщает вашему компьютеру интенсивность красных, зеленых и синих компонентов этого цвета. Интенсивность каждого компонента измеряется в масштабе от 0 до 255, что означает, что полный список включает 16 777 216 различных цветов и оттенков. Например, число sRGB чистого красного составляет 255, 00, 00, что означает, что красный компонент имеет максимальную интенсивность, и нет зеленого или синего. Номер sRGB для малинового составляет 220, 20, 60, что означает, что красный цвет немного менее интенсивный и, следовательно, более темный, есть зеленый, который опирается на оранжевый; и есть большее количество синего, что делает его слегка сине-фиолетовым.

Почему закат красный
Поскольку луч белого солнечного света проходит сквозь атмосферу к глазу, некоторые цвета рассеиваются из пучка молекулами воздуха и воздушными частицами из-за рэлеевского рассеяния, изменяя окончательный цвет наблюдаемого луча. Цвета с более короткой длиной волны, такие как синий и зеленый, рассеиваются сильнее и удаляются из света, который, наконец, достигает глаза. При восходе и закате, когда путь солнечного света через атмосферу к глазу длиннее, синие и зеленые компоненты удаляются почти полностью, оставляя более длинный оранжевый и красный свет. Оставшийся покрасневший солнечный свет также может рассеиваться облачными капельками и другими относительно крупными частицами, которые придают небу над горизонтом его красное свечение.

Лазеры
Лазеры, излучающие в красной области спектра, были доступны с момента изобретения рубинового лазера в 1960 году. В 1962 году был изобретен красный гелий-неоновый лазер, и эти два типа лазеров широко использовались во многих научных приложениях, включая голографию и в образовании. Красные гелий-неоновые лазеры были коммерчески использованы в проигрывателях LaserDisc. Использование красных лазерных диодов стало широко распространенным с коммерческим успехом современных DVD-плееров, которые используют технологию лазерного диода 660 нм. Сегодня красные и красно-оранжевые лазерные диоды широко доступны для общественности в виде чрезвычайно недорогих лазерных указателей. Портативные, мощные версии также доступны для различных приложений. Совсем недавно на рынок были введены лазеры с физическим состоянием на основе диоксидной накачки (DPSS) с длиной волны 671 нм (DPSS) для лазерных дисплеев всех DPSS, велоциметрии частиц, рамановской спектроскопии и голографии.

Длина волны красного цвета является важным фактором в лазерных технологиях; красные лазеры, используемые в ранних технологиях компакт-дисков, заменяются синими лазерами, поскольку более длинная длина волны красного приводит к тому, что записи лазера занимают больше места на диске, чем записи с синим лазером.

астрономия
Марс называется Красной планетой из-за красноватого цвета, приданного его поверхности обильным оксидом железа, присутствующим там.
Астрономические объекты, удаляющиеся от наблюдателя, демонстрируют доплеровский красный сдвиг.
На поверхности Юпитера появляется Великое Красное пятно, вызванное мегавариантом в овальной форме к югу от экватора планеты.
Красные гиганты — это звезды, которые исчерпали поставку водорода в своих ядрах и переключились на термоядерный синтез водорода в оболочке, которая окружает ее ядро. Они имеют радиус в десятки и сотни раз больше, чем у Солнца. Однако их внешний огибающий значительно ниже температуры, придавая им оранжевый оттенок. Несмотря на более низкую плотность энергии их оболочки, красные гиганты во много раз светлее Солнца из-за их больших размеров.
Красные сверхгиганты, такие как Бетельгейзе, Антарес и UY Scuti, самая большая звезда во Вселенной, — это самые большие разновидности красных гигантов. Они огромны по размерам, радиусы в 200-800 раз больше, чем наше Солнце, но относительно холодная температура (3500- 4500 K), вызывая их отчетливый красный оттенок. Поскольку они быстро сокращаются по размеру, они окружены оболочкой или кожей, намного большей, чем сама звезда. Конверт Бетельгейзе в 250 раз больше, чем звезда внутри.
Красный карлик — небольшая и относительно холодная звезда, масса которой меньше половины Солнца и температура поверхности менее 4000 К. Красные карлики являются наиболее распространенным типом звезды в Галактике, но из-за к их низкой светимости, с Земли, никому не видно невооруженным глазом.

Огонь
Огонь часто изображается красным в искусстве, но пламя обычно желтое, оранжевое или синее. Некоторые элементы имеют красный цвет при сжигании: кальций, например, производит кирпично-красный при сжигании.

Красный цвет обычно связан с огнем и огнем, но пламя почти всегда желтое, оранжевое или синее

Пигменты и красители
Гематит, или железная руда, является источником красного цвета красной охры.

Красные охристые утесы у Руссильона во Франции. Красная охря состоит из глины, окрашенной гематитом. Очер был первым пигментом, используемым человеком в доисторических картинах пещер.

Минеральная киноварь, руда ртути, является источником цветного киновари. В римские времена большинство киновари происходило из мин в Алмадене в Испании, где шахтеры обычно были заключенными и рабами. Ртуть очень токсична, и работа на шахтах часто является смертным приговором для шахтеров.

