Почему лунный свет имеет более низкую цветовую температуру?

Лунный свет имеет цветовую температуру 4100К , а солнечный свет имеет более высокую цветовую температуру, более 5000К.

Но предметы, освещенные лунным светом, не кажутся глазу желтее. Они выглядят более голубыми. Это справедливо как для внутренних сцен (например, моего холла), так и для наружных. Я нахожу нелогичным, что лунный свет имеет более низкую цветовую температуру. Я думал, что солнце — самый желтый естественный источник света, который у нас есть.

Это из-за плохой цветовой чувствительности глаза при тусклом свете? Другими словами, лунный свет на самом деле желтее, но наши глаза не видят интенсивного желтого цвета?

Если бы кто-то использовал гигантскую линзу, чтобы сконцентрировать лунный свет, чтобы достичь яркости солнечного света, будут ли объекты, освещенные этим светом, казаться глазу более желтыми, чем те же самые объекты под солнечным светом? Кто-нибудь проводил такой эксперимент? Я посмотрел, но ничего не нашел.

В качестве альтернативы, если я сделаю фотографию пейзажа, освещенного полной луной, с длинной выдержкой, а другую — освещенную солнечным светом, и выровняю баланс белого и экспозицию, будет ли фотография, освещенная луной, выглядеть более желтой?

возможный дубликат: physics.stackexchange.com/q/15184
Не потому ли, что солнечный свет исходит от излучения, а лунный свет — от отражения? Хотелось бы увидеть спектр лунного света, может быть, он существенно отличается от чернотельного. Вам также может быть интересно это: en.wikipedia.org/wiki/Purkinje_effect
Спасибо. Эффект Пуркинье кажется разумным объяснением, но его можно доказать с помощью гигантского объектива или фотографии с длинной выдержкой, как я предложил. Ни одна из трех ссылок не касается этой части вопроса, которая для меня является самой важной частью.
Я голосую за то, чтобы закрыть этот вопрос как не по теме, потому что это вопрос биологии: фотопическая реакция глаза.
@CarlWitthoft - Фотопическая реакция глаза описывается биофизикой, которая является темой для этого сайта SE. Если бы вместо этого вы возложили вину на зрительную кору, это было бы делом СЭ когнитивных наук, а не биологии. СЭ.
Касательно темы xkcd.com "что, если" обсуждается использование гигантской линзы для фокусировки лунного света... what-if.xkcd.com/145
@James Это говорит о том, что нельзя использовать линзу, чтобы сделать ее горячее, чем поверхность луны. Но меня интересует уровень освещенности, а не тепло. Можем ли мы использовать линзу, чтобы сделать его достаточно ярким, чтобы у нас было полноцветное зрение («фотопический»)?
@RobJeffries Я имею в виду более низкую цветовую температуру.
@KartickVaddadi ваше редактирование, вероятно, было слишком большим - правки должны прояснить, но не изменить суть вопроса.
Это не изменило ядро, как я написал в своем комментарии к своему ответу. В любом случае, это было возвращено.

Ответы (4)

Я отсылаю вас к изображению ниже, взятому из Ciocca & Wang (2013) . Это ясно показывает, что спектр Луны (нормированный, чтобы иметь такую ​​же общую силу, как у солнечного света) краснее солнечного света и, следовательно, имеет более низкую «цветовую температуру». Это факт, а не восприятие.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Просто чтобы прояснить некоторую путаницу - ОП говорит о «желтом», потому что именно так глаз воспринимает более красный спектр (в физическом смысле этого слова, что означает смещение к более длинной длине волны - см. Изображение). В этом смысле да, лунный свет « желтее», чем солнечный , потому что у него более красный спектр.

Причина более красного спектра заключается в том, что отражательная способность Луны становится больше на более красных длинах волн, поэтому, поскольку лунный свет представляет собой отраженный солнечный свет, он должен быть краснее солнечного.

Что касается нашего восприятия лунного света, мнения расходятся. Хотя свет, вероятно, слишком ярок для истинного скотопического зрения , он, вероятно, недостаточно ярок для полноценного цветного зрения, и поэтому берет верх низшее мезопическое зрение с клетками глаза, которые более чувствительны к синему свету — так называемый эффект Пуркинье .

