Проектная работа "Расширение представления о понятиях свет и цвет с точки зрения науки (физики, биологии, математики, музыки и изобразительного искусства.)"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение города Иркутска средняя общеобразовательная школа №6

Расширение представления о понятиях свет и цвет с точки зрения науки (физики, биологии, математики, музыки и изобразительного искусства.)

Проектная работа

Выполняли: ученики 5 «б»

класса

Руководитель: Матвеева Елена Зосимовна

Должность: учитель физики

Кононученко Ольга Васильевна

Должность: учитель математики

г. Иркутск, 2023г.

Содержание

Введение…………………………………………………………… стр.2

- Актуальность работы…………………………………………… стр.2

- Цель работы………………………………………………….…… стр.2

- Задачи работы……………………………………………..……… стр.2

- Методы исследования…………………………………….……… стр.3

- Гипотеза……………………..…………………………….……… стр.3

Теоретическая часть………………………………………………. стр.3

Практическая часть………………………………………………… стр.11

Заключение………………………………………………………… стр.19

Список используемой литературы……………………………….. стр.2

Введение

Актуальность

Роль зрения в жизни человека трудно переоценить. 80% информации о мире человек получает через глаза, воспринимая свет, который излучают или отражают окружающие нас предметы. Свойство глаза- не только видеть окружающие нас предметы и явления, но и ощущать их цвет дает возможность наблюдать неисчерпаемые богатства красок природы и воспроизводить цвета, нужные нам в разных областях жизни и деятельности. [1] Не многие живые существа могут похвастаться такими способностями. Но для того чтобы использовать весь потенциал нашего цветного зрения, нужно знать, откуда берется цвет, и понимать свойства света. Учет вышеизложенных фактов определил тему нашей работы [1]

Цель работы: Расширить представления о понятиях свет и цвет с точки зрения науки (физики, биологии, математики, музыки и изобразительного искусства.)

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1.Теоритическая часть:

Изучить материал по данной теме:

1.1Что такое свет

1.2 А как же свет превращается в цвет?

1.3 Как мы видим?

1.4 Цвет в компьютерной графике

1.5 Цвет в архитектуре.

1.6 Цвет в живописи.

1.7 Корпоративный дизайн и использование цвета в рекламе.

1.8 Мода и цвет

1.9 Значение цветов.

1.10 Цвет в музыке

2.Практическая часть:

2.1 Научиться работать с базами данных интернета и научной литературы;

2.2 Провести опыты по изучению света и цвета;

2.3 Проанализировать полученную информацию.

Объект исследования: восприятие цвета и света человеком.

Предмет исследования: цвет и свет

Гипотеза: формирование цветового ощущения - сложный процесс, зависящий от наличия трех факторов: источника света, отражающей поверхности и органа зрения. Любой цвет, кроме основных, может быть получен смешением цветов.

Методы исследования: изучение литературы, наблюдения, сравнение и анализ, эксперимент.

1.Теоритическая часть

1.1 Что такое свет?

  В обыденной речи слово "свет" мы используем в самых разных значениях: «свет мой, солнышко, скажи…», «ученье – свет, а неученее – тьма...». В физике термин "свет" имеет гораздо более определенное значение. Первые представления древних ученых о том, что такое свет, были весьма наивны. Существовало несколько точек зрения. Одни считали, что из глаз выходят особые тонкие щупальца и зрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов. [2] Эта точка зрения имела большое число последователей, среди которых был Эвклид и Птолемей. Другие, наоборот, считали, что лучи испускаются светящимся телом и, достигая человеческого глаза, несут на себе отпечаток светящегося предмета. Такой точки зрения придерживались Лукреций, Демокрит. В 17 веке одна из теорий связана с именем Ньютона, а другая – с именем Гюйгенса. Ньютон считал, что свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны. Согласно же представлениям Гюйгенса, свет – это поток волн, распространяющихся в особой, гипотетической среде – эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел. Ни одна из теорий не могла одержать решающей победы. Свет- волна и частица. Наука о свете- оптика. Исааку Ньютону принадлежат фундаментальные открытия в оптике..

