केल्विन रंग तापमान के लिए वास्तविक तापमान केल्विन से कैसे संबंधित है?


33

रंग में वास्तविक तापमान नहीं होता है। अपने मॉनिटर पर एक नीला वर्ग और एक लाल वर्ग डालने की कोशिश करें और दोनों क्षेत्रों के खिलाफ एक थर्मामीटर पकड़ें। यदि आप पाते हैं कि कोई अंतर है, तो आप इसे गलत कर रहे हैं। यह तो शायद आपको पहले से ही पता है।

तो केल्विन में रंग का तापमान क्यों मापा जाता है? केल्विन निरपेक्ष शून्य से एक पदार्थ में गर्मी का माप है। इसका मतलब है, जब किसी पदार्थ में वास्तव में कोई ऊष्मा नहीं होती है और उसमें अणु बिल्कुल होते हैं, तो वह है 0 K. 0 K वास्तव में संभव नहीं हो सकता है, लेकिन यह हमें इसके सापेक्ष मापने से नहीं रोकता है, और यह किसी भी तरह एक विषयांतर।

क्या कोई पदार्थ है जो विभिन्न तापमानों पर अलग-अलग रंगों का उत्सर्जन करता है, जिसका उपयोग तापमान के रंग तापमान के मानचित्र के संदर्भ के रूप में किया गया है? या यह उससे अधिक जटिल है? या केल्विन का उपयोग करने का विकल्प पूरी तरह से मनमाना है, जिसमें गर्मी का कोई संबंध नहीं है?


2
सभी पदार्थ 2000K या 4000K पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं! उदाहरण के लिए, आपके प्रकाश बल्ब का तार करता है। इस लाल-गर्म या सफेद-गर्म चमक की रोशनी में उस रंग का तापमान (2000K, या 4000K, या जो भी हो) होता है। और सूरज की सतह का तापमान ~ 5800K है जो इसलिए सूर्य प्रकाश के रंग का तापमान, वातावरण और इस तरह की वजह से सह ग्रानो सेलिस है
पीटर - मोनिका


1
रंग में तापमान नहीं होता है, लेकिन तापमान में रंग होता है। इसे ब्लैक-बॉडी रेडिएशन कहा जाता है । मैं मानता हूं कि यह धुंध को मापने का एक अजीब तरीका है, लेकिन यह किसी भी अन्य पैमाने जितना अच्छा है।
ब्लूराज -

1
थोड़ा नाइट-पिक- मैंने थर्मामीटर को मापने के लिए एक बहुत ही संवेदनशील सतह बनाई और आप अलग-अलग मुद्रित रंगों के तापमान में ध्यान देने योग्य अंतर देख सकते हैं- उत्सर्जन अलग था इसलिए छत की रोशनी ने दूसरों की तुलना में कुछ रंगों को गर्म किया। यदि हवा और अन्य चीजें गर्मी को दूर नहीं चूस रही थीं, तो उस कागज को 2700K तक गर्म किया जाएगा जो कि 'देख रहा था'।
स्पेरो पेफेनी

1
@scottbb Back in Uni (टोरंटो में) विशाल नए पुस्तकालय भवन के सामने फुटपाथ पर एक भित्तिचित्र था- 233 ° C। ओह, हम कैसे हँसे।
स्पेरो पेफेनी

जवाबों:


35

यह है कुछ हद तक एक सैद्धांतिक रास्ते में एक गर्म पदार्थ से संबंधित है, हालांकि। पदार्थ एक आदर्श गरमागरम काला शरीर है , जो किसी दिए गए तापमान पर दिए गए रंग स्थान के भीतर एक रंग को विकीर्ण करेगा। रंग अंतरिक्ष बनाम तापमान के भीतर के स्थान को प्लैंकियन स्थान कहा जाता है , और मैं उस लेख में सब कुछ समझने का दावा नहीं करता हूं, लेकिन आप जो भी गहराई चाहते हैं, उसका अन्वेषण करेंगे।

रंग तापमान के अधिक सामान्य "लाइट रीडिंग" स्पष्टीकरण के लिए और यह ब्लैक बॉडी रेडिएटर्स से सहसंबंध है, विकिपीडिया के रंग तापमान लेख को देखें