Это именно то, что Ciocca & Wang предлагают в своей статье. Однако следует отметить, что разница между солнечным и лунным спектром не так уж велика, особенно если учесть, что глаз работает как детектор логарифмической интенсивности. Вполне возможно, что разница недостаточно велика, чтобы ее можно было воспринять глазом, так что широкий спектр Луны в основном кажется белым, и это усиливается, если смотреть на нее на фоне темного неба.введите описание изображения здесь

Интересно. Как я писал в вопросе, эффект Пуркинье и эффект голубого неба, из-за которого вещи выглядят желтыми, могут быть нейтрализованы фотографией с длинной выдержкой, сделанной в ночь полнолуния, с выдержкой, достаточно длинной, чтобы сделать ее такой же яркой, как дневной свет, и сравнивая его с дневной фотографией той же сцены с тем же цветовым балансом. Мы можем обрезать небо, чтобы его цвет не ввел вас в заблуждение. Правильный?
@KartickVaddadi Вы спрашивали о лунном свете. У него более низкая цветовая температура. Он краснее солнечного света. Я не знаю, что вы имеете в виду под желтым. Солнечный свет почти белый, а полная луна кажется белой.
@KartickVaddadi Если бы вы могли каким-то образом сделать луну такой же яркой, как Солнце, то она могла бы казаться немного краснее (более низкая цветовая температура), чем Солнце. Потому что это так. Эффект Пуркинье заставляет нас воспринимать слабый свет как более синий (более высокая цветовая температура), чем мы воспринимали бы более яркий свет с идентичным спектром. Не "желтее".
@KartickVaddadi Интересное предложение! Я предполагаю, что если вы оставите баланс белого прежним и измените только время экспозиции, то ночная фотография будет выглядеть довольно красноватой, а дневная сцена будет синеватой. Взятые сами по себе, солнце и луна будут иметь почти одинаковый цвет на соответствующем изображении, но в контексте солнце может восприниматься более желтым из-за эффекта, который я обсуждал в своем ответе.
@KartickVaddadi: что вы обнаружите, если попытаетесь сделать длинную выдержку, так это то, что датчики камеры имеют всевозможные странные поведения, которые искажают их цветопередачу при очень длинных выдержках. Я ожидаю, что датчики, используемые астрономами, контролируют это.
Итак, как долго вы хотите, чтобы я провел выдержку? 5с вместо 30?
@leftaroundabout Он выглядел значительно желтее, а не чуть-чуть. Смотрите мой ответ.
@RobJeffries Как я уже говорил в другом комментарии, «желтый» означает более низкую цветовую температуру. Низкие цветовые температуры кажутся желтыми для глаз — свечи, натриевые лампы и т. д. Я знаю, что эффект Пуркинье заставляет нас воспринимать слабый свет как более синий — я никогда не говорил иначе. Вы упомянули две причины, по которым мы не воспринимаем лунный свет желтым — эффект Пуркинье и контраст с цветом неба. Я исключил первое с помощью длинной выдержки, а второе — с помощью исключения неба. Что вы думаете о моем ответе с фотографиями?
@KartickVaddadi Я не понимаю, какой вопрос вы пытаетесь решить. Ваш «эксперимент», кажется, подтверждает, что лунный свет имеет другую цветовую температуру по сравнению с солнечным светом. Мы знали это - спектр в моем ответе. Вы вообще ничего не устранили относительно того, почему глаз (не камера) воспринимает лунный свет и солнечный свет как более или менее одного цвета. Когда я говорю «краснее», я имею в виду то, что имеет более длинную длину волны с точки зрения физики (это сайт физики, а не сайт фотографии).
@RobJeffries Давайте не будем спорить о том, называть ли это «желтее» или «краснее», поскольку мы согласны, что имеем в виду одно и то же. Что касается других ваших моментов, пожалуйста, смотрите мой комментарий к моему ответу.

В дополнение к эффекту Пуркинье еще одна вещь, которая способствует другому восприятию, — это контраст с окружающим светом :

  • Когда солнце находится высоко в небе, окружающий свет — это свет неба. Синий, рассеивающий лучи Рэлея. На фоне этого все, что освещено солнцем, кажется слегка желтым.
  • Когда солнце находится низко, то же рассеяние действует как фильтр, то есть солнечный свет становится желтым/оранжевым, когда он достигает вас.
    • Кстати, это же верно и для Луны, когда она находится близко к горизонту: тогда она выглядит намного краснее!
    • Когда солнце находится низко, окружающий свет также имеет гораздо более низкую температуру, а это означает, что любой самоизлучающий объект будет казаться более голубым по сравнению с ним, включая луну, если она находится выше в небе. (Что обычно и должно быть, чтобы быть видимым днем.)
  • Ночью в окружающем свете преобладает не лунный свет, рассеянный Рэлеем, а свет звезд (или, в городских районах, скорее свечение неба). Это не синий цвет, поэтому луна не воспринимается желтее, чем она есть на самом деле.