В темной комнате сквозь ставни проникает узкий пучок солнечного света, на его пути Ньютон разместил стеклянную трехгранную призму. Пучок света, проходя через призму, преломлялся в ней, и на экране, стоявшем за призмой, появлялась разноцветная полоса, которую Ньютон назвал спектром (от латинского «spectrum» – «видение»). Белый цвет превратился сразу во все цвета. Это явление Ньютон назвал дисперсией света.

Этим он заложил основы современной теории цвета. [2]

Рис. 1 Дисперсия света

1.2 А как же свет превращается в цвет?

Свет, излучаемый солнцем, белого цвета. Но почему же тогда окружающий нас мир имеет такое многообразие цветов? А ответ прост. Световые волны, попадая на разные предметы, отражаются от них и попадают на два наших датчика, которые называются глаза. Если предмет – например, лист дерева, поглощает все световые волны, кроме зеленого, а зеленый отражает, отраженный зеленый попадает к нам в глаз, и мы восклицаем: «Лист зеленый!».

А вот черные предметы поглощают весь диапазон видимого цвета. Белый же, наоборот, отражает все падающие на него лучи. А смесь всех цветов в определенной пропорции и есть белый свет.

Скорее всего, Ньютон находился под действием европейской нумерологии и основывался на аналогии с семью нотами в октаве (сравните: 7 металлов, 7 планет…), что и послужило причиной выделения именно семи цветов.

Д лины волн видимого света расположены в промежутке от 380 до 740 нанометров. Причем в зависимости от длины волны меняется цвет.

Гениальный ученый Ньютон объяснил как белый свет превращается в РАДУГУ Луч солнечного света проходит сквозь каплю воды (преломляется) и отражается от внутренней стенки (как в зеркале).

Преломленный свет распадается на СПЕКТР разноцветные лучи.

И мы видим РАДУГУ

Рис. 2 Длины волн видимого света

1.3 Как мы видим?

Для того, чтобы увидеть какой-то цвет нам нужно ровно три вещи: 1) свет; 2) освещенный светом объект; 3) приемник света или излучения (глаз

Рис.3 Строение глаза

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором

Его основная задача — "передать" правильное изображение зрительному нерву

Роговица — прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. Передняя камера глаза — это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.

Радужка —состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой — значит, в ней мало пигментных клеток, если карий — много). Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.

Зрачок — отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик — "естественная линза" глаза. Он прозрачен, эластичен — может менять свою форму, почти мгновенно "наводя фокус", за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали.

Стекловидное тело — гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ.

Рис.4 Клетки-рецепторы,

расположенные в сетчатке

Сетчатка — состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение (помогают нам видеть ночью или в темноте) , и менее чувствительные колбочки, отвечающие за цветное зрение. Три вида колбочек красного, зеленого и синего цвета в сетчатке глаза позволяют нам распознавать тысячи оттенков цветов. Для того чтобы видеть, необходим свет. два типа светочувствительных клеток (рецепторов):

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют зрительную систему. [3]

Трехкомпонентная теория цветового зрения Г. Гельмгольца базируется на идее ученого Томаса Юнга о трех родах нервных волокон, воспринимающих три основные цвета: красный, зеленый и синий (точнее — сине-фиолетовый). Простой желтый значительно возбуждает зрительные волокна, ощущающие красный и зеленый цвета, но слабо — фиолетовые. Простой зеленый сильно возбуждает зеленоощущающие волокна и слабо — остальные два типа и т. д. Тот или иной сложный оттенок цвета зависит, по-видимому, от разной степени возбуждения этих трех типов волокон. А равномерное возбуждение всех типов дает ощущение белого цвета. Цветовая система смешения цветов из трех основных цветовых тонов геометрически изображается в виде равностороннего треугольника, в углах которого обозначены три первичных цвета: красный, зеленый, синий (сине-фиолетовый).

