КҮК НИГӘ ЗӘҢГӘР, АЛМА НИГӘ КЫЗЫЛ?

Сезнең берәр кайчан тирә-юньгә карап: «Ни өчен үләннәр яшел, ә күк йөзе зәңгәр?» – дип уйланганыгыз бармы? Без сокланып караган кызгылт кояш баешы, ямь-яшел җәйге урман, чиксез зәңгәр диңгез – барысы да фәнни кануннарның баш мие белән бергә эшләү нәтиҗәсе. Төс – матдә түгел, ә яктылык нурларының безнең баш миендә тудырган шәүләсе генә. Әйдәгез, фәнни яктан гади төсләрнең серле пәрдәсен ачыйк.

Нәрсә ул төс?

Фәнни тел белән әйткәндә, төс ул – кеше күзе һәм баш мие кабул итә торган электромагнит нурланыш.

1666 елда бөек физик Исаак Ньютон искиткеч тәҗрибә үткәрә: ул караңгы бүлмәгә кечкенә генә кояш нурын кертә һәм аны пыяла призма аша уздыра. Нәтиҗәдә, ак төстәге кояш нуры җиде төсле спектрга (кызыл, кызгылт сары, сары, яшел, зәңгәр, ачык зәңгәр, шәмәхә) таркала. Шул рәвешле, ак төс барлык төсләрнең кушылмасы булуы исбатлана.

Һәр төснең үз дулкын озынлыгы бар:

• Иң озын дулкыннар спектрның кызыл өлешенә туры килә (якынча 700 нанометр).

• Иң кыска дулкыннар – шәмәхә төскә (якынча 400 нанометр).

Кеше күзе нәкъ менә шушы 400 дән 700 нанометрга кадәрге диапазондагы дулкыннарны гына күрә ала, һәм бу спектр дип атала. Безнең күз челтәрендә ике төрле яктылык сизә торган күзәнәкләр (рецепторлар) бар:

1. Таякчыклар (палочки): алар яктылыкның интенсивлыгына сизгер, төсләрне аермыйлар, ләкин төнлә күрергә ярдәм итәләр.

2. Колбачыклар (колбочки): нәкъ менә алар төсле күрү өчен җаваплы. Кеше күзендә аларның өч төре бар:

• S-тип (кыска дулкыннар – зәңгәр төсне сизә);

• M-тип (уртача дулкыннар – яшел төсне сизә);

• L-тип (озын дулкыннар – кызыл төсне сизә).

Баш мие шушы өч тип күзәнәктән килгән сигналларны кабул итә, чагыштыра һәм без күрә торган миллионнарча төсмерне барлыкка китерә. Әмма бу атамаларның шартлы булуын истә тотарга кирәк. Колбачыклар «кызыл төсне генә» яки «зәңгәр төсне генә» күрми. Алар яктылык дулкыннарының билгеле бер диапазонына җавап бирә, ә бу диапазоннар бер-берсе белән нык каплана. Мәсәлән, «кызыл» колбачыклар кызгылт сары һәм сары төсләргә дә сизгер. «Яшел» колбачыклар исә сары һәм ачык яшел төсмерләргә дә җавап бирә.

Ни өчен предметлар төрле төстә күренә?

Предметларның үзләренә генә хас булган төсе юк. Өстәлдә яткан кызыл алма кызыл түгел. Аның өслеге билгеле бер физик үзлеккә ия.

Кызык, ни өчен кызыл алма кызыл булып күренә? Кояшның ак нуры алма өслегенә төшкәч, алманың тышчасы яшел, сары, зәңгәр һәм башка барлык дулкын озынлыкларын йота, әмма кызыл дулкыннарны кире кайтара. Шул кызыл нурлар безнең күзгә килеп ирешә һәм миебез: «Бу алма кызыл төстә», – дигән карар чыгара.

Ә менә, ни өчен үлән яшел? Үсемлек яфракларындагы хлорофилл пигменты фотосинтез өчен кызыл һәм зәңгәр нурларны йота, ә үзенә кирәк булмаган яшел нурларны кире этәрә. Шуңа күрә урманнар яшел дә инде.

Ак һәм кара: төсләр дөньясының патшалары

Буяулар кулланганда без акны да, караны да төс дип атыйбыз. Әмма физика ягыннан караганда, алар бөтенләй башкача аңлатыла.

