Преломление и отражение света в красочном слое

При падении света на поверхность картин часть его отражается от поверхности и называется отраженным светом, часть поглощается либо преломляется, т. е. отклоняется от первоначального направления на известный угол, и называется преломленным светом. Свет, падая на ровную и гладкую поверхность красочного слоя, создает ощущение блеска, когда глаз расположен на пути отраженного света.

При изменении положения картины, т. е. изменении угла падения света, блеск исчезает, и мы хорошо вддим картину. Картины с матовой поверхностью отражают свет рассеянно, равномерно и на них мы не видим бликов.

Шероховатая поверхность своими впадинами и выступами отражает лучи во всевозможных направлениях и под разными углами от каждой части поверхности, в виде мельчайших блесков, из которых только небольшая часть попадает в глаз, создавая ощущение матовости и некоторой белесоватости. Лакомасляные краски и густо положенный покровный лак придают поверхности картины блеск; избыток воска и скипидара — матовость.

Как известно, цветовые лучи при переходе из одной среды в другую, в зависимости от их оптической плотности, не остаются прямолинейными, а на границе, разделяющей среды, отклоняются от своего первоначального направления и преломляются.

Лучи света, переходя, например, из воздуха в воду, преломляются по-разному: меньше преломляются красные лучи, больше — фиолетовые.

Показатель преломления какой-либо среды равен отношению скоростей света в воздухе и скорости в данной среде. Так, скорость света в воздухе равна 300000 км/сек., в воде около 230 000 км/сек., следовательно, численно показатель, преломления воды будет равен 300000/230000 =1,3, воздуха — 1, масла —1,5.

Ложка в стакане воды кажется ломаной; стекло на воздухе блестит сильнее, чем под водой, так как показа гель преломления стекла больше показателя воздуха. Стеклянная палочка, помещенная в сосуд с кедровым маслом, становится незаметной, вследствие почти одинакового показателя преломления стекла и масла.

Количество отраженного и преломленного света зависит от показателей преломления двух сред, разделяющихся поверхностью. Цвет красок объясняется способностью их в зависимости от химического состава и физической структуры поглощать или отражать определенные лучи света. Если показатели преломления двух веществ одинаковы, то отражения не бывает, при разных показателях часть света отразится, а часть преломится.

Художественные краски состоят из связующего вещества (масла, смолы и воска) и частиц пигмента. И те и другие имеют различные показатели преломления, поэтому отражение внутри красочного слоя и цвет краски будет зависеть от состава и свойств этих двух веществ.

Грунт картин бывает нейтральный, белый или тонированный. Нам уже известно, что свет, падая на поверхность красочного слоя, частично отразится, частично преломится и пройдет внутрь красочного слоя.

Пройдя через частицы пигмента, показатели преломления которых отличаются от показателей преломления связующего вещества, свет разделится на отраженный и преломленный. Отраженный свет при этом окрасится и выйдет на поверхность, а преломленный пройдет внутрь красочного слоя, где встретит частицы пигмента и также отразится и преломится. Таким образом, свет отразится от поверхности картины окрашенным в цвет дополнительный тому, который поглощается пигментом.

Разнообразие цветов и оттенков в природе мы видим благодаря тому, что предметы обладают способностью избирательно поглощать различные количества падающего на них света или избирательно отражать свет.

Всякий свет краски имеет определенные основные свойства: светлоту, цветовой тон и насыщенность.

Краски, которые отражают, все лучи, падающие на них в пропорции, в которой они составляют свет, кажутся белыми. Если часть света поглощается, а часть отражается, краски кажутся серыми. Минимальное количество света отражают черные краски.

Предметы, от которых больше отражается света, кажутся нам светлее, меньше света отражается от темных предметов. Белые пигменты отличаются между собой количеством отраженного света.

Самый белый цвет имеют баритовые белила.

Баритовые белила отражают 99% света, цинковые белила — 94%; свинцовые белила — 93%; гипс — 90%;мел—84%.