Чувствительность глаза зависит от внешней освещенности. В сумерках максимум спектральной световой эффективности сдвигается в сторону синих излучений, что вызвано разной спектральной чувствительностью палочек и колбочек. В темноте синий цвет оказывает большее влияние, чем красный, при равной мощности излучения, а на свету - наоборот.

Разные люди воспринимают один и тот же цвет по-разному. Восприятие цветов изменяется с возрастом, зависит от остроты зрения, от настроения и других факторов. Однако, такие различия относятся в основном к тонким оттенкам цвета, поэтому в целом можно утверждать, что большинство людей воспринимает основные цвета одинаково.

Человечество привыкло к тому, что реальные цвета предметов видны при дневном свете. Однако этот свет также может менять цвета - на рассвете, закате и днем они совершенно разные. Зрительная система не учитывает это.

1. Цвет в архитектуре.

Для достижения гармоничного результата цветовое оформление здания продумывается еще на этапе его планирования. Унылая бетонная коробка не очень приятна для проживания. Нахождение верных цветовых решений так же важно для оформителя , как выбор материалов и поверхностей. На необработанной деревянной доске и искусственном материале один и тот же цвет будет смотреться по-разному. Качество самой поверхности тоже оказывает влияние на цветовосприятие. Цвет может сделать помещение визуально больше или меньше, а здания контрастировать с окружающей средой. Мировое признание получили работы архитекторов : БруноТаут и Ле Корбузье. Они использовали яркие цвета и ступенчатое расположение цветов. [5]

Кому-то однотонная расцветка кажется скучным однообразием, а кого-то привлекает традиционное сочетание цветов в интерьере, благодаря которому домашний интерьер сохраняет свой неповторимый облик, поет свою песню, кружит и приглашает на вальс. Но все это не более чем разные способы самовыражения. Поэтому, если вы хотите сродниться с интерьером, сделать его частью вашей истории, просто раскрасьте дом в нужном стиле. [4]

Рис 5. Сочетание цветов в интерьере

1. Цвет в живописи.

Цветовые контрасты используются в искусстве для того , чтобы выделить объекты из общего фона и привлечь к ним внимание.

Выбор цветов определяется содержанием картины , выразительностью, которой хочет добиться художник , и техникой рисования. Раньше в выборе цветов существовали ограничения. Пурпур получали из улиток , поэтому эта краска использовалась в очень дорогих картинах. В эпоху Средневековья голубой цвет символизировал связь между небом и землей.голубой цвет символизировал связь между небом и землей. [4]

Цвет - главное выразительное средство в живописи. С его помощью мы можем выразить свое настроение и передать в картине.

Колорит может быть теплым или холодным, южным или северным.

Колорит может быть сдержанным или ярким, динамичным.

1.8 Мода и цвет

В каменном веке одежда служила единственной цели – защитить и согреть. Позже цвет и материал стал отражать разницу в социальном положении и происхождении людей. Сегодня мода является средством самовыражения. Индустрия моды использует желание человека меняться . Костюмы, шляпы, платья, хотя бы и очень дорогие, могут казаться очень простыми и даже смешными, если в них неправильно применены комбинации цветов. С другой стороны, хорошее сочетание цветов может значительно усилить очарование и привлекательность. Цвета весны лёгкие и светлые , пастельных тонов. Летом яркие и насыщенные. Осенью мы выбираем одежду более темных тонов. Зимой на первый план выходят черный и серый цвета. Зеленый в одежде Подобные оттенки подойдут под любой цветотип внешности. Для типа зима и лето лучше подойдет холодная гамма, для осени и весны – теплая. Если человек любит такие цвета и выделяет их с помощью вещей, то это демонстрирует его н астойчивость и хорошие знания.

Рис. 6 Цвет одежды при определении характера человека.

1.9 Значение цветов.

Одним из первых, кто начал исследовать воздействие цвета, был И. Гете. Он любил рассматривать один и тот же пейзаж через стекла разных цветов. Он наблюдал как при этом изменяются восприятие и эмоциональное состояние человека.