26

रंग तापमान पर विकिपीडिया का परिचयात्मक कथन उन्हें काफी अच्छी तरह से संबंधित करता है:

रंग तापमान एक प्रकाश स्रोत का एक आदर्श के तापमान काले पदार्थ का रेडिएटर कि radiates प्रकाश स्रोत के बराबर रंग की प्रकाश।

ब्लैक बॉडी रेडिएटर्स एक आदर्श अवधारणा है, जो एक ऊर्जा स्पेक्ट्रम को एक आवृत्ति पर चरम तीव्रता के साथ विकिरण करती है जो ब्लैक बॉडी रेडिएटर के तापमान पर निर्भर करती है। ब्लैक बॉडी का तापमान जितना अधिक होता है, ब्लैक बॉडी रेडिएटर के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की उच्च आवृत्ति होती है। आदर्श ब्लैक बॉडी रेडिएटर से कोई भी उत्सर्जन शुद्ध रूप से ऊष्मा ऊर्जा से होता है। इस प्रकार 6500 K काला शरीर फोटॉनों का उत्सर्जन करता है जिसकी आवृत्ति स्पेक्ट्रम हम 6500 K रंग तापमान (नीले-सफेद, "दिन के उजाले", रंग तापमान सीमा) में कहते हैं।

हालांकि, कोई वास्तविक ब्लैक बॉडी रेडिएटर नहीं हैं, कई सभ्य सन्निकटन मौजूद हैं जो कि ब्लैक बॉडीज की तरह ही कार्य करते हैं। सितारे, तापदीप्त प्रकाश बल्ब और इलेक्ट्रिक रेंज स्टोव इसके उदाहरण हैं। यही कारण है कि 5500 - 6500 K को दिन के उजाले का तापमान कहा जाता है - हम सूर्य के काले शरीर के तापमान को लगभग 5780 K पर मापते हैं। इसी तरह, गरमागरम प्रकाश बल्ब प्रकाश उत्सर्जक नहीं होते हैं, इसलिए दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम में गर्मी उत्सर्जक , "इनडोर" लगभग 2500 K का रंग तापमान नाममात्र का काला शरीर विकिरण तापमान और तापदीप्त बल्बों का वर्णक्रमीय शिखर है।

संबंधित प्रश्न यहां फोटोग्राफी पर देखें।:

यह भौतिकी। वर्तमान प्रश्न भी संबोधित करता है: तापमान रंग से संबंधित कैसे है?


6
@ JDługosz शायद तुम सिर्फ प्रकाश स्रोत के रूप में प्रकाश बल्ब के साथ एक कमरे में फोटोज नहीं बनाया है। मैंने इसे बहुत बार देखा है। कई आधुनिक एलईडी-लैंप में 2700K है।
ज़िनिट

3
@ JDługosz और आप सही हैं, रंग को बहुत अच्छी तरह से ठीक नहीं किया जा सकता है। मानव दृष्टि बहुत परवाह नहीं करती है, लेकिन मैंने बहुत सारे सस्ते कैमरे नहीं देखे हैं जो इस तरह की प्रकाश व्यवस्था के साथ कमरे में ली गई सफेद-संतुलन तस्वीरों को सही ढंग से करने में सक्षम होंगे - वे हमेशा बहुत पीले-लाल होते हैं। लेकिन वे इनडोर प्रकाश व्यवस्था की मुख्य श्रेणियों में से एक हैं, और कुछ लोग उन्हें पसंद करते हैं (वे माना जाता है कि अधिक आराम कर रहे हैं)।
लुआं

2
@ JDługosz मैं नियमित रूप से उच्च 2000 के दशक में रंग तापमान और लाइटरूम में कम 3000 का उपयोग करता हूं। मुख्य रूप से प्रकाश बल्बों द्वारा जलाए गए एक दृश्य के लिए 4000K का उपयोग करने का तरीका बहुत नारंगी होगा।
JohannesD

8
बस इसे पूरी तरह से स्पष्ट करने के लिए - एक गरमागरम बल्ब वास्तव में एक काले शरीर का एक बहुत ही उचित सन्निकटन है और जब चल रहा है, तो फिलामेंट का वास्तविक, भौतिक, तापमान आमतौर पर 2250 ° C (या ~ 2500K) होता है। सूरज भी एक सुंदर सभ्य शरीर है और सतह पर इसका वास्तविक, भौतिक, तापमान लगभग 6000K है।
जे ...

