Почему цвета выгорают на солнце? Клуб почемучек.

Этим постом после долгого перерыва я снова открываю свой Клуб почемучек. Я по нему уже соскучилась, надеюсь, и вы тоже ? Архив прошлых выпусков (а их там уже аж 84 штуки!) вы можете посмотреть по ссылке выше и там же можно узнать условия участия в Клубе. Ну а пока я отвечаю на вопрос моей собственной дочки Кати, 8 лет. “Почему выгорают рисунки?”

Видите эти листья? Это рисовали не мы. Это рисунок солнца! 

Для такого необычного вида творчества мы с Катей воспользовались обычной цветной бумагой и трафаретом с контурами листьев. Оставили их на солнце – и через несколько дней рисунок готов! Опыт основан на свойстве краски выгорать на солнце.
Вы, наверное, и сами не раз сталкивались с этим свойством: картины или фотографии на свету меняют краски, одежда становится других оттенков и даже волосы светлеют! Отчего же это происходит? Как солнце может рисовать? Оказывается, все дело в ультрафиолете!

Солнечный “рисунок”

На днях я рассказывала, как мы изучали радугу и разлагали солнечный свет на спектр. Но дело в том, что свет состоит не только из тех волн, которые наш глаз воспринимает как цвета от красного до фиолетового. Есть в нем и другие волны, которые мы просто не видим.

Луч обычного света разлагается на составляющие его цвета

Например, если волны еще длиннее, чем у красного света (их называют инфракрасными), мы их уже не увидим, но почувствуем кожей как тепло. На основе этого как раз и основана работа прибора ночного видения – тепловизора. Он преобразует инфракрасные волны в видимый нам свет. А есть животные, которым никакие приборы ночного видения не нужны – они и так воспринимают инфракрасный. Например, ямкоголовые змеи, которые именно благодаря чувствительности к инфракрасному излучению могут найти свою жертву в полной темноте.

Эта храмовая куфия, как и другие ямкоголовые змеи, имеет на морде углубление (именно поэтому ее и назвали ямкоголовой), в котором расположены чувствительные к инфракрасному излучению рецепторы. С их помощью она и “видит” инфракрасный  свет

А за фиолетовым светом с еще более короткой длиной волны идет ультрафиолетовый. Мы его тоже уже не видим, но вот многие насекомые, членистоногие и птицы видят его прекрасно. 

Этот рак-богомол – удивительное существо! Его глаза содержат не 3 светочувствительных элемента как у людей (мы способны различать красный, зеленый и синий цвет, а так же результаты их смешения), а 12 или 16 (по разным данным). Он видит и инфракрасный свет, и ультрафиолетовый, и еще такие, о которых у человека и понятия нет!

Но хотя мы не видим ультрафиолет, мы постоянно о нем слышим: и кремы есть с защитой от ультрафиолета, и специальные очки солнцезащитные, и разные покрытия материалов, и краски.

Чем же такой особенный этот ультрафиолетовый свет, что его все боятся и защищаются от него?
Дело в том, что свет – это поток частиц, фотонов, каждый из которых обладает энергией. И когда эта фотоны достигают любого предмета, то некоторые из них отражаются от его поверхности, а некоторые поглощаются ею. Те частицы, которые отразилась, попадают на сетчатку нашего глаза и мы их как раз и воспринимаем как цвет предмета. Например, если мы видим синий лист бумаги, значит этот лист поглотил все остальные световые волны, а отразил только синий.
А те волны, которые поглотились, передали свою энергию листу.
Ультрафиолетовые волны обладают очень высокой энергией – настолько высокой, что разрушают молекулы! Поэтому у людей, которые получили лишнюю дозу ультрафиолета, возникают различные болезни, поэтому кожа выработала механизм защиты от него – всем известный загар, поэтому и проводят дезинфекцию воды или помещения с помощью ультрафиолетовых ламп, чтобы убить все микробы. И поэтому же меняет свой цвет краска – ультрафиолетовые лучи разрушают молекулы пигмента краски.
Но это это делает не только ультрафиолет, просто он действует сильнее всего. Молекулы краски разрушает и другое излучение, входящее в солнечный свет. Иначе бы те материалы, которые находятся у нас дома, за оконными стеклами, не выцветали. Ведь стекло не пропускает ультрафиолетовые лучи.  Но выгорают и фотографии в рамках за стеклом, и мебельные ткани, и занавески. Только медленнее, чем это бы произошло на ярком открытом солнце.
Вот так и получилось, что солнце умеет рисовать: те места, которые были под его лучами, подверглись воздействию излучения, молекулы краски разрушились и бумага в этих местах поменяла свой цвет, а закрытые места остались нетронутыми.

Как получить рисунок солнцем

Какой же цвет выгорает сильнее? Традиционно считается, что красный, а синий и голубой держатся дольше всего Хотя тут очень зависит от химического состава краски и свойств поверхности.
У нас на балконе висят Катины рисунки. По ним хорошо заметно, что со временем они меняют цвет, причем некоторые настолько, что исчезают совсем! Например, яркий черный маркер на солнце будто испаряется, оставляя после себя еще видимые коричнево-желтые следы. Сильно выгорает фломастер, чернила от шариковой ручки, слабее – карандаш. А вот акварель или гуашь гораздо более стойки к солнечному свету.

А в конце своего ответа, я даю читателям домашнее задание.

Давайте проведем эксперимент – какой цвет бумаги самый стойкий к ультрафиолету? 
Для этого возьмите цветную бумагу разных цветов, положите ее на солнце и проверьте, какая краска выгорает сильнее, а какая более устойчива. То же самое можно сделать просто раскрасив пробные образцы бумаги фломастерами, карандашами, ручками, маркерами и т.п. 

Интересно, что у вас получится? Мы свои пробники уже положили на подоконник на солнышко и теперь с нетерпением ждем результат ? Я специально разложила листы так, чтобы они перекрывали друг друга – тогда на каждом листочке получится и солнечная часть и часть, что была в тени и их легко будет сравнить по цвету.

Эксперимент по выявлению наиболее стойких к выгоранию красок