ทำไมแสงจันทร์ไม่ได้เป็นสีเดียวกับแสงแดด?

แสงจากดวงจันทร์คือแสงที่สะท้อนจากดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์ในอวกาศเป็นสีขาว แต่บนโลกเมื่อแสงถูกกรองผ่านชั้นบรรยากาศแสงจะปรากฏเป็นสีเหลือง ถ้าอย่างนั้นทำไมแสงจันทร์ถึงเป็นสีขาวถึงชั้นบรรยากาศ?

แสงจากดวงจันทร์คือแสงที่สะท้อนจากดวงอาทิตย์

นี่เป็นเหตุผลอย่างน้อยหนึ่งข้อที่คุณไม่ควรคาดหวังว่าดวงจันทร์จะมีสีเดียวกัน แสงแดดที่กระทบกับวัตถุสีฟ้าจะปรากฏเป็นสีน้ำเงินและคล้ายกัน ดังนั้นสีที่เราคาดว่าจะเห็นจากดวงจันทร์จะถูกปรับโดยคุณสมบัติสีของพื้นผิวของดวงจันทร์

เมื่อมันเกิดขึ้นตามจันทรคติ regolithเป็นหลักสีเทา (เช่นเป็นกลาง) ดังนั้นมันจึงมากหรือน้อยสะท้อนให้เห็นถึงสเปกตรัมที่ได้รับ

ดวงอาทิตย์ในอวกาศเป็นสีขาว

ไม่มันไม่ใช่. มีเหตุผลสองสามข้อ

ดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่มีความสว่างเป็นพิเศษ (สำหรับเรา) และจะทำให้การมองเห็นสีของเราอิ่มตัวดังนั้นมันจึงดูเหมือนว่าเป็นสีขาวเมื่อเรามองดูโดยตรง

ดวงอาทิตย์เป็นจริงดาวสีเหลือง มันเป็นช่วงคลื่นความถี่สูงสุดในช่วงสีฟ้า - เขียว มีดาวที่มีสีแดงหรือสีน้ำเงิน

สีขาวเป็นสิ่งที่ยุ่งยาก สีขาวเป็นสีที่รับรู้ ไม่มีความยาวคลื่น "สีขาว" ในสเปกตรัม EM สีขาวคือความสมดุลระหว่างเซ็นเซอร์สีที่แตกต่างกันสามแบบที่คุณใช้ในการมองเห็น ดวงอาทิตย์ไม่ใช่สีขาวเพราะการผสมสี "สีขาว" ที่เรามีความสมดุลนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับแสงจากดวงอาทิตย์ในสุญญากาศของอวกาศ แต่บนแสงที่มาถึงพื้นผิวโลกและสิ่งที่สะท้อนออกมาจาก โลก (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแสงโดยรอบที่เราพบตามปกติ)

ทำไมแสงจันทร์สีขาวถึงชั้นบรรยากาศ?

เมื่อคืนที่ผ่านมาดูเหมือนท้องฟ้าแจ่มใสสวยงามรอบคอของฉันในป่าและดวงจันทร์ก็ดูเป็นสีเหลืองสำหรับฉัน สิ่งนี้จะแตกต่างกันไปตามตำแหน่งและสภาพบรรยากาศของคุณ แต่ยังรวมถึงการรับรู้สีของคุณด้วย

แสงจันทร์ที่สะท้อนกลับเป็นสีแดงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ ( Ciocca & Wang 2013 ) แสงเดียวกันนั้นจะถูกส่งผ่านบรรยากาศออกมาในแบบเดียวกับแสงแดด

ปรากฎการณ์ใด ๆ (ซึ่งมีข้อโต้แย้ง) ตามข้อถือสิทธิในคำถามล้วนเป็นความแตกต่างของการรับรู้สีของเรา

รูปที่ 8: อัลฟอร์แนนดวงจันทร์เฉลี่ยเรขาคณิตที่วัดโดย GOME ตั้งแต่เดือนกรกฎาคม 2538 พฤศจิกายน 2538 และกันยายน 2539

จากอีเอสเอวัด GOME ดวงจันทร์รวมทั้งลักษณะของตราสารและดวงจันทร์อัลเบโด้

น่าแปลกที่แสงจันทร์เป็นสีอุ่นกว่าแสงแดดเล็กน้อยเนื่องจากแสงสะท้อนจากดวงจันทร์นั้นสูงกว่าสำหรับความยาวคลื่นที่ยาวนานขึ้น

