Цвет и свет - Луизов А.В.
ISBN 5-283-04410-5
Скачать (прямая ссылка):
201
щая ахроматический порог ?п = 4,5*10“8 лк (среднее между порогом на появление и порогом на исчезновение, полученными Л. И. Демкиной для красного света). Отношение EJEп можно назвать ахроматическим интервалом. Мы видим, что он сильно зависит от длины волны света огня. Минимальное значение (1.44) ахроматический интервал имеет для красного огня (Я ^ 640 нм), максимальное (33)—для желто-зеленого (Я = 560 нм). Ахроматический интервал для зеленого (Я = 510 ~ 520 нм) равен 2,4 для желтого (Я = 580 нм) это 3,3.
Если не учитывать влияния атмосферы, можно получить простую связь между /ц и /п:
К = 1ал/ЩЁа- (18.2)
18.3. ВЫБОР ЦВЕТОВ ДЛЯ СВЕТОФОРОВ
Принято считать, что в спектре мы различаем семь основных цветов: фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый, красный. Почему именно семь? Быть может, это как-то связано с тем, что с древнейших времен числу семь придается особое, мистическое значение: семь светил небесных (Солнце, Луна, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн), остальные недоступны невооруженному глазу; семь основных тонов музыкальной гаммы; семь дней недели. Все же нужно сказать, что названные семь цветов, действительно, ясно отличаются друг от друга, а введение более мелких интервалов легко приводило бы к путанице.
Для регулировки движения различных видов транспорта применяется еще меньше цветов: на железнодорожном транспорте пять (красный, желтый, зеленый, синий1 и белый), для регулировки движения автотранспорта три цвета (красный, желтый и зеленый).
Запретительный сигнал — всегда красный. Такой выбор неслучаен. Прежде всего вспомним, что для красного цвета ахроматический интервал наимень-
1 Синий применяется для сигнализации на короткие дистанции, так как синий светофор при заданной силе света требует значительно большей энергии, чем зелено-желтый или красный, а кроме того, чем короче волна света, тем сильнее поглощается он атмосферой.
202
ший, т. е. при приближении к красному источнику наблюдатель, заметив световой сигнал, довольно быстро воспринимает его красным. Кроме того, светофоры излучают довольно широкую полосу спектра-Коротковолновое излучение сильно поглощается атмосферой. Поэтому свет, проходя через атмосферу* в той или иной мере краснеет. Вспомним солнечные лучи на закате. Так вот, если водитель примет зеленый сигнал за красный и остановит поезд или автомашину, большой беды не будет. Но если бы красный был разрешающим сигналом и водитель принял бы за красный другой сигнал (запрещающий), могла бы произойти катастрофа.
Для всех трех основных цветов — зеленого, желтого и красного — ахроматический интервал сравнительно мал (во всяком случае по сравнению с этим интервалом для желто-зеленого цвета). Если мы заметим огонь (не различая еще цвета) с расстояния
1 км, то цвет красного мы различим с расстояния 830 м, зеленого — с 650 м, желтого — с 550 м. На транспорте зеленый сигнал разрешает движение, красный — запрещает, желтый сигнал — промежуточный, загорающийся при смене двух основных сигналов. Для пешехода даются только два сигнала: красный, подсвечивающий изображение неподвижного человека, и зеленый, который высвечивает изображен ние шагающего человека.
Исследования сигнальных огней и их технических характеристик были проведены в разных странах разными учеными. В качестве наиболее полного исследования такого рода можно назвать работу Г. Н. Раутиана и Н. И. Сперанской [50]. В ней изучены и способность наблюдателей различать цвета, и влияние атмосферы на дальность видимости и на цветность сигнала, и выбор светофильтров для светофоров. Цветность сигнального огня определяется источником света в сочетании со светофильтром.
Научные исследования кладутся в основу стандартизации дорожных сигналов. В Советском Союзе дорожную сигнализацию регламентирует сейчас ГОСТ 25695—85 «Светофоры дорожные. Общие технические условия». В нем указаны границы, в которых должны лежать цветности огней: зеленого, желтого, красного и белого (рис. 18.2). Каждый участок имеет форму четырехугольника. В стандарте указаны
203
О 0,1 0,2 0,5 Ofi 0,5 0,6 0,7 0,8
Рис. 18.2. Цветность сигнальных огней 3 — Беленый; Ж — желтый; К — красный; ЛВ — лунно-белый
координаты цветности угловых точек этих площадей (табл. 18.1).
Может вызвать удивление большая разница в площадях, лимитирующих область цветности каждого из сигналов. Площадь зеленого во много раз больше, чем площади желтого и красного. Но следует
Таблица 18.1, Цветность сигнальных огней
Цвет сигнала Координаты цветности Значения координат угловых точек цветовых областей (1—4 на рис. 18.2)
1 2 3 J 4
Красный X У 0,670 0,320 0,680 0,320 0,710 0,290 0,700 0,290
Желтый X У 0,546 0,426 0,560 0,440 0,618 0,382 0,612 0,382
Зеленый X У 0,028 0,385 0,009 0,720 0,321 0,493 0,228 0,351
Лунно-бе- лый X У 0,285 0,332 0,440 0,432 0,440 0,382 0,285 0,264
204
принять во внимание особенности масштаба графи-* ка. Взгляните, например, на рис. 17.1 и обратите внимание на то, как неравномерно расположены точки, указывающие длины волн на линии спектрально-чистых цветов. Отрезки кривой между точками очень коротки по краям спектра и лежат далеко друг от друга в его середине, в области зеленых цветов. Подсчитаем ДЯ— допуск на цветность по цветовому тону. Для зеленого это разность длин волн, соответствующих точкам 1 и 2 на рис. 18.2, для красного и желтого разность длин волн, соответствующих точкам 2 и 3. Координаты этих точек приведены в табл. 18.1. Поскольку все эти точки лежат на линии спектрально-чистых цветов, найдем для каждой точки длину волны Я, а затем и разности длин волн ДЯ. Расчет показывает, что для зеленого ДЯ=14 нм, для красного ДЯ = 16 нм, для желтого ДЯ = 11 нм. Таким образом, допуск на цветовой тон для зеленого оказался даже меньше, чем для красного.
