Диэлектрики в электрическом поле. Контраст цветового размещения (контраст площадей) характеризует соотношения между площадями, занимаемыми разными цветами

Контраст цветового размещения (контраст площадей) характеризует соотношения между площадями, занимаемыми разными цветами. Сила воздействия зависит от яркости (светлоты) цвета и размера его цветовой площади. Светлоты цветов различны.

Гёте установил для относительной светлоты цветов простые числовые соотношения: жёлтый: 9; оранжевый: 8; красный: 6; фиолетовый: 3; синий: 4; зелёный: 6.

Отсюда следуют отношения светлоты пар дополнительных цветов:

жёлтый: фиолетовый = 3:1; оранжевый: синий = 2:1; красный: зелёный = 1:1.

По Гете, площади, занятые цветами, должны быть обратны их светлотам. Так, жёлтый цвет, будучи в три раза светлее, должен занимать в три раза меньшую площадь, чем его дополни-тельный фиолетовый цвет. Таким образом, площади цветов должны относиться:

жёлтый: фиолетовый = 1: 3; оранжевый: синий = 1: 2; красный: зелёный = 1: 1.

Гармоничные размеры площадей могут быть выражены следующими цифрами:

жёлтый: 3; оранжевый: 4; красный: 6; фиолетовый: 9; синий: 8; зелёный: 6.

Отсюда следуют отношения площадей пар дополнительных цветов:

жёлтый: фиолетовый = 3:9; оранжевый: синий = 1:1; красный: зелёный = 1:1;

жёлтый: оранжевый = 3:4; жёлтый: красный = 3:6; жёлтый: синий = 3:8;

жёлтый: красный: синий = 3:6:8; оранжевый: фиолетовый: зелёный = 4:9:6.

Аналогично можно представить и все другие цвета в их соразмерной связи между собой.

На рисунке... представлен круг гармоничного соотношения площадей основных и дополнительных цветов. Гармонизованные между собой цветовые площади дают впечатление спокойствия и устойчивости. Контраст цветового размещения в этом случае нейтрализуется благодаря гармонично составленным цветовым пятнам. Важно понимать, что система количественных соотношений площадей имеет силу только при использовании максимально насыщенных цветов. При изменении насыщенности меняются и размеры цветовых площадей. На рисунке... красный и зелёный цвет занимают равные площади. Как дополнительные цвета, обладая равными цветовыми полями, создают ощущение устойчивой, прочной гармонии. Но если эти пространственные соотношения нарушены, возникает иррациональное беспокойство. Если в цветовой композиции вместо гармоничных пространственных отношений между цветами доминирует какой-то один цвет, композиция приобретает особо экспрессивную активность.

При резко выраженном контрасте распространения цветов они начинают производить совершенно новое впечатление. На рисунке... зелёный по отношению к красному занимает огромную площадь, поэтому по закону симультанного контраста красный начинает звучать очень ярко.

Ранее было установлено, что глаз требует дополнения к каждому данному цвету. По-видимому, мы подчинены какому-то всеобщему стремлению к равновесию и самозащите. Этому же стремлению обязан своим особым действием и контраст распространения. Занимающий меньшую площадь, попавший, так сказать, «в беду», цвет реагирует, обороняется и производит относительно более яркое впечатление, чем если бы он был использован в уравновешенных пропорциях. Если при длительном созерцании картины сосредоточить своё внимание на каком-либо цвете, занимающем незначительную площадь, то этот цвет начинает казаться всё более и более интенсивным и действует возбуждающе.

Благодаря применению двух взаимно усиливающих друг друга контрастов можно придать картине необыкновенную живость и редчайшую цветовую экспрессию. Здесь проявляется исключительная особенность контраста распространения - его способность изменять и усиливать проявление всех других контрастов. Если в композиции, основанной на контрасте светлого и тёмного, большая тёмная часть контрастирует с меньшей светлой, то благодаря этому противопоставлению произведение может приобрести особо углубленный смысл. Так, например, в картине Рембрандта «Мужчина с золотым шлемом» контрастное сопоставление совсем небольшого яркого пятна на его плече с общим объёмом головы мужчины невольно заставляет проникнуться ощущением особой значительности образа. Согласование размеров цветовых плоскостей по меньшей мере столь же важно в работе над живописным произведением, сколь и сам выбор цветовой гаммы, поскольку каждая цветовая композиция должна исходить и развиваться из соотношений цветовых пятен между собой. Формы, размеры и очертания цветовых площадей должны определяться характером цвета и его насыщенностью, а не собственно рисунком. Соблюдение этого правила особенно важно для определения цветовых масс. Размеры цветовых пятен ни в коем случае не могут быть установлены с помощью линейных контуров, ибо эти размеры определяются лишь интенсивностью красок, характером цвета, его яркостью и силой воздействия, которая во многом зависит от контрастного сопоставления цветов. Если жёлтое пятно должно выделяться среди светлых тонов, то оно должно занимать значительно большую площадь, чем в том случае, когда это же пятно находится в окружении тёмных тонов. И здесь достаточно небольшого жёлтого пятна, поскольку его яркость усиливается самим окружением.