Ак төс – барлык нурларның чагылышы

Ак өслек үзенә төшкән барлык төсле дулкыннарны бер тигез дәрәҗәдә тулысынча кире кайтара. Спектрның барлык нурлары кушылып, кире күзгә кайткач, без чиста ак төсне күрәбез. Шуңа күрә эссе җәй көнендә ак кием кияргә киңәш ителә. Ул кояш нурларын кире этәрә һәм тәнне җылынудан саклый.

Кара төс – абсолют тынычлык (яктылыкның булмавы)

Әгәр өслек үзенә төшкән барлык яктылык дулкыннарын тулысынча йотса һәм бернинди нурны да кире кайтармаса, без аны кара итеп күрәбез. Физика күзлегеннән караганда, кара төс ул – яктылыкның бөтенләй булмавы. Кара өслек яктылык белән бергә җылылыкны да йота, шуңа күрә кояш астында кара киемдә тән бик тиз җылына.

Галимнәр заманча технологияләр ярдәмендә дөньядагы иң кара материалларның берсе – Vantablackны уйлап таба. Бу углерод нанотрубкаларыннан торган махсус матдә үзенә төшкән яктылыкның 99,96 %-ын йота. Аңа караганда, кеше өслекнең рельефын да күрми: күзебезгә фәкать кара упкын гына күренә.

Төсләр турында кызыклы һәм гаҗәеп фактлар:

1.  Табигатьтә чиста зәңгәр төс юк диярлек.

Зәңгәр төсле чәчәкләр, күбәләкләр яки кош каурыйлары зәңгәр пигментка ия түгел. Бу – оптик иллюзия.

2. Үгезләр һәм сыерлар кызыл төсне бөтенләй күрми.

Коррида вакытында үгез матадорның кызыл чүпрәгенә ачуланмый. Бу хайваннарның күзләрендә кызыл төсне кабул итә торган рецепторлар юк, шуңа алар төсләрне аера алмый. Шунысы кызык: үгезне чүпрәкнең кызыл төсе түгел, ә аның кискен селкенүе ярсыта.

3. Алсу төс физик дөньяда бөтенләй юк.

Буяуларны кушканда без алсу төсне табабыз, әмма спектрда андый дулкын озынлыгы юк. Күз бер үк вакытта кызыл (озын дулкын) һәм шәмәхә (кыска дулкын) нурларны кабул иткәндә, баш мие бу ике капма-каршы сигналны куша һәм спектрда булмаган яңа алсу төсне уйлап таба.

4. Хатын-кызлар төсләрне ир-атларга караганда яхшырак аера.

Төсләрне кабул итү өчен җаваплы ген X-хромосомасында урнашкан. Хатын-кызларда ике X-хромосома булганга, алар төсмерләрне (мәсәлән, шәфталу, мәрҗән төсләрен һ.б.) яхшырак сиземли. Ир-атларның якынча 8%-ы дальтонизмнан (төсләрне аера алмаудан) интегә, ә хатын-кызларда бу күрсәткеч 0,5 %-тан да азрак.

5. Күлмәк нинди төстә?

Кайчандыр Интернетта зур бәхәс тудырган күлмәк фотосын хәтерлисезме? Чынлыкта әлеге күлмәк зәңгәр һәм кара төстә булган. Ләкин аның фотографиясенә караган кешеләр күлмәкнең төсләрен төрлечә күргән. Һәр кешенең баш мие фотосурәтнең нинди яктылыкта төшерелгәнен аңларга тырышкан. Бу процесс хроматик адаптация дип атала.

Күлмәкне ак һәм алтын төсләрдә күргән кешеләр аны, мөгаен, аңсыз рәвештә көндезге яктылыкта төшерелгән дип уйлаган. Аларның баш мие фотодагы зәңгәрсу төсмерне яктылык тәэсире дип кабул иткән һәм аны «алып ташлаган». Нәтиҗәдә күлмәк ак һәм алтын төсләрдә булып күренгән.

Күлмәкне зәңгәр һәм кара төсләрдә күргән кешеләр исә фотосурәт ясалма яктылыкта, мәсәлән, бүлмәдәге саргылт ут астында төшерелгән дип уйлаган булырга мөмкин. 

Фотосурәтнең контексты да төсләрне кабул итүгә йогынты ясаган. Баш мие яктылыкның кайсы яктан төшүен, нәрсәнең күләгәдә булуын һәм сурәтнең ничек эшкәртелүен аңларга тырышкан. Бу нәтиҗәләрнең барысы да баш миенең үзенә күрә бер «төс коррекциясе» ясавына китергән.

Төсләр – табигатьнең безгә бүләк иткән иң зур байлыкларның берсе. Алар булмаса, тормышыбыз шыксыз һәм күңелсез булыр иде.