แต่ในคืนที่อากาศแจ่มใสโดยมีพระจันทร์เต็มดวงอยู่บนท้องฟ้า (มีอิทธิพลต่อบรรยากาศน้อยที่สุด) ภูมิทัศน์รอบตัวเราดูเหมือนสีน้ำเงินเนื่องจากเอฟเฟกต์ Purkinje : ที่ระดับความส่องสว่างต่ำระดับความไวสีแดงของเราจะลดลง เปลี่ยนจากเวลากลางวัน (กรวย) เป็นเวลากลางคืน (ใช้เซลล์แบบแท่ง))

ใช่พื้นผิวดวงจันทร์สว่างเพียงพอและสามารถมองเห็นสีได้อย่างถูกต้อง (ไม่เพี้ยนโดยเอฟเฟกต์ Purkinje) แล้วมันเกี่ยวข้องอย่างไรกับคำถามที่เราถามเกี่ยวกับสีของแสงจันทร์? ในความคิดของฉันเรามักจะรับรู้ถึงความประทับใจโดยทั่วไปของสีโดยดูที่สภาพแวดล้อมไม่ใช่แค่แหล่งกำเนิดแสง

นั่นเป็นเหตุผลที่แสงแดดดู "อบอุ่น" (สีเหลืองมากกว่า) และแสงจันทร์ดู "เย็น" (สีน้ำเงินมากขึ้น - เพราะการรับรู้สีของเราเปลี่ยนไปตามระดับแสงไม่เพียงพอ) แม้ว่าสีจริงจะเหมือนกันมาก

ที่จริงแล้วนี่อาจเป็นปัญหาที่แท้จริงได้เมื่อถ่ายภาพที่เปิดรับแสงนานมากในเวลากลางคืน! พวกเขาดูเหมือนภาพแสงธรรมชาติทำลายบรรยากาศของความลึกลับ

กรรมรูปถ่ายที่ถูกต้อง แต่มันเป็นสิ่งที่เราไม่เห็นด้วยตาของเราเอง เพิ่มโทนสีน้ำเงินและความรู้สึกตอนกลางคืนกลับมา

ตัวอย่าง: (โปรดทราบดาวนี่ไม่ใช่ภาพถ่ายในเวลากลางวัน!) Abrahim Asad - Mathimago fanni Athiri, หาด Fuvahmulah บนฟูลมูนไนท์ลองกอง (CC BY-ND 2.0)

ฉันเห็นด้วยกับความคิดเห็นของแจ็คมันเป็นความเข้าใจผิดและงานปาร์ตี้บางส่วนเนื่องจากวิธีการทุบและกรวยทำงาน

ใน " โดยแสงของดวงจันทร์สีเงิน: ความจริงและนิยาย " (จากที่ได้รับภาพประกอบและคำพูด) โดย Marco Ciocca และ Jing Wang พวกเขาอธิบาย:

หน้า 365: "แท่งเป็นสีตาบอดได้อย่างมีประสิทธิภาพการมองเห็น Scotopic มีความไวต่อระดับแสงสูงกว่าระดับแสง แต่เป็นสีตาบอดได้อย่างมีประสิทธิภาพเราเปลี่ยนคลื่นความถี่ของแสงแดดที่แสดงใน figure 5 พร้อมกับการตอบสนองทางแสงด้านบน 8

รูปที่ 8: การรับรู้ของแสงแดดและแสงจันทร์เนื่องจากดวงตาของเรา

ในช่วงกลางวันมีการมองเห็นอย่างชัดเจนและการกระจายสเปกตรัมของแสงที่รับรู้ได้โดยไม่คำนึงถึงการขาดองค์ประกอบสีน้ำเงินของสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์เนื่องจากการกระเจิงของบรรยากาศเปลี่ยนเป็นสีเหลือง - เขียว (560 นาโนเมตร) อย่างชัดเจนเนื่องจากความไวของกรวยนั้นลำเอียง ไปยังส่วนนั้นของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ $ ^ {[20]} มีความไวเล็กน้อยต่ำกว่า 450 นาโนเมตรโดยมีค่าสูงสุดที่ 560 นาโนเมตรกลับเป็นศูนย์ที่ 700 นาโนเมตร ดังนั้นแสงแดดจึงปรากฏว่าแข็งแกร่งที่สุดที่ 560 นาโนเมตร (สีเขียวเหลือง, สีของลูกเทนนิส, ไม่น่าแปลกใจ) และนั่นคือเหตุผลที่เราคิดว่าแสงอาทิตย์เป็นสีทอง