Пигмент вермиллиона, сделанный из киновари. Это был пигмент, используемый в фресках Помпеи и окрашивающий китайские лакированные изделия, начиная с династии Сун.

Несмотря на свой желтый зеленоватый цветок, корни Rubia tinctorum, или марены, произвели самый распространенный красный краситель, используемый с древних времен до XIX века.

Красный свинец, также известный как миниум, использовался со времен древних греков. Химически он известен как тетраоксид свинца. Римляне подготовили его путем обжига белого свинцового пигмента. Он широко использовался в средние века для заголовков и украшений освещаемых рукописей.

Кровь Дракона — ярко-красная смола, которая получена из разных видов ряда отдельных родов растений: Кротона, Драцена, Деменонорса, Каламуса ротанга и Птерокарпуса. Красная смола использовалась в древности как лекарство, ладан, краситель и лак для изготовления скрипки в Италии.

Крошечное женское кошенильское насекомое испанской Мексики (слева) было измельчено, чтобы сделать темно-малиновый цвет, используемый в костюмах эпохи Возрождения.

Экстракт кармина, производимый измельчением кошениля и других насекомых, которые питаются соком живых дубов. Также называемый kermes, он использовался от средневековья до 19-го века, чтобы сделать малиновый краситель. Теперь он используется как окраска для йогурта и других пищевых продуктов.

Дерево Саппанвуда, уроженец Индии, Малайзии и Шри-Ланки, а позднее связанное с ним дерево бразильского дерева (показано здесь), с побережья Южной Америки, стало источником популярного красного пигмента и красителя, называемого бразилином. Красную древесину измельчали ​​до порошка и смешивали с щелочным раствором. Брацильва дал свое название нации Бразилии.

Ализарин был первым синтетическим красным красителем, созданным немецкими химиками в 1868 году. Он продублировал краситель на мазке, но был дешевле и долговечен. После его введения производство натуральных красителей из маринованного растения практически прекратилось.

Красное озеро, красное озеро и малиновое озеро
Красный лак, также называемый красным озером, малиновым озером или карминовым озером, был важным красным пигментом в искусстве эпохи Возрождения и барокко. Поскольку он был прозрачным, тонкие слои красного лака были застроены или застеклены более непрозрачным темным цветом, чтобы создать особенно глубокий и яркий цвет.

В отличие от крапивы или красной охры, изготовленной из минералов, пигменты красного озера производятся путем смешивания органических красителей, сделанных из насекомых или растений, с белым мелом или квасцами. Красный лак был сделан из жевательной резинки, темно-красной смолистой субстанции, выделяемой различными насекомыми-насекомыми, в частности Lacifer lacca из Индии. Озеро Кармин было изготовлено из кошенильского насекомого из Центральной и Южной Америки, озеро Кермес появилось из другого насекомого различного типа, kermes vermilio, который процветал на дубах вокруг Средиземного моря. Другие красные озера были сделаны из растения розы марены и из дерева бразильской.

Красные пигменты озера были важной частью палитры венецианских художников XVI века, особенно Тициана, но они использовались во все периоды. Поскольку красные озера были сделаны из органических красителей, они, как правило, были беглыми, становились неустойчивыми и исчезали при воздействии солнечного света.

Пищевой краситель
Самый распространенный синтетический пищевой краситель сегодня — Allura Red AC — красный азо-краситель, который имеет несколько названий, в том числе: Allura Red, Food Red 17, CI 16035, FD & C Red 40, Первоначально он был изготовлен из каменноугольной смолы, но теперь в основном производится из нефти.

В Европе Allura Red AC не рекомендуется для потребления детьми. Он запрещен в Дании, Бельгии, Франции и Швейцарии, а также был запрещен в Швеции до тех пор, пока страна не присоединилась к Европейскому союзу в 1994 году. Европейский союз одобряет Allura Red AC в качестве пищевого красителя, но местные законы ЕС, запрещающие пищевые красители, сохранились.

В Соединенных Штатах Allura Red AC одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) для использования в косметических средствах, лекарствах и пищевых продуктах. Он используется в некоторых чернилах для татуировки и используется во многих продуктах, таких как безалкогольные напитки, детские лекарства и хлопковые конфеты. 30 июня 2010 года Центр науки в интересах общественности (CSPI) призвал FDA запретить Red 40.

Из-за опасений общественности относительно возможных рисков для здоровья, связанных с синтетическими красителями, многие компании переключились на использование натуральных пигментов, таких как кармин, сделанных измельчения крошечного женского кошенилевого насекомого. Это насекомое, происходящее из Мексики и Центральной Америки, использовалось для создания блестящих алых красок европейского Возрождения.

Осенние листья
Красный осенний лист производится пигментами, называемыми антоцианинами. Они не присутствуют в листьях в течение всего вегетационного периода, но активно производятся к концу лета. Они развиваются в конце лета в соке клеток листа, и это развитие является результатом сложных взаимодействий многих влияний — как внутри, так и за пределами растения. Их образование зависит от распада сахара в присутствии яркого света, так как уровень фосфата в листе уменьшается.