Рис.5 Значение цветов.

ЖЁЛТЫЙ

Символизирует открытость, свободу , общение и движение. Это самый светлый и сочный цвет. Под влиянием желтого цвета человек становится более восприимчив к новым идеям. Жёлтое помещение внушает беспокойство, человек становится нервным .Иоганн Гёте (1749-1832) назвал жёлтый цвет «самым близким к свету». Жёлтому приписывают как позитивные (оптимизм , интуиция , дружелюбие , так и негативные ( зависть, сомнение , переоценка ) качества.

ЗЕЛЁНЫЙ

Это цвет природы и жизни. Он вносит гармонию. Полезен для глаз. Школьные доски часто бывают зеленого цвета , это помогает школьникам лучше концентрироваться. Он означает покой , надежду , осторожность , безопасность, прочность, неподвижность , сохранение , отдых, молодость, здоровье , весну. В негативном смысле : незрелость, зависть, яд.

ГОЛУБОЙ

Это цвет покоя и концентрации , способствует понижению кровяного давления и нормализации пульса .Светло-голубые помещения кажутся больше по размеру. Ассоциируется с холодом, далью, тоской , верностью, защищенностью, покоем , логикой , гармонией , небом и океаном.

КРАСНЫЙ

Психолог Генрих Фрилинг описывает воздействие красного цвета на организм : «Появляется чувство удушья , пульс учащается , повышается кровяное и внутриглазное давление, возникает головная боль, содержание адреналина в крови резко увеличивается» Красный не должен доминировать в помещении , предназначенном для отдыха. Красный цвет ассоциируется с активностью , энергией и любовью , а также с властью и войной.

ЧЁРНЫЙ

Это цвет ночи и тьмы . Это отсутствие каких либо цветов. На черном полу человек чувствует себя неуверенно, не решается зайти в такое помещение , возникает ассоциация с бездонной глубиной. В дизайне черный цвет =это сдержанность и ограничение. Чёрный ассоциируют с угрозой ,силой, концом, печалью, смертью, отказом, глубиной, обороной, вытеснением раздражающих влияний ,отделением от общества.

БЕЛЫЙ

Это цвет символ чистоты , ясности , света и холода. Белая комната больше и светлее. Халат врача- белый. Во многих религия белый -это Божественное начало, просветление. Ассоциации : снег , лед , невинность, величие , совершенство.

СЕРЫЙ

Серый нельзя заставить светиться , поэтому многие люди считают его скромным, деловым , скучным. Это цвет печали , серых осенних дней , осторожность, сдержанность, нужда , одиночество , безнадежность, неуверенность и страх Но некоторые тона серого действуют успокаивающе.афика, но и цветное кино и телевидение, фотография и печать и др.

1.10 Цвет в музыке

Цвет - это жизнь, он придает нам сил, оживляет, лечит и восхищает.
установлено соотношение музыкальных тонов и их зрительно-цветового воплощения.

до — красный
ре — фиолетовый
ми — синий
фа — голубой
соль — зеленый
ля — желтый
си — оранжевый.

Эмоциональное воздействие звука и цвета на человека :
 
Красный:
• стимулирует нервную систему, высвобождает адреналин, помогает при апатии, депрессии.

Желтый:
• Поможет быстрее осмелится на жизненные перемены и серьезные шаги
• освобождает от негатива, помогает при депрессии, повышает самооценку избавляет от пессимизма
Синий и голубой:
• снимает усталость и стресс, умиротворяет и снижает возбуждение, лечит бессонницу
Зеленый:
• поддерживает равновесие физического и психологического состояния человека.

2 Практическая часть

Восприятие цветов изменяется с возрастом, зависит от остроты зрения, от настроения и других факторов. При недостаточной освещенности рабочего места, класса зрение ухудшается. Мы проверили, соответствует ли нормам САН Пина естественная освещенность в двух кабинетах №35 и 32э

2.1 Опыт №1 Геометрический метод расчета коэффициента естественного освещения

Цель:

Измерить размеры окон и пола в помещениях(жилые комнаты и учебные кабинеты). Вычислить площади поверхностей и определить соотношение - площадь окна : площадь пола. Оформить результат таблицей.

