barwa
Barwa, kolor — Barwa, kolor – właściwość ciał materialnych określana przez następujące parametry: odcień, natężenie (jasność), nasycenie oraz czystość, odbierana jako subiektywne wrażenie zmysłowe przez receptory zmysłu wzroku, polegające na absorpcji różnej długości fal światła widzialnego; dla organizmów żywych oraz ich struktur wyróżnia się barwę strukturalną (barwę optyczną) powstającą wskutek zjawiska ugięcia, nakładania się bądź rozproszenia fal świetlnych na powierzchni różnych struktur organizmów żywych oraz barwę barwnikową warunkowaną obecnością barwników.
Fizyczna natura barwy
Barwa (kolor) jest właściwością ciał materialnych, która odbierana jest jako subiektywne wrażenie zmysłowe przez receptory zmysłu wzroku, polegające na absorpcji różnej długości fal światła widzialnego (widzialnej części promieniowania elektromagnetycznego).
Barwa jest charakteryzowana przez następujące parametry:
- odcień (ton, chromatyczność) – określany przez długość fali elektromagnetycznej w zakresie światła widzialnego (380-780 nm); zakres długości fali dla barw prostych wynosi: 653-770 nm (barwa czerwona), 590-635 nm (barwa pomarańczowa), 565-590 nm (barwa żółta), 520-565 nm (barwa zielona), 500-520 nm (barwa jasnoniebieska), 450-500 nm (barwa niebieska), 430-450 nm (barwa ciemnoniebieska), 380-430 nm (barwa fioletowa);
- natężenie (jasność) – określane jako udział ilości światła danej barwy w stosunku do ogółu panujących warunków oświetleniowych;
- nasycenie – określane jako udział achromatyczności w danej barwie; malejące wraz ze wzrostem udziału barwy białej (np. barwa czerwona, różowa, biała);
- czystość – określana jako udział achromatyczności w danej barwie; malejąca wraz ze wzrostem udziału barwy czarnej (np. barwa czerwona, czerwonobrązowa, czarna).
Barwy można podzielić na:
- barwy proste (monochromatyczne, widmowe) – otrzymane w wyniku rozszczepienia światła białego oraz barwy złożone – składające się z mieszaniny barw prostych;
- barwy niekolorowe (achromatyczne) – barwy nie posiadające odcienia (barwa biała, czarna, szarości) oraz barwy kolorowe (chromatyczne) – barwy posiadające odcień (np. barwa czerwona, żółta, zielona).
Postrzeganie barw
Zdolność postrzegania barw występuje u stawonogów, głowonogów oraz kręgowcówoczy pozostałych zwierząt rozróżniają wyłącznie stopień natężenia światła oraz różne odcienie czerni. Zakres długości fal światła widzialnego odbieranego przez zmysł wzroku większości zwierząt zawiera się w przedziale 400-700 nm; zakres ten u niektórych zwierząt może być przesunięty w kierunku podczerwieni (np. u węży, niektórych ryb, owadów krwiopijnych) bądź w kierunku nadfioletu (np. u pszczół i ptaków).
Odbieranie bodźców świetlnych u kręgowców możliwe jest dzięki obecności w siatkówce oka komórek światłoczułych – pręcików i czopków. Pręciki wrażliwe są na światło o słabym natężeniu i odpowiedzialne są postrzeganie kształtów i ruchu. Czopki wrażliwe są na światło barwne oraz światło białe o dużym natężeniu i odpowiedzialne są za rozróżnianie barw. Siatkówka człowieka oraz blisko spokrewnionych ssaków naczelnych zawiera trzy rodzaje czopków – czopki wrażliwe na światło niebieskie, zielone i czerwone (widzenie trichromatyczne). Niektóre kręgowce (np. ptaki, ryby, gady, płazy) posiadają dodatkowy rodzaj czopków wrażliwych na ultrafiolet (widzenie tetrachromatyczne).
Barwy organizmów żywych
Barwy organizmów żywych mogą być uwarunkowane ich składem chemicznym (obecnością związków organicznych i nieorganicznych wchodzących w skład organizmu lub budujących jego poszczególne części), np. u jednokomórkowców; obecnością barwników (barwy barwnikowe) bądź strukturą komórek i tkanek, w szczególności naskórka i jego wytworów (barwy strukturalne). U niższych bezkręgowców i strunowców wynikają również z rodzaju pobieranego pokarmu, nagromadzonych produktów przemiany materii oraz obecności symbiontów (np. glonów, bakterii).
Barwy barwnikowe (barwy chemiczne, barwy pigmentowe) są uwarunkowane obecnością barwników pochłaniających światło o danej barwie, występujących w stanie rozproszonym w różnych częściach ciała (np. oskórku, naskórku i jego wytworach, narządach wewnętrznych) bądź zlokalizowanych w specyficznych komórkach barwnikowych (np. chlorofile w chloroplastach, melaniny w melanoforach).
Głównymi barwnikami roślin są chlorofile nadające roślinom (głównie liściom) barwę zieloną, karotenoidy (ksantofile, karoteny) nadające kwiatom i owocom barwę żółtą, czerwoną, pomarańczową i różową, flawonoidy nadające kwiatom i liściom barwę żółtą oraz antocyjany nadające kwiatom, owocom i liściom barwę czerwoną, fioletową i niebieską.
Barwniki odpowiedzialne za barwę ciała głowonogów oraz kręgowców (ryb, płazów i gadów) zlokalizowane są w komórkach barwnikowych określanych mianem chromatoforów. Do chromatoforów zalicza się ksantofory (zawierające żółte pterydyny), erytrofory (zawierające czerwone lub pomarańczowe karotenoidy) oraz melanofory (zawierające brązowo-czarne eumelaniny). Odpowiednikiem chromatoforów u ptaków i ssaków są melanocyty zawierające ziarna melaniny.
Najpiękniejszymi barwami barwnikowymi cechują się rurkopławy, ukwiały, osiadłe wieloszczety, motyle, chrząszcze, ryby raf koralowych oraz ptaki egzotyczne (np. turaki).
Połyskujące, metaliczne barwy strukturalne (barwy optyczne) powstają wskutek ugięcia (dyfrakcji), nakładania się (interferencji) bądź rozproszenia fal świetlnych na powierzchni różnych struktur organizmów żywych (pancerzyki owadów, perłowe powłoki muszli mięczaków, skrzydła motyli, oskórki, łuski gadów, pióra ptaków). Najpiękniejszymi barwami strukturalnymi cechują się motyle oraz ptaki egzotyczne (np. kolibry, nektarniki, cudowronki, zimorodki).