Işık ve Renk: Ara Renkler ve Ana Renkler Nasıl Oluşur?

Renk, cisimler tarafından yayılan ve/veya yansıyan ışığın gözde oluşturduğu duyumdur. Buradan anlıyoruz ki bir şeyin renkli algılanabilmesi ondan gözümüze bir ışık gelmesine bağlıdır.

Özellikle de farklı boyaları karıştırınca farklı renkler çıkması ya da Newton çarkını çevirince tüm renklerin beyaz rengi vermesi, ara renklerin oluşumu konusunda kafanızı karıştırmış olabilir. Peki ama ışık nedir, renkleri nasıl oluşturur? Herkes renkleri aynı mı algılar? Bu sorulara yanıt verebilmek için ışığın ve rengin ne olduğunu iyi tanımlamak gerekir.

Işık Nedir?

Işık dediğimiz zaman aklımıza hiç kuşkusuz, görmemizi sağlayan "şey" gelir. Bu aslında fotonlar tarafından temsil edilen bir elektromanyetik dalgadır ve ışık sadece gözümüzün gördüğü aralıkla sınırlı değildir.

Bu tanım elektromanyetik spektrumdaki tüm dalgalar (gama ışınları, X-ışınları, morötesi, kızılötesi, mikrodalga ve radyo dalgaları) için kullanılabilir. Görünür ışığı diğer elektromanyetik dalgalardan ayıran özelliği onu taşıyan fotonların sahip olduğu dalga boyudur.

Dalga boyu aynı zamanda frekansla, dolayısıyla enerjiyle de ilişkilidir. Dalga boyu arttıkça onunla ters orantılı olarak frekans da azalır. Frekans azaldıkça onunla orantılı olarak enerji de azalır (frekans arttıkça enerjide artar). Dolayısıyla bu tanımı dalga boyu, frekans ve enerji çerçevesinde farklı şekillerde görebilirsiniz ama hepsi aynı durumu ifade ederler. Fotonun dalga boyunun yaklaşık 400-700 nanometre arasında olması onu gözle görebilmemizi sağlar.

Renkler Nasıl Oluşur?

Gözümüze gelen ışığı farklı renklerde algılıyor olmamızın nedeni yine ışığın dalga boyuyla ilgilidir. Dalga boyu, 400-700 nm aralığında, ne kadar büyükse o kadar kırmızıya yakın renkler görürken ne kadar küçükse o kadar mora yakın renkler görürüz. Bu skalayı aynı zamanda bir gökkuşağında da görebilirsiniz.

Wikimedia

Mora ve kırmızıya yakınlıktan kasıt, rengin yalnızca mor ya da kırmızı benzeri renkler biçiminde görünmesi değil. Her rengin bir dalga boyu vardır ve bu dalga boyları mor ile kırmızı arasında yer alır. Aşağıdaki spektrumda da görüldüğü üzere yeşil ve mavi görece mora daha yakın ve daha küçük dalga boylarına sahipken sarı ve turuncu kırmızıya daha yakın ve daha büyük dalga boylarına sahiptir.

Peki, cisimlerin rengini de üzerine düşen ışığın rengi mi belirler? Bu soruya genel bir cevap vermek yanıltıcı olabilir. O nedenle ışık ve renk ilişkisini biraz daha iyi anlamamız gerek. Bunun için de beyaz ışık kavramına bakmalıyız.

Beyaz Işık

Işığın ana renkleri ve ara renklerinden bahsetmeden önce beyaz ışığı anlamakta fayda vardır. Biraz önce her rengin kendine özgü bir dalga boyuna sahip olduğundan bahsettik. Ancak beyaz bu renklerden biri değildir. Çünkü beyaz, görünür tayftaki tüm dalga boylarının bir karışımıdır. Yani beyaz ışık içinde tüm diğer renkleri barındırır ve beyaz renkte gördüğümüz bir nesne üzerine düşen tüm dalga boylarını yansıttığı için beyazdır.

Mavi gördüğümüz bir cisim ise üzerine beyaz ışık düştüğünde mavi hariç tüm ışığı soğurur ve yalnızca maviyi yansıtır. Elbette bu tür bir cisim bulmak zordur, fakat çoğunlukla maviyi yansıtması, onda mavi tonların baskın olduğu bir görünüm için yeterlidir. Burada konuyu anlayabilmek için biraz hipotetik cisimlerden söz ettiğimizi kabul edelim.

Mavi bir cisim mavi ışığı yansıtıp diğerlerini soğuracağından, eğer üzerine beyaz gibi mavi rengi içeren bir ışık demeti değil de örneğin yalnızca kırmızı ışık düşürürsek, cisim kırmızıyı soğuracağından gözümüze neredeyse hiç ışık ulaşmayacak ve cisim siyah görünecektir.

Benzer şekilde beyaz bir cismin üzerine yalnızca kırmızı ışık düşürüldüğünde ise cisim her türlü dalga boyunu yansıtabildiğinden kırmızıyı yansıtacak ve cisim kırmızı görünecektir. Kısaca cismin göründüğü renk, yansıtabildiği dalga boyu ve üzerine düşürülen ışıkla ilgilidir.