3
और, यह थोड़ा भटक रहा है, लेकिन अगर आप सोच रहे हैं कि दिन के उजाले का रंग तापमान एक सीमा क्यों है जब सूर्य का तापमान बहुत अधिक तय होता है, तो यह इसलिए है क्योंकि आकाश नीला है - यानी, वातावरण सूरज की नीली रोशनी की तुलना में अधिक खराब करता है इसका लाल, इसलिए किसी दृश्य का रंग तापमान कितना प्रत्यक्ष और कितना अप्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश पर निर्भर करता है।
हॉब्स

17

रंग का तापमान गर्म वस्तुओं द्वारा निर्मित ब्लैक-बॉडी रेडिएशन से संबंधित है । नीचे दिखाया गया ब्लैक-बॉडी रेडिएशन वक्र, 5000K, 4000K और 3000K पर निकायों द्वारा उत्सर्जित विकिरण के लिए प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर लगभग तीव्रता * दिखाता है।

* यह वास्तव में वर्णक्रमीय चमक को दर्शाता है, जो एक प्रकार का प्रवाह है। लेकिन आप इसे एक तीव्रता के रूप में सोच सकते हैं यदि यह मदद करता है। दो मात्राओं का आपस में गहरा संबंध है।

विभिन्न तापमानों पर वस्तुओं के लिए ब्लैक-बॉडी रेडिएशन घटता है

चित्र स्रोत: विकिपीडिया

ध्यान दें कि वक्र दृश्यमान स्पेक्ट्रम से कैसे गुजरते हैं। दृश्यमान स्पेक्ट्रम में वक्र का कितना (क्षेत्र के तहत) पर निर्भर करता है, रंग अलग दिखाई देगा। रंग तापमान के बारे में बात करते समय प्लांकियन लोकस द्वारा इसका वर्णन किया गया है ।

CIE क्रोमैटिकिटी आरेख पर ब्लैकबॉडी विकिरण वक्र

चित्र स्रोत: विकिपीडिया

ऊपर CIE आरेख विभिन्न तापमानों पर निकायों के दृश्य रंग को दर्शाता है। 3000K के आसपास के तापमान वाले शरीर लाल दिखने लगते हैं, जबकि 5000K या 6000K के आसपास के शरीर भँवर दिखेंगे। इससे ऊबने वाली हड्डियां नीली दिखने लगेंगी।


8

अन्य उत्तरों के अनुसार, रंग तापमान उस तापमान पर ब्लैकबॉडी विकिरण से मेल खाता है।

लेकिन हम उसकी परवाह क्यों करते हैं? यह समझने के लिए, आपको पहले खुद से पूछना होगा "सफेद क्या है?"

शारीरिक रूप से, सफेद रंग नहीं है। प्रकाश की कोई तरंग दैर्ध्य नहीं है जो "सफेद" से मेल खाती है, जैसे कि कोई भी नहीं है जो "काला" या "ग्रे" या "गुलाबी" से मेल खाती है - वे सभी रंग मानव धारणा के "कलाकृतियां" हैं। शारीरिक रूप से, वे कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य का मिश्रण होते हैं (विशेष रूप से प्राकृतिक प्रकाश में, सफेद सूर्य के सभी दृश्यमान तरंगदैर्ध्य के मिश्रण से होता है )।