Чтобы несколько проверить эту гипотезу, я сделал эту картинку:

Дважды один и тот же серый круг, один раз на звездном, один раз небесно-голубом фоне. Последний должен казаться более желтым.Ну... это работает не совсем убедительно, должен сказать - два белых выглядят очень похожими. Они на самом деле одинаковы. Синий фон делает его немного желтее? Я не уверен.

Но эффект, безусловно, намного более выражен, если вы на самом деле окружены голубым небом. В частности, как я только что вспомнил: эта «автоматическая коррекция баланса белого» работает с некоторой задержкой по времени. Белый объект на зеленом фоне может по-прежнему выглядеть белым, но посмотрите на зеленый экран в течение нескольких минут, и все остальное будет выглядеть фиолетовым. Я думаю, что это на самом деле связано с утомлением цветовых рецепторов в глазах. Ночью у ваших глаз есть много времени, чтобы адаптироваться к белой точке, и поэтому все будет выглядеть голубее, включая луну. Добавьте к этому, что традиционные искусственные источники света имеют очень низкую цветовую температуру – к ним глаза адаптируются больше, чем к удаленным источникам естественного света.

Интересно, спасибо. Что вы думаете о моем комментарии к ответу Роба Джеффриса?
Является ли так называемый «полуночный синий» лунный свет, рассеянный релеем?
Да, я полагаю так. Рэлеевский рассеянный лунный свет в основном заметен в полнолуние, полночь, и тогда он, собственно, синий — очевидно. Но этот свет не доминирует в ночном небе, вы все еще видите звезды и часто также свечение неба.
Наверное, я единственный, кого я знаю, у кого нет автоматического баланса белого. Эта печально известная цветная картинка платья заставила меня сказать «синий с золотым».

Сделал фото днём, в 14:00:

введите описание изображения здесь

Я сделал фото ночью (4 утра) той же сцены, освещенной полной луной. Это фотография с длинной выдержкой (30 секунд) с примерно такой же экспозицией:

введите описание изображения здесь

Я отрегулировал его цветовой баланс, чтобы он соответствовал дневной фотографии (temp=5100 и tint=+3 в Lightroom). Залитая лунным светом сцена имеет сильный желтоватый цвет:

введите описание изображения здесь

Это доказывает, что лунный свет действительно имеет более низкую цветовую температуру. Разница в цвете не маленькая, а огромная.

Этот эксперимент исключает влияние:

  • голубое небо делает предметы на земле желтыми по сравнению с ними (потому что на этой фотографии нет неба, а цветовой баланс установлен одинаковым для обеих фотографий).
  • глаз не может воспринимать цвета или воспринимает их неправильно (эффект Пуркинье) в темноте.
  • солнце или луна на горизонте (потому что для этого фото они высоко в небе)
Итак, чтобы было понятно... третье фото было сделано с теми же настройками, что и первое, за исключением более длинной выдержки и другого времени суток?
Это никак не связано с (а) почему у луны более низкая цветовая температура (название вашего вопроса) или (б) с тем, как глаз воспринимает лунный свет (раз уж вы фотографировали фотоаппаратом). Ваши выводы также неверны. Камера ничего не говорит нам об эффекте Пуркинье, потому что это эффект восприятия и физиология вашего глаза. Тот факт, что ваша фотография кажется желтой, просто подтверждает, что лунный свет имеет более низкую цветовую температуру, чем солнечный. Но мы это уже знали.
@leftaroundabout Да
@RobJeffries Я изменил название вопроса на «Если лунный свет имеет более низкую цветовую температуру, почему он не кажется желтым для глаз?» Это то, что действительно задавала основная часть вопроса, поэтому я изменил заголовок, чтобы он был последовательным и точным. Извините за путаницу ранее. Ответы, данные мне относительно того, почему глаз воспринимает вещи по-разному, — это три фактора, которые я упомянул в конце своего ответа. Исключив их, я смог убедиться, что лунный свет действительно имеет более низкую температуру.
Несмотря на то, что я дал +1, потому что это интересная демонстрация, я думаю, что это несправедливо по отношению к усилиям, которые люди приложили, чтобы ответить на исходный вопрос заголовка, чтобы сделать такое радикальное изменение, чтобы это был новый вопрос. Это как тянуть ковер. В своем первоначальном вопросе вы не задавались вопросом, что у Луны более низкая температура, вы даете это как исходное значение и задаете другой вопрос. Справедливо будет оставить исходный вопрос, задать новый и ответить на него этой прекрасной демонстрацией.
Я не согласен. Вопрос всегда был о несоответствии между тем, что я читаю, и тем, что говорят мне мои глаза, и в первоначальной версии вопроса упоминался эксперимент с использованием длительной выдержки, чтобы убедиться, что лунный свет действительно имеет более низкую цветовую температуру.
Да, совершенно несправедливо. Если у вас есть другой вопрос, а именно, как мне проверить, что лунный свет и солнечный свет имеют разные цвета, то задайте его как другой вопрос. Ваше редактирование полностью изменило смысл вопроса.
Ты не прав. Вопрос всегда состоял из двух частей — проверки того, что лунный свет имеет более низкую цветовую температуру, и понимания, почему это так. Оба аспекта были в исходном вопросе, и оба аспекта есть в отредактированной версии. Поэтому вопрос существенно не изменился ни моей правкой, ни вашим откатом. Я получил ответы, которые искал, и это все, что меня волнует на данный момент. И вы мне помогли, за что я проголосовал за ваш ответ и за что благодарю вас.
Я думал, что солнце — самый желтый естественный источник света, который у нас есть.

