Мы каждый день сталкиваемся с тенью, но редко задумываемся, что это вообще такое. Она сопровождает нас на улице, прячется под мебелью и появляется от любого источника света. Кажется, всё просто: есть предмет, есть свет — вот и тень. Но почему же она всегда выглядит такой тёмной, почти чёрной? Может ли у неё быть свой цвет? А если присмотреться внимательнее, вдруг мы заметим в ней нечто неожиданное? Давайте разберёмся, что скрывает привычная «чёрная» тень.
Что такое тень с точки зрения физики
Тень возникает там, куда не попадает прямой источник света. Если лампа, солнце или фонарик «закрыты» объектом, за ним остаётся область с пониженной освещённостью — тень. В ней нет (или значительно меньше) прямого света, поэтому поверхность отражает меньше света в наши глаза, и мы видим тёмную область.
Важно: тень — не абсолютная «чёрнота», а относительная: она темнее окружающей освещённой поверхности.
Ключевые понятия: умбра (самая тёмная часть тени) и пенумбра (полутень). На улице при ярком солнце пенумбра менее заметна, но при рассеянном свете (облачно) тени становятся мягче и светлее.
Почему наш глаз видит тень чёрной
Наши глаза и мозг любят контрасты. Когда рядом есть яркий свет, область с меньшим световым потоком воспринимается как «чёрная» — даже если в ней всё же есть немного света. Сетчатка подстраивается под яркий фон, и относительная разница усиливается.
При низкой освещённости цветное восприятие падает. В глазу есть колбочки (цвет) и палочки (чёрно-белое, чувствительнее при слабом свете). При недостатке света колбочки работают хуже — цвета теряют насыщенность и исчезают. В очень тёмной тени остаётся только серо-чёрный тон.
Проще: тень не меняет цвет вещи, она меняет количество света — а мозг переводит это в «тёмно/чёрно». Мозг сравнивает: рядом — много света, здесь — мало — значит тёмно. Это эффект относительного восприятия.
Не забывайте о нашем Дзен, где очень много всего интересного и познавательного!
Ещё одна деталь: цвет тени зависит от окружающего света. Если вокруг преобладает голубой рассеянный свет (небо) — тень будет с голубоватым оттенком, это из-за рассеяния коротковолнового света в атмосфере (рассеяния Рэлея). Если вокруг много тёплых отражений (закат) — тень может выглядеть тёплой/оранжеватой. То есть тень берёт «цвет» от того, каким светом её заполняют со всех сторон/
Простой эксперимент, который можно сделать прямо сейчас: возьмите белый лист, поместите его на солнце, затем быстро подставьте под тень (или переведите в тень) и посмотрите — лист остаётся тем же цветом, но кажется гораздо темнее и менее насыщенным. Потом поднесите рядом цветной предмет (например, зелёную ткань) — и вы заметите, что тень на белом листе немного «перенимает» цвет отражений.
Ещё про восприятие цвета: почему кровь красная, а вены синие — простое объяснение
Любопытный факт: художники и фотографы сознательно добавляют цвет в тени (комплементарные тона), чтобы тень не была «грязной», а выглядела выразительно.
Почему тени в космосе особенно чёрные
В космосе, где нет атмосферы, тень от предмета (скажем, от астронавта на Луне) будет почти идеально чёрной по сравнению с яркой освещённой зоной. Там нет рассеянного света с неба, поэтому контраст умбры и освещённой области — гигантский. Именно поэтому фотографии с Луны выглядят столь контрастными: белая поверхность и почти чёрные тени рядом.
Почему тень чёрная? Ответ, который ломает привычное представление