Подобным же образом отношения всех цветовых масс должны выстраиваться в соответствии с силой их воздействия.

Рассмотрим вопросы, связанные с поведением диэлектриков в электрическом поле. Диэлектриками называются вещества, не проводящие электричества. В идеальном диэлектрике, в отличие от металлов, нет свободных зарядов, способных под действием электрического поля перемещаться через весь диэлектрик.

Можно было бы предположить, что раз диэлектрики не проводят электричества, то в электрическом поле с ними ничего не происходит. Но это не совсем так. В 1837 году в процессе своих исследований английский физик Майкл Фарадей обнаружил, что если внутрь плоского конденсатора поместить диэлектрик, то его емкость увеличится. Этот эксперимент говорил о том, что диэлектрик как-то влияет на электрическое поле внутри конденсатора и с диэлектриком в электрическом поле что-то происходит. Сейчас мы постараемся разобраться в том, что происходит с диэлектриками в электрическом поле (рис.5.1).

Рис.5.1

Для начала постараемся понять, почему увеличивается емкость конденсатора, если между его пластинами помещен диэлектрик. Рассмотрим плоский конденсатор, на проводящих пластинах которого имеются электрические заряды. Для определенности будем считать, что на верхней обкладке конденсатора находятся отрицательные заряды, а на нижней – положительные. Расстояние между пластинами будем считать равным d, а площадь пластин S. Емкость плоского конденсатора без диэлектрика . Заряд q, находящийся на обкладках конденсатора, связан с разностью их потенциалов следующим образом:

.

Когда внутрь конденсатора вносится кусок диэлектрика, например, стекла, плексигласа, бумаги или воска, то емкость конденсатора возрастает. При этом величина заряда на пластинах конденсатора остается прежней, заряд никуда не исчезает. Но так как емкость возрастает, то должна уменьшиться разность потенциалов между обкладками конденсатора. Разность потенциалов зависит от напряженности электрического поля Е. Будем считать, что направление поля в конденсаторе совпадает с направлением оси x. Тогда разность потенциалов между обкладками конденсатора определяется интегралом

,

из которого следует, что уменьшение разности потенциалов связано с уменьшением электрического поля внутри конденсатора.

Попробуем разобраться, из-за чего изменилось электрическое поле внутри конденсатора, когда в него внесли диэлектрик. Понять это можно, воспользовавшись законом Гаусса-Остро­градского. Согласно этому закону поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность зависит от зарядов, находящихся внутри этой поверхности. Проведем внутри конденсатора замкнутую поверхность в виде прямоугольного параллелепипеда, сечением плоскости листа которого является параллелограмм S_r, частично проходящий через металлическую обкладку конденсатора, а частично – через диэлектрик. Так как в присутствии диэлектрика электрическое поле внутри конденсатора уменьшается, то необходимо предположить, что полный заряд внутри поверхности параллелепипеда после внесения диэлектрика стал меньше. Но экспериментально было установлено, что величина заряда на металлических обкладках конденсатора при внесении диэлектрика не изменяется. Этот факт легко проверить, измерив заряд на обкладках до и после внесения диэлектрика. Так как заряд на металлической пластине конденсатора не уменьшается, то это позволяет предположить, что при внесении диэлектрика в конденсатор на его поверхности появляются индуцированные заряды противоположного знака. В нашем случае положительные заряды появляются на верхней, а отрицательные – на нижней поверхностях диэлектрика. Так как поле внутри конденсатора уменьшилось, но не обратилось в ноль, то величина заряда, появившегося на поверхности диэлектрика, меньше заряда на обкладке конденсатора.

Таким образом, при внесении диэлектрика внутрь конденсатора на его поверхностях возникают индуцированные заряды, которые уменьшают напряженность электрического поля внутри конденсатора, снижают разность потенциалов между их обкладками и увеличивают емкость конденсатора.

Дата добавления: 2014-01-04