Белые, серые и черные цвета отличаются между собой по светлоте, т. е. количеством отраженного света.

Цвета делятся на две группы: ахроматические и хроматические.

Ахроматические не имеют цветового тона, например, белые, серые и темные; хроматические имеют цветовой тон.

Цвета (красные, оранжевые, желтые, зеленые, голубые, и т. д.), кроме белых, серых и темных, отражают определенную часть лучей спектра, преимущественно одинаковую с его цветом, поэтому они и различаются по цветовому тону. Если к красному или зеленому добавить белого или черного, то они будут светло-красными и темно-красными или светло-зелеными и темно-зелеными.

Цвета, слабо окрашенные почти не отличаются от серого цвета, наоборот, цвета сильно окрашенные (к которым мало или совсем не примешано ахроматического) значительно отличаются от серого по цвету.

Степень различия хроматического цвета от равного с ним по светлоте ахроматического называется насыщенностью.

Цвета спектра не содержат белого, поэтому они наиболее насыщенные.

Краски с наполнителями (бланфиксом, каолином и др.) и природные пигменты (охры, сиены и др.), отражающие большое количество лучей, близких по составу к белому, имеют неяркий и белесоватый, т. е. слабо насыщенный, тон.

Чем краска полнее отражает определенные лучи, тем цвет ее будет ярче. Любая краска, смешанная с белой, становится бледнее.

Нет таких красок, которые бы отражали только луч одного цвета, а все остальные поглощали. Краски отражают составной свет с преобладанием луча, определяющего его цвет, так, например, в ультрамарине таким светом будет синий, в окиси хрома — зеленый.

Дополнительные цвета

При освещении красочного слоя часть лучей поглощается, некоторые лучи больше, другие меньше. Поэтому отраженный свет окрасится в цвет дополнительный тому, который поглотился краской.

Если краска из падающих на нее лучей поглощает оранжевые, а отражает остальные, то она будет окрашена в голубой цвет, при поглощении красного — в зеленый, при поглощении желтого — в синий.

На простом опыте мы убеждаемся в этом: если на пути разложения лучей стеклянной призмой поставить еще призму н перемещать ее последовательно вдоль всего спектра, отклоняя в сторону отдельные лучи спектра, сначала красный, оранжевый, желтый, желто-зеленый, зеленый и голубовато-зеленый, то цвет смеси оставшихся лучей будет окрашен в голубовато-зеленый, голубой, синий, фиолетовый, пурпуро-"ый и красный.

Смешивая эти две составные части (красный и зеленый, оранжевый и голубой и т. д.), мы снова получаем белый цвет.

Белый цвет можно получить также смешивая пару отдельных спектральных лучей, например, желтого и синего, оранжевого и голубого и т. д.

Цвета простые или сложные, дающие при оптическом смешении белый цвет, называются дополнительными цветами.

К любому цвету можно подобрать другой цвет, дающий при оптическом смешении, в определенных количественных соотношениях ахроматический цвет.

Дополнительными основными цветами будут:

Красный — зеленый.

Оранжевый — голубой.

Желтый — синий.

В цветовом круге, состоящем из восьми цветовых групп, дополнительные цвета располагаются друг против друга.

При смешении двух недополнительных цветов в определенных количественных соотношениях получаются цвета промежуточные по тону, например: синий с красным дает фиолетовый, красный с оранжевым — красно-оранжевый, зеленый с голубым — зелено-голубой и т. д.

Промежуточные цвета: фиолетовый, малиновый, красно-оранжевый, желто-оранжевый; желто-зеленый, зелено-голубой, сине-голубой.

Основные и промежуточные цвета спектра, мы можем расположить по порядку в следующий ряд:

№ 1а Малиновый

№ 1 Красный

№ 2а Красно-оранжевый

№ 2 Оранжевый

№ За Желто-оранжевый

№ 3 Желтый

№ 4а Желто-зеленый

№ 4 Зеленый

№ 5а Зелено-голубой

№ 5 Голубой