मानव रंग धारणा तीन अलग-अलग प्रकाश-रिसेप्टर्स की तीव्रता को मिलाने पर निर्भर करती है। अब, उनमें से प्रत्येक वास्तव में तरंग दैर्ध्य ("भौतिक रंग") की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करता है, इसलिए यह थोड़ा अधिक जटिल है, लेकिन उनमें से प्रत्येक में एक अलग तरंग दैर्ध्य में एक चोटी है - हम आमतौर पर उन्हें क्रमशः लाल, हरा और नीला कहते हैं। यह है कि कंप्यूटर उन सभी रंगों को प्रदर्शित कर सकता है जिन्हें हम तीन अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के मिश्रण के साथ देख सकते हैं - एक अलग दृष्टि के साथ कुछ बुद्धिमान एलियन बस सोचेंगे कि हम सभी बकवास से भरे हुए हैं, क्योंकि हमारे चित्र वास्तविक चीज़ की तरह कुछ भी नहीं देखते हैं । असल में, हम तीन तरंग दैर्ध्य (जो मोटे तौर पर चोटियों के अनुरूप हैं) की तीव्रता को ट्विटोरिसेप्टर्स में एक ही उत्तेजना पैदा करने के लिए बनाते हैं कि वास्तविक प्रकाश होगा।

इस मॉडल में, "सफेद" का अर्थ है "100% लाल + 100% हरा + 100% नीला"। हालांकि, जैसा कि मैंने पहले ही नोट किया है, प्राकृतिक सफेद रोशनी वास्तव में उस तरह से काम नहीं करती है - यह ऐसे सुंदर अनुपातों के बिना कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य का एक संयोजन है। अब हम विकास पर आते हैं: सफेद रंग है जो रंग नहीं बदलता है। रंग की धारणा हमें संतुलित करने की अनुमति देती है जब तक कि परिवेश प्रकाश की स्थिति बदलने पर भी समान रंग देखने के लिए - उदाहरण के लिए, जब एक जंगल चंदवा के नीचे चल रहा है, या जब बिखरे हुए प्रकाश (जैसे "एक छाया में") के साथ काम कर रहा है। इसका मतलब यह भी है कि प्राकृतिक रंग तापमान सूर्य के प्रकाश क्षेत्र के तापमान से मेल खाता है - मूल रूप से, सूरज परिभाषा के अनुसार सफेद है , क्योंकि यही विकास ने हमें इसके अनुकूल बनाया है (कारण यह दिखता हैआंख का पीला होना क्योंकि कुछ नीली रोशनी वायुमंडल से दूर बिखरी हुई है - हमारी दृष्टि सूर्य (और वायुमंडल) द्वारा रोशन की गई वस्तुओं को देखने के लिए अनुकूलित है, न कि स्वयं सूर्य को देखने के लिए।

मज़े की बात यह है कि इससे हम उन प्रकाश स्रोतों का भी उपयोग कर सकते हैं जो सूर्य की तरह गर्म नहीं हैं । सबसे सरल उदाहरण तापदीप्त बल्ब हैं जो कम तापमान वाले होते हैं, लेकिन एक ही मूल सिद्धांत का उपयोग करते हैं - तार को पर्याप्त गर्म करें ताकि यह मनुष्यों के लिए सफेद संतुलन कार्य करने के लिए पर्याप्त दृश्य प्रकाश को विकिरण करे। एलईडी लाइट्स आपके कंप्यूटर स्क्रीन की तरह एक सिद्धांत का उपयोग करती हैं - तीन अलग (अच्छी तरह से, बिल्कुल तीन नहीं , लेकिन "तीन संकीर्ण बैंड") किसी भी रंग का उत्पादन करने के लिए तरंग दैर्ध्य। अच्छी बात यह है कि यह बहुत अधिक कुशल है। बुरी बात यह है कि यह वास्तव में अलग-अलग प्रकाश प्रभाव पैदा कर सकता है, इसलिए यह वास्तव में प्राकृतिक प्रकाश के लिए बिल्कुल भी मैप नहीं करता है ।