Оборудование: линейка.

Порядок выполнения работы:

1. Измерить длину и высоту окна.

2. Рассчитать площадь окон в классе по формуле Sо=abN, N –число окон.

3. Рассчитать площадь пола по формуле Sп=ab.

4. Вычислить коэффициент по формуле: СК=S₀/S_п

5. Сравнить данные с нормой( Коэффициент естественной освещенности соответствует диапазону 0,20,3( СанПиН 2.4.2.1178-02).

ТАБЛИЦА 1. Соотношение площадей и освещенности для учебных кабинетов

кабинет	Площадь пола	Площадь окна	норма	Для кабинета	Примечание
№32	41,1		0,20,3		Норма
№35	74,3		0,20,3		Норма

Вывод: учебные кабинеты имеют достаточную освещенность. Недостаточность освещения почти всех кабинетов в районе доски. Для устранения недостаточной освещенности можно использовать подсветку доски. Измерение площади осуществлялось на открытом мероприятии

« Космическая одиссея»

2.2 Опыт №2

Разложение белого света в спектр

Цель: установить с помощью стеклянной призмы, что белый свет состоит из семи цветов; определить их последовательность в спектре.

Ход: работы: пронаблюдали ход лучей от фонарика телефона через стеклянную призму, записали порядок цветов в спектре .

результат:

2.3 Опыт №3

Разложение белого света в спектр с помощью CD-диска

Ход работы:

Возьмём диск. Направим на его зеркальную поверхность луч

фонарика. Изменяя наклон диска, направляем отраженный свет на

белую бумагу, на ней мы увидим «радужные» узоры.

Объяснение:

Свет преломляется на зеркальной поверхности диска, подобно

преломлению солнечного света в капле воды. Поэтому мы можем

видеть РАДУГУ

2.4 Опыт № 4

Пронаблюдать преломление и отражение света

Ход работы: мы направили лазерный луч на прозрачное тело. Пронаблюдали ход луча. Он действительно преломляется и отражается.

2.5 Опыт№5

Сложение цветов.

Какие краски надо смешать, чтобы получить нужный цвет?

Каждый человек, который хоть раз держал в руке кисть и краски знает, что из двух-трех цветов можно получить массу оттенков. Правила смешивания и сочетаемости цветов определяет наука колористика. Ее основа – известный многим цветовой круг. Основных цветов в нем только три: красный, синий и желтый. Другие оттенки получаются путем смешивания и называются вторичными.

Цель: Доказать, что белый цвет можно также получить при смешивании трех основных цветов,

Оборудование: несколько листов пленки красного, зеленого и синего цветов и три фонарика. Неньютоновская жидкость. Краска.

Техника выполнения опыта: Прикрепил целлофан разных цветов к трем фонарикам. Положил фонарики на столе на расстоянии 10 см друг от друга и посветил ими на белую стену так, чтобы свет от каждого фонаря пересекался со светом остальных фонариков.

Результат опыта: На стене получился белый цвет в центре и три цвета вокруг. Розоватый цвет, который получается при наложении синего цвета на красный, называется пурпурным. При наложении зеленого на синий, получился голубой цвет. И вместе пересечения зеленого и красного фонарика я увидел желтый цвет.

Рисунки на неньютоновской жидкости получались в разном сочетании цветов.

Цвет Как получить? Пропорции

Коричневый Зеленый + красный 1:1

Фиолетовый Красный + синий 1:1

Красный Маджента (фиолетовый) + желтый 1:1

Бежевый Коричневый + белый 1:3

Зеленый Синий + желтый 1:1

Серый Белый + черный 2:1

Черный Пурпурный + желтый + голубой 1:1:1

Синий Желтый + зеленый 1:1

Желтый Зеленый + оранжевый 1:1

Розовый Алый + белый 1:2

Оранжевый Красный + желтый 1:1

Зная основные правила колористики, будет легче разобраться с декорированием и получить нужный оттенок!