ในทางกลับกันแท่งจะแสดงการตอบสนองที่ไวต่อความยาวคลื่นที่สั้นกว่า (การมองเห็นก้านแสดงจุดสูงสุดประมาณ 510 นาโนเมตร) แต่ไม่สามารถตรวจจับสีได้ เพื่อแสดงการตอบสนองสูงสุดของแท่งเราได้โน้มน้าว Moonspectrum ของ fi gure 5 ด้วยการตอบสนองของแท่ง ผลลัพธ์ยังแสดงในรูปที่ 8 หากแสงอยู่ในระดับต่ำจนมีเพียงแท่งที่กำลังตรวจจับมันดวงจันทร์ก็จะปรากฏเป็นสีขาวเพราะแท่งนั้นมีสีบอดและสีที่เราบิดจะไม่ทำให้เกิดความลำเอียงสี ในความเป็นจริงอย่างไรก็ตามในระดับแสงของภูมิทัศน์แสงจันทร์ที่ดวงตาของมนุษย์กำลังทำงานอยู่ในสภาพที่ได้รับการขนานนามว่าเป็นภาพลวงตาการรวมกันระหว่างการมองเห็นในระยะไกลและ scotopic ในแสงสลัว[ 3 $^{[16, 17]}$. กรวยยังคงให้ข้อมูล แต่ในอัตราที่ลดลงในขณะที่แท่งที่มีการตรวจจับระดับแสงที่เหนือกว่าของพวกเขาให้ความไวระดับแสงต่ำ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้แท่งคู่กับตัวรับสีฟ้าในกรวยเพื่อแสดงแสงสีฟ้า{[3]} ดังนั้นจึงมีเหตุผลทางสรีรวิทยาที่ทำให้แสงจันทร์ปรากฏเป็นสีน้ำเงิน "$^{[3]}$

หน้า 366: "การรับรู้ของเราจากนั้นแสงจันทร์ในฐานะที่เป็นเย็นกว่าแสงสีเงินกับสีฟ้าคือการรวมกันของสองผล: หนึ่งทางกายภาพเนื่องจากการลดลงของ Rayleigh กระเจิงเป็นดวงจันทร์ได้สูงขึ้นในท้องฟ้าและทางสรีรวิทยา Purkinje shift ) การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาเป็นเพราะกรวยมีความไวต่อแสงสีเหลืองสีเขียวในขณะที่แท่งตอบสนองที่ดีที่สุดกับแสงสีเขียวสีฟ้าและคู่กลับไปที่กรวยสีน้ำเงินความลำเอียงของดวงตาเราที่มีต่อความยาวคลื่นที่สั้นลงในแสงสลัวนั้นสร้างภาพลวงตาของแสงจันทร์ที่เย็นกว่าแม้ว่าแสงจันทร์จะมีสีแดงมากกว่าแสงอาทิตย์จริง ๆ "[ 20 ] [ 3 $^{[6]}$$^{[20]}$$^{[3]}$

หมายเหตุ:รูปที่ 5 ของตัวเองนั้นทำให้เข้าใจผิดเนื่องจากคำอธิบายข้างต้นและข้อความในกระดาษซึ่งอธิบายรูปที่ 5:

หน้า 363: "เรายังเปรียบเทียบดวงจันทร์ที่ระดับความสูง 57 °สเปกตรัมกับแสงแดดใน fi gure 5 ซึ่งเป็นมาตรฐานในลักษณะเดียวกันกับใน 4. gure 4 เนื่องจากแสงแดดโดยตรงจะสร้างความเสียหายให้กับสเปกโตรมิเตอร์จึงเก็บข้อมูลด้วยกล้องโทรทรรศน์ - สเปกโตรมิเตอร์ ทิศทางที่มีขนาดเล็กห่างจากดวงอาทิตย์เป็นมุมที่รอบคอบเราได้ทำเช่นนั้นเพื่อปกป้องเครื่องมือในขณะเดียวกันก็พยายามลดผลกระทบของบรรยากาศด้วย