लेकिन मूल यह है: एलईडी रोशनी कहीं भी उनके "रंग तापमान" के पास नहीं है, इसलिए उस मामले में रंग तापमान का क्या अर्थ है? मुख्य बिंदु यह है कि विभिन्न तापमानों के तहत, तीन फोटोरिसेप्टर में से प्रत्येक पर उत्पादित संकेतों की तीव्रता अलग होती है (समान "रंगों" के लिए)। जब आप अपने मॉनीटर पर रंग तापमान बदलते हैं, तो आप मूल रूप से उन तीन चैनलों में से प्रत्येक को दूसरों के संबंध में कितना तीव्र बताते हैं - यही वह चीज है जो आपको "लाल" या "नीला" रंग देती है। आप अनुकरण कर रहे हैंमानव दृष्टि पर एक अलग ब्लैकबॉडी तापमान का प्रभाव - और चूंकि मानव दृष्टि प्रकाश में जानकारी की इतनी अनदेखी करती है, यह वास्तव में अधिकांश समय काफी अच्छी तरह से काम करता है। अपने कैमरे पर सेटिंग करते समय, आप ठीक इसके विपरीत कर रहे हैं - आप "शिफ्ट" रंगों को "उद्देश्य" रेड + ग्रीन + ब्लू डेटा में मैप करने की कोशिश कर रहे हैं। आमतौर पर सेटिंग रंग तापमान का उपयोग करने का कारण बस यही है क्योंकि इसका उपयोग हर जगह किया जाता है - आप अपने प्रकाश के रंग तापमान पर नज़र डाल सकते हैं और अपने कैमरे पर भी इसका उपयोग कर सकते हैं।


यह एक अच्छा उत्तर है जो विशुद्ध रूप से तकनीकी दृष्टिकोण के बजाय व्यावहारिक से प्रश्न का सामना करता है। कृत्रिम प्रकाश स्रोतों के बारे में बात शारीरिक रूप से उतनी गर्म नहीं है जितनी कि उनका रंग तापमान भी एक अच्छा है।
एंड्रयू

@ और गरमागरम लैंप को छोड़कर - वे सूरज की तरह गर्म नहीं हैं, यकीन है, लेकिन उनके रंग का तापमान भी मैच करने के लिए बहुत कम है।
रैंडम 832

2
@ रैंडम 832 बेशक। विभिन्न प्रकाश उत्सर्जन तंत्र अलग-अलग तरीकों से काम करते हैं। रंग तापमान एक अवधारणा है जो काले-शरीर के विकिरण से आती है, लेकिन कथित रंग (और सफेद संतुलन प्रभाव) हमेशा काले-शरीर विकिरण के कारण नहीं होते हैं।
एंड्रयू

2
@Luaan आपको कुछ विदेशी की आवश्यकता क्यों है? आप मैंटिस चिंराट का उपयोग भी हमें विचार कर सकते हैं होने के लिए "बहुत रंग सीमित" :) theoatmeal.com/comics/mantis_shrimp
woliveirajr

2
@woliveirajr खैर, ज्यादातर "संचार" भाग के कारण। हो सकता है कि पीजन्स को लगता है कि हम उस सभी यूवी प्रकाश की अनदेखी कर रहे हैं, लेकिन वे हर समय खिड़कियों में चल रहे हैं, इसलिए ...: D
Luaan

1

थर्मामीटर से पहले स्माइटर और कुम्हार और ग्लासब्लोवर्स और प्रगति की निगरानी के लिए चमक सामग्री के रंग पर निर्भर करते हैं। यह माना जाता था कि अधिकांश खनिजों में गर्म के रूप में विभिन्न चरणों में एक अनूठा रंग था। यह भी ज्ञात था कि वस्तुओं का विस्तार और अनुबंध होता है क्योंकि उनका तापमान बदल जाता है। डैनियल फ़ारेनहाइट (जर्मन 1686-1736) ने एक पारा थर्मामीटर तैयार किया। उन्होंने 180 की संख्या का उपयोग ठंड और उबलते पानी के बीच चरणों की संख्या (डिग्री) के रूप में किया, 180 एक अत्यधिक विभाज्य संख्या है। एंडर्स सेल्सियस (स्वीडिश (1701 - 1744) ने सोचा कि 180 व्यवसाय पागल था। सेल्सियस ने ठंड और उबलते पानी के बीच 100 कदम रखे।