Пояснение к опыту. Дело в том, что мы воспринимаем цвета с помощью специальных светочувствительных клеток сетчатки глаза — колбочек. Колбочки бывают трёх видов: чувствительные в основном к красному, зелёному и синему цветам. Свет красного фонарика возбуждает только один вид колбочек, и мы воспринимаем его как красный. А вот свет обоих фонариков, попадая на сетчатку глаза, возбуждает сразу два вида колбочек, и мы воспринимаем его как жёлтый. Более того, от соотношения интенсивностей красного и зелёного фонариков зависит оттенок жёлтого цвета, который мы увидим. Когда возбуждены одновременно все три вида колбочек, возникает ощущение белого света.

Подготовили советы

Основные сочетания цветов в интерьере:

Сегодня люди стремятся к индивидуальности, в том числе и в области цветовых решений интерьера: «Сделайте мне так гармонично, как нет ни у кого». В чем это выразится, в дорогой простоте или стильной роскоши, зависит от вкуса каждого конкретного домовладельца. Но комфортное сочетание цветов в интерьере – задача, которую умные люди решают по-научному.

Холодные светлые тона – расширяют визуально стены, эффектно применяются в небольших комнатах. Теплые оттенки – даже в пустом помещении с минимализмом мебели сделают его максимально уютным. Визуально уменьшают пространство, поэтому при их выборе стоит отнестись с особой опаской. Желтый цвет – способен выгодно представить комнату, лишенную естественного солнечного света.

При создании комнаты в любом из существующих модных стилей оформления интерьера берется, как правило, несколько позиций палитры. Важно соблюдать не только условия приемов и использования материалов, мебели и ее расстановки, но и представить правильную гамму палитры.

Маленькая деталь, о которой нельзя забывать:все цвета при дневном свете выглядят иначе, чем при искусственном; поэтому, покупая обои, обивку или ткани для драпировки, не забудьте посмотреть, как они выглядят при электрическом освещении. Проверить нужно не только каждый цвет, но и его сочетание с другими цветами при дневном и искусственном свете.

Для введения в сочетание цветов какого-либо яркого тона его лучше повторить 2-3 раза в виде нескольких небольших предметов: подушек, ваз для цветов, небольших пятен в узоре ковра, тканей.

Не рекомендуется использовать только теплые или холодные тона; даже при большом их разнообразии надо непременно оттенить преобладающий цвет другим, резко отличающимся: теплый холодным, и наоборот. Один и тот же цвет имеет множество оттенков, как светлых, так и темных. Но, ни теми, ни другими нельзя пользоваться совершенно одинаково для всех частей комнаты и любого предмета обстановки. Оттенок, который годится для окраски стен, будет чересчур светлым для ковра; а яркий, светлый тон, великолепно подходящий для обивки мебели или штор, будет плохо выглядеть на стенах.

Заключение

Цвета способствуют хорошему настроению так же ,как приятная музыка и удобный диван. Они дают нам возможность самим создавать свой собственный мир в соответствии с личными представлениями. У нас есть свобода выбора. Из множества комбинаций цвета мы можем выбрать те , которые нам нравятся. Какими были бы искусство ,реклама и архитектура без цвета ? Однотонными и скучными. Из этой работы вы узнали , какое влияние оказывает на нас цвет.

Список ресурсов:

1. https://multiurok.ru/files/issledovatelskaia-rabota-priroda-tsveta.html

2. https://урок.рф/library/nauchnoissledovatelskaya_rabota_zagadochnij_mir_tcvet_045151.html

3. https://pandia.ru/text/80/256/20127.php

4. https://best-stroy.ru/statya_sochetanie-tsvetov-v-interere_2106

5. https://studfile.net/preview/8688472/page:2/

6. https://wpsovet.ru/uncategorized/psihologia-cveta.html