В течение летнего вегетационного периода фосфат находится на высоком уровне. Он играет жизненно важную роль в разрушении сахаров, производимых хлорофиллом. Но осенью фосфат вместе с другими химическими веществами и питательными веществами выходит из листьев в стебель растения. Когда это происходит, происходит процесс разрушения сахара, что приводит к образованию антоцианиновых пигментов. Чем ярче свет в этот период, тем больше производство антоцианов и тем ярче получается цветной дисплей. Когда дни осени яркие и прохладные, а ночи холодные, но не замерзающие, обычно развиваются самые яркие цвета.

Антоцианы временно окрашивают края некоторых очень молодых листьев, когда они разворачиваются из почек ранней весной. Они также дают знакомый цвет таким общим фруктам, как клюква, красные яблоки, черника, вишня, малина и сливы.

Антоцианы присутствуют примерно в 10% видов деревьев в умеренных районах, хотя в некоторых районах — известный пример Новой Англии — до 70% древесных пород может привести к образованию пигмента. В осенних лесах они кажутся яркими на клёнах, дубах, кишлаке, конфетах, кизилах, тупелосах, вишневых деревьях и хурмах. Эти же пигменты часто сочетаются с цветами каротиноидов, чтобы создать более глубокие оранжевые, огненные красные и бронзовые, характерные для многих видов лиственных пород. (См. Цвет осеннего листа).

Кровь и другие красные в природе
Кислородная кровь красная из-за присутствия оксигенированного гемоглобина, который содержит молекулы железа, с компонентами железа, отражающими красный свет. Красное мясо получает свой цвет от железа, обнаруженного в миоглобине и гемоглобине в мышцах и остаточной крови.

Растения, такие как яблоки, клубника, вишня, помидоры, перец и гранаты, часто окрашиваются формами каротиноидов, красных пигментов, которые также способствуют фотосинтезу.

Когда используется для описания естественной окраски животных, «красный» обычно относится к коричневатому, красновато-коричневому или имбирному цвету. В этом смысле он используется для описания цветов пальто красновато-коричневого крупного рогатого скота и собак, а также в названиях различных видов животных или пород, таких как красная лисица, красная белка, красный олень, европейский робин, красной рябчик, красный узел, redwing, красный сеттер, крупный рогатый скот Red Devon и т. д. Этот красновато-коричневый цвет также подразумевается при использовании терминов red ocher и red hair.
Красная селедка тянулась по тропе, чтобы уничтожить запах, приобретает свой цвет от тяжелого соления и медленного курения рыбы, что приводит к теплым коричневым цветом.
При использовании для цветов красный часто относится к пурпурно-красновато-коричневому, красному клеверу, красному helleborine или розовому (красный цвет, красный валерианец).

Цвет волос
Красные волосы встречаются естественным образом примерно на 1-2% от населения. Это происходит чаще (2-6%) у людей северного или западноевропейского происхождения и реже в других популяциях. Красные волосы появляются у людей с двумя копиями рецессивного гена на хромосоме 16, которая вызывает мутацию в белке MC1R.

Красные волосы варьируются от глубокого бургундского до оранжевого до светлой меди. Он характеризуется высоким уровнем красноватого пигментного феомеланина (который также учитывает красный цвет губ) и относительно низких уровней темного пигмента эумеланина. Термин redhead (первоначально redd hede) использовался с по крайней мере 1510. Культурные реакции варьировались от насмешек до восхищения; существует много распространенных стереотипов относительно рыжих, и их часто изображают огненными.

При поведении животных и человека
Красный связан с доминированием у ряда видов животных. Например, в мандрилах красная окраска лица наибольшая у альфа-самцов, все более менее заметная у подчиненных нижнего уровня и непосредственно коррелирует с уровнями тестостерона. Красный цвет также может влиять на восприятие господства другими, что приводит к значительным различиям в смертности, репродуктивному успеху и родительским инвестициям между индивидуумами, которые показывают красный цвет, а не тем, что нет. У людей красный цвет связан с повышенной производительностью в соревнованиях, включая профессиональные спортивные и многопользовательские видеоигры. Контролируемые тесты продемонстрировали, что ношение красного цвета не увеличивает производительность или уровни тестостерона во время тренировки, поэтому эффект, скорее всего, будет производиться с помощью воспринимаемой, а не фактической производительности. Было показано, что судьи tae kwon предпочитают соперникам носить красный защитный механизм над синим, и, когда его спрашивают, значительное большинство людей говорят, что красные абстрактные формы более «доминируют», «агрессивные» и «могут выиграть физический конкуренция «, чем синие фигуры. В отличие от его положительного влияния на физическую конкуренцию и поведение доминирующего поведения, воздействие красных снижает эффективность когнитивных задач и вызывает отвращение в психологических тестах, когда предметы помещаются в контекст «достижения» (например, сдавать IQ-тест).