ข้อมูลที่แสดงในรูปที่ 5 จำเป็นต้องได้รับการชดเชยและโน้มน้าวใจด้วยสเปกตรัมของสายตาภายใต้สภาพที่สว่างและมืดดังแสดงในรูปที่ 8

อ้างอิง:

[3] Khann SM และ Pattanaik SN 2004 การสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงสีน้ำเงินในฉากแสงจันทร์โดยการทำงานร่วมกันของกรวยทรงกรวย J. Vision 4 316

[6] Naylor J 2002 Out of the Blue, คู่มือนักสังเกตการณ์ Skywatch ตลอด 24 ชั่วโมง (นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์) pp 7–11, 86–87, 195–197

[16]Stockman A และ Sharpe LT 2006 เข้าสู่แดนสนธยา: ความซับซ้อนของการมองเห็นในระยะทางสั้น ๆ และการส่องสว่างที่มีประสิทธิภาพ Ophthalmic Physiol เลือก 26 225–39

[17]Pokorny J และ Cao D 2010 ร็อดและกรวยมีส่วนร่วมในการมองเห็นในระยะไกล CIE (Int. Commission on Illumination) Conf คุณภาพแสงสว่างและพลังงานที่ได้รับ (เวียนนา)

[20] ภาพจำลองการรับรู้ของ TN 2570 (นิวยอร์ก: นักวิชาการ) pp 145-8

มีคำตอบที่ดีมากมายที่นี่มากมาย

สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งที่ฉันยังไม่ได้เห็นคือ: สีนั้นสัมพันธ์กัน ฉันไม่ได้หมายถึงสิ่งนี้ในทางวิทยาศาสตร์หรือทางทั่วไปตามที่คนอื่น ๆ ระบุไว้ (ถูกต้อง) แต่เพียง: สีพื้นหลังทันทีเป็นสิ่งสำคัญมาก

ลองกับตัวอย่างสีใด ๆ : วางสีเข้มแล้วสีอ่อนติดกับตัวอย่าง ตัวอย่างจะปรากฏขึ้นเพื่อเปลี่ยนแม้ว่ามันจะไม่ได้ The Checker Board Illusionเป็นรุ่นสีดำ / ขาวและเทา แต่มันก็ใช้ได้กับสีสันด้วย

สีของดวงจันทร์อยู่ติดกับจะเปลี่ยนวิธีที่เราเห็น ในเวลากลางคืนท้องฟ้าเป็นสีดำหรือสีมืดเย็น ดังนั้นแม้ว่าจะเป็นสีเทา แต่ก็ดูเหมือนว่าสีขาวจะสว่าง เมื่อเราเห็นดวงจันทร์ในวันนั้นด้วยท้องฟ้าสีฟ้ามันก็ดูเหมือนขาว แต่ก็เงียบกว่า และเราเห็นดวงจันทร์ผ่านบรรยากาศสีน้ำเงินดังนั้นนั่นจะทำให้พื้นหลังแตกต่างกัน แต่ก็ทำให้แสงเป็นสีฟ้ามากขึ้น

แต่การได้เห็นดวงจันทร์ในเวลากลางวันเป็นสิ่งที่ผิดปกติ ดวงจันทร์ควรจะเป็นตัวแทนของกลางคืนและเย็นและมืด เราเป็นสัตว์สังคม การรับรู้ของเราไม่ได้มีวัตถุประสงค์ แต่ยังเป็นสังคม ถ้าเราเห็นเพียงดวงจันทร์ในวันนั้นเราอาจจะคิดว่ามันเป็นสีน้ำเงินเทา แต่เนื่องจากเราพิจารณาดวงจันทร์เป็นส่วนใหญ่ในตอนกลางคืนและวาดข้างสีดำ - จากนั้นจะกลายเป็นสีขาว

คำถามที่แปลกจริง ๆ ที่ฉันยังไม่ได้คิดก็คือ: ทำไมดวงอาทิตย์ถึงเป็นสีเหลือง? การรับรู้ของเรามีการพัฒนาแสงสีขาวเพื่อให้ตรงกับผลผลิตของดวงอาทิตย์ แต่เรายังเรียกว่าดวงอาทิตย์สีเหลืองหรือสีส้ม

สีแปลก