Что заставило тебя так думать? По определению это самый белый источник света, который у нас есть, поскольку солнечный свет — это то, по чему мы судим обо всех цветах.

Теперь прямой солнечный свет довольно близок к спектру излучения черного тела. Луна, не очень. Это отраженный свет, поэтому присвоение фактической цветовой температуры не будет отражать реальность так сильно, поскольку цветовая температура подразумевает полное спектральное распределение, а луна имеет спектр солнца, модифицированный ее средним коэффициентом отражения, зависящим от длины волны. Его собственная температура такова, что его собственное излучение черного тела не будет вносить значительный вклад в видимую часть спектра.

Красноватый цвет лунного затмения объясняется рассеянным светом земной атмосферы, а не «послесвечением» непосредственно предшествующего полнолуния.

Поэтому я сомневаюсь, что «цветовая температура» будет иметь какое-то значение для Луны.

Цветовая температура Луны имеет такое же значение, как и цветовая температура Солнца. Как и черные тела, и уж точно не после прохождения через атмосферу Земли - см. Картинку в моем ответе.
@RobJeffries Я с тобой не согласен. Солнце может генерировать энергию путем синтеза, который создает определенный (фотонный) энергетический спектр (нетепловой). Но эти фотоны создаются в ядре. Фотону требуется много (тысячи) лет, чтобы добраться до фотосферы, где мы, наконец, сможем его наблюдать, и к этому времени он термализуется.
@aron Посмотрите на спектр. К тому же ваше понимание физического процесса совершенно неверно. Видимые фотоны, которые мы видим от Солнца, исходят из фотосферы и с разных глубин при температурах от примерно 3500 К в солнечных пятнах до 10 000 К в морях. Т.е. это многотемпературный спектр с особенностями поглощения и является лишь приближением к абсолютно черному телу с эффективной температурой 5770К.
@RobJeffries Это, конечно, одна интерпретация. Однако фотосфера получает свою энергию от фотонов из ядра. Мы можем смоделировать этот процесс как постоянно рассеивающийся фотон, выходящий из ядра. Тогда мы можем смоделировать этот процесс как броуновское движение. Конечно все приблизительно. Но, по-вашему, не существует такого понятия, как Черное тело.
@aron это правильная интерпретация. Вся моя карьера была посвящена подгонке подробных (не «приблизительных») спектров звезд. Ни одно из них не является черным телом, и если бы они были, я не смог бы определить их химическое содержание или что-либо еще, кроме приблизительной температуры и площади излучения.
@RobJeffries Я хочу сказать, что энергетические спектры были термализованы, процесс, который занимает много времени на солнце, что дает характеристики излучателя черного тела. Свет (отраженный) от Луны не проходит процесс термализации. То, что вы сказали, все равно что сказать, что «ни пламя, ни зеркало не имеют «цветовой температуры», потому что ни одно из них не является настоящим черным телом».
@aron Фотоны в ядре - это жесткое рентгеновское излучение. Одни и те же фотоны не отскакивают и не появляются в фотосфере. Фотосферы многих звезд, в том числе и Солнца, не нагреваются за счет диффузии фотонов. Энергия переносится из более глубоких слоев на поверхность преимущественно за счет конвекции. Это не имеет большого отношения к тому факту, что звездные спектры лишь грубо аппроксимируются черными телами.
@aron Вы, кажется, неправильно прочитали мой первоначальный комментарий. Я не говорил, что луне нельзя присвоить цветовую температуру (хотя следовало сказать лунный свет), я сказал, что она имеет такое же значение, как цветовая температура солнечного света. Оба являются плохими приближениями к реальному (не чернотельному) спектру - что очевидно, если вы на самом деле просто посмотрите на спектры, а не спорите.
Почему лунный свет имеет более низкую цветовую температуру?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 50v