थर्मामीटर में पारा, अल्कोहल और अन्य तरल पदार्थों का उपयोग आम था, हालांकि कोई भी विस्तार या रैखिक रूप से अनुबंध नहीं करता है, इस प्रकार ट्यूबों पर चिह्नों का अलग-अलग क्षेत्रों में अंतर होता है। 1802 में जोसेफ लुईस गे-लुसाक (फ्रेंच 1778 - 1850) ने दिखाया कि हवा और विभिन्न आम गैसों का गुणांक लगभग एक जैसा है। एक फ्लोट के साथ एक ट्यूब हाइड्रोजन का एक स्तंभ गिरता है और तापमान के साथ समान रूप से उगता है। यदि शीतलन जारी रहता है, तो तल को -273C से नीचे की ओर मारना चाहिए। वैज्ञानिकों ने नकारात्मक तापमान को कम कर दिया, और इस तल को "पूर्ण तापमान" का नाम दिया। इस प्रकार निरपेक्ष स्केल ने अब ब्लैक बॉडी रेडिएशन पर अपने काम के लिए विलियम थॉमसन 1 बैरन केल्विन (आयरिश 1824 - 1907 नोबेल पुरस्कार विजेता) को सम्मानित करने के लिए केल्विन पैमाने को बुलाया।

केल्विन पैमाने में एक तापमान 273 जोड़कर सेल्सियस पैमाने पर परिवर्तित किया जा सकता है। धातुविदों ने आमतौर पर केल्विन पैमाने का इस्तेमाल किया जैसा कि विज्ञान की कई अन्य शाखाओं ने किया था। लाइटबल्ब डिजाइन धातु के टंगस्टन का उपयोग उनकी चमक रेशा के रूप में करने के लिए विकसित हुआ। प्रकाश उद्योग ने केल्विन पैमाने को अपनाया, जो रंग का उत्पादन करता था। फोटो उद्योग, कृत्रिम रोशनी पर अत्यधिक निर्भर, रंग को वर्गीकृत करने के लिए केल्विन पैमाने को अपनाया।

रोशनी और उनके रंग तापमान के कुछ चयनित व्यावहारिक स्रोतों की तालिका।

सूर्य का प्रकाश दोपहर 5400K

रोशनदान 120,000K से 18,000K

फोटोग्राफिक डेलाइट 5,500K (फिल्म निर्माताओं द्वारा सहमत)

फ्लैश क्यूब - फ्लिप फ्लैश 4,950K

स्पष्ट Flashbulb (zirconium तार भरा हुआ) 4,200K

स्पष्ट एल्यूमीनियम तार से भरा फ्लैशबल्ब 3,800K

500 वाट फोटोग्राफिक लैंप 3,200K

100 वाट घरेलू टंगस्टन प्रकाश बल्ब 2,900K

60 वाट घरेलू टंगस्टन प्रकाश बल्ब 2,820K


क्या आपके पास फ़ारेनहाइट पैमाने के लिए एक प्रशस्ति पत्र है जिसे शुरू में 180 ° से ठंड से उबलने तक परिभाषित किया गया है? मैंने इसे नमक के पानी के हिमांक से मानव शरीर के तापमान तक 96 ° के रूप में सीखा।
१५'१

@ mattdm - असिमोव और ज़िमरमन की एक टेक्स्ट बुक से "फ़ारेनहाइट: फैक्ट्स, हिस्ट्री एंड कन्वर्ज़न फॉर्मेट"। 16 सितंबर 2017 को लिया गया।
एलन मार्कस

धन्यवाद! मैंने जो कुछ ऑनलाइन पाया, वह शुरू में स्केल जैसा कि मैंने कहा था, लेकिन बाद में पुनर्गठित किया गया था। livescience.com/39916-fahrenheit.html
mattdm

@ mattdm - 180 डिग्री का प्रसार महत्वपूर्ण है क्योंकि यह एक सहायता है जो छात्रों को फ़ारेनहाइट चरण की तुलना में 1.8 डिग्री (डिग्री) तक रूपांतरण फार्मूला यानी एक डिग्री सी को बड़ा समझने में मदद करती है।
एलन मार्कस

हाँ - मैं हैरान हूँ कि मुझे कभी नहीं पता था कि, केवल मूल कहानी सीखी और बाद के समायोजन के बारे में नहीं।
Mattdm
हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.