Ana Renkler

Beyaz ışığın görünür aralıktaki tüm renklerin birleşmesiyle oluştuğundan bahsettik. Fakat bu, beyaz ışık elde etmenin tek yolu değildir. Belli yoğunluklarda birleştirdiğimizde üçlü renk (dalga boyu) grupları ile de beyaz ışığı elde edebiliriz. Bu gruplar ışığın ana renkleri olarak adlandırılır. Bu şekilde birçok üçlü grup elde etmek mümkündür. Bunlardan en çok bilineni kırmızı, yeşil ve mavi üçlüsüdür (RGB).

Ara Renkler ve Oluşumları

Bahsini ettiğimiz üç renk (yeşil, mavi ve kırmızı) ışık bir aradayken beyaz görünür ancak ikili olarak karıştırıldıklarında farklı renkleri elde ederiz.

• Yeşil + Mavi = Camgöbeği (cyan)
• Mavi + Kırmızı = Eflatun (magenta)
• Kırmızı + Yeşil = Sarı

Ana renklerin karıştırılmasıyla elde ettiğimiz renkler olan camgöbeği (cyan), eflatun (magenta) ve sarı, ara renkler olarak adlandırılır.

Ara renkler nelerdir ve nasıl oluşur?

İki ana rengin karışmasıyla ara renkler elde edilir. Yeşil ile mavinin karışımı camgöbeği (cyan), mavi ile kırmızının karşımı eflatun (magenta), kırmızı ile yeşilin karışımı ise sarı ara renklerini verir.

Aşağıdaki şemada ana renkler karıştığında ışığın hangi ara renkleri oluşturduğunu görebilirsiniz.

İki ana rengi birleştirdiğimizde elde ettiğimiz ışığın tonu, birleştirdiğimiz ışıkların yoğunluğuna göre değişiklik gösterecektir. Örneğin kırmızı ve yeşil ışığı karıştırırken eğer birini daha ağırlıklı kullanacak olursak, renk o yönde değişecektir. Yıldızlarda gördüğümüz renklerin doğası da buradan gelmektedir ve tam olarak bu nedenle hiçbir zaman yeşil yıldız yoktur.

Cisimlerin rengi konusuna geri dönecek olursak, ara renge sahip bir cismin üzerine birden fazla rengi barındıran bir ışık demeti düşürüldüğünde, kendini oluşturan iki rengi de yansıtacaktır. Örneğin elimizde eflatun (üstteki şekilde mor benzeri renk) renginde bir kâğıt olsun. Biz bu kâğıdın üzerine beyaz ışık tuttuğumuzda beyazın içinde bulunan mavi ve kırmızı renk ışıkları birlikte yansıtacak, geri kalanını büyük oranda soğuracaktır. Cismin rengi eflatun, yani mavi ve kırmızı ışığın birleşimiyle oluşan bir renk olduğundan bu beklendik bir sonuçtur.

Peki aynı kâğıdın üzerine tek renk ışık yansıtırsak ne olur? Bu ışığın rengi, ara rengi oluşturan iki ana renkten biriyse cisim bu ışığı yansıtır ve gözümüze bu renk görünür. Yani magenta kâğıdın üzerine yalnızca mavi ışık yansıtırsanız cisim mavi, yalnızca kırmızı ışık yansıtırsanız cisim kırmızı görünecektir. İçinde hiç bulunmayan yeşil ışık yansıttığınızda ise bunu soğuracağından cisim siyah görünecektir. Aynı durum diğer ara renkler için de geçerlidir.

Newton Diski (Newton Çarkı)

Newton diski (ya da Newton çarkı), ana renkler ile beyaz arasındaki ilişkiyi anlamak için oldukça basit bir düzenektir. Özellikle çocuklara, fen bilimlerinin temel eğitimlerini verirken anlatıldığında, renklerin anlaşılması çok daha kolay olmaktadır. Burada üzerinde ana renkler yer alan bir disk hızla döndürülmektedir. Gözümüz saniyede belirli bir kare sayısını görebildiğinden, disk çok hızlı döndükçe renkler birbirine karışır ve bu sayede tüm renklerin birleşimi olan beyaz ortaya çıkar. Aşağıdaki videoda Newton diskinin nasıl yapıldığını görebilir ve kendiniz de evde basit araç ve gereçlerle bunu deneyebilirsiniz.

Bu düzeneği yaptığınızda neden tam olarak beyaz görünmediğini merak edebilirsiniz. Bunun en temel nedeni kullandığınız ana renklerin (veya ara renklerin) tam olarak ihtiyaç olan rengi sağlamaması ve doğru oranlarda kullanılmamasıdır. Eğer tam olarak görünür ışık spektrumundaki gibi yapabilirseniz, kullandığınız boyaların yansıtıcılığına da bağlı olarak, beyaza daha yakın bir renk elde edebilirsiniz. Aynı şekilde farklı ana renkler ve ara renkler kombinasyonlarıyla da burada bahsettiğimiz diğer sonuçları test edebilirsiniz.

Tamamlayıcı Renkler

Bu durumda her bir ara renk, bir ana rengin tamamlayıcısıdır. Yani bir ara renk ile bu ara renk içinde bulunmayan üçüncü ana renk birbirinin tamamlayıcısı olur. Birbirini tamamlayan iki renk birleştiğinde yine beyaz ışık oluşur. Bu nedenle tamamlayıcı renkler bazen “zıt renkler” olarak da adlandırılırlar.

• Kırmızı + camgöbeği = beyaz
• Yeşil + eflatun = beyaz
• Mavi + sarı = beyaz