Почему Солнце не кажется нам зеленым?

Спектр Солнца, видимый на уровне моря, можно увидеть по адресу https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solar_Spectrum.png , поэтому мы можем видеть, что длины волн от зеленого до желтого являются наиболее присутствующими. Человеческий глаз, по-видимому, более чувствителен к длинам волн зеленого цвета (около 555 нм, что соответствует просто зеленому цвету) по сравнению с другими: см. https://en.wikipedia.org/wiki/Color_vision#/media/File:Eyesensitivity.svg .

Однако Солнце кажется в основном белым/желтоватым. Я не понимаю, почему. Чувствительность человеческого глаза к оранжевому/желтому/синему меньше, чем к зеленому. Гораздо меньше в случае с красной длиной волны. Итак, хотя спектр представляет собой континуум всех этих длин волн, почему глаз обманывается в сторону белого?

И почему больше к желтому, чем к зеленому?

Спасибо.

На самом деле, иногда мы можем видеть солнце, одетое в зеленое. Проверьте en.wikipedia.org/wiki/Green_flash

Ответы (4)

Обратите внимание на вертикальную шкалу на двух приведенных вами графиках: солнечный спектр на уровне моря представлен как интенсивность (мощность на единицу площади), и он почти плоский на большей части видимого диапазона. Чувствительность глаз указана в процентах, что на странице википедии, где она используется, не объясняется, кроме того, что она называется «нормализованной» и «относительной чувствительностью к яркости». Если этот процент сродни квантовой эффективности, вероятности того, что любой один фотон будет обнаружен, то существует очень естественное возможное объяснение этого эффекта: если вместо интенсивности, основанной на мощности, мы используем интенсивность, основанную на числе фотонов, для солнечного спектра, его максимум будет при более низких энергиях фотонов (более красные цвета), где та же мощность соответствует большему количеству фотонов.

Восприятие всегда сложно: ни наши глаза, ни наш мозг не работают так, как можно было бы наивно ожидать, во многих отношениях. Следовательно, большая часть полного объяснения может вообще не зависеть от (фотонной) физики.

Я не думаю, что этот процент сродни квантовой эффективности, поэтому тот факт, что существует вероятность того, что «красных фотонов», достигающих нашей сетчатки, гораздо больше, чем «зеленых фотонов», не означает, что мы увидим равное количество красного и зеленый и, следовательно, белый свет от Солнца. Причина, по которой я так не думаю, заключается в том, что зеленый и красный лазеры имеют одинаковую мощность. Зеленый лазер кажется намного ярче красных лазеров, даже если их мощность одинакова, следовательно, гораздо больше «красных фотонов». Глаз имеет гораздо более высокую чувствительность к зеленому свету. Так что я до сих пор не знаю ответа на свой вопрос...
Здесь нет противоречия: если вы возьмете красный лазер с длиной волны 670 нм, согласно графику чувствительности глаза, на который вы ссылаетесь, глаз будет иметь только 10% чувствительность для этой длины волны (уменьшение в 10 раз), которая доминирует над фотонами/ разница в энергии, которая дает примерно в 1,2 раза больше фотонов на длине волны 670 нм по сравнению с 555 нм. Для желтого света, скажем, на длине волны 580 нм, глаз по-прежнему имеет почти 90% своей пиковой чувствительности в соотв. к этому графику, и история вполне может быть другой. Общее сенсорное впечатление, очевидно, представляет собой (возможно, нелинейное) сочетание всех участвующих областей спектра.
Ты прав. Кстати, я думаю, что, возможно, нашел ответ на свой первоначальный вопрос: в солнечном спектре, видимом на поверхности Земли, гораздо меньше фиолетового и синего, чем зеленого и красного, согласно первой ссылке, которую я разместил. Таким образом, смешивание всех цветов должно быть немного похоже на смешивание в основном зеленого и красного (и желтого/оранжевого), а не смешивание синего/зеленого/красного, отсюда и желтоватый цвет, который мы видим вместо зеленоватого или белого.
Да, это работает в правильном направлении и, следовательно, правдоподобно. Кроме того, по сравнению с солнечным спектром, который может быть интегрирован по всему небу, солнце будет иметь еще меньше синего цвета, учитывая вклад остального неба.

И почему больше к желтому, чем к зеленому?

Человеческое зрение и восприятие цветов — сложный процесс. Можно с уверенностью сказать, что люди не очень хорошо определяют фактическое спектральное распределение света, которое они видят. Солнечный свет может очень хорошо иметь частотное распределение, которое имеет максимум в зеленом цвете, и люди все еще могут видеть, что он имеет другую окраску. Это связано с тем, что частотное распределение характеризует квадрат фурье-компоненты электрического поля солнечного света, и это не обязательно должно иметь какое-либо простое отношение к тому, как люди воспринимают цвета немонохроматического света, такого как солнечный свет.

Восприятие цвета человеком нетривиальным образом зависит от всего спектра света, а не только от той его части, где находится максимум.

Известным ежедневным примером этого является восприятие цвета света, излучаемого пикселями RGB телевизора/монитора компьютера. Когда вы смотрите на яркую полосу выше, вы, вероятно, видите ярко-желтый цвет, но на самом деле фурье-компонент электрического поля света, исходящего от этого прямоугольника, имеет почти незначительную составляющую на частоте, соответствующей желтому монохроматическому свету. Восприятие желтого цвета достигается комбинацией красного, зеленого и синего света, отрегулированных до соответствующей интенсивности.

Я понимаю. Но распределение длин волн довольно плоское, хотя и показывает максимум в зеленых длинах волн, добавляя тот факт, что чувствительность наших глаз к зеленому свету намного выше, чем к любому другому цвету, я до сих пор не понимаю, почему Солнце не кажется зеленоватым, а не желтоватый. Одно из объяснений, которое я мог предположить, состоит в том, что фиолетового/синего света от Солнца почему-то гораздо меньше, чем других цветов (-> распределение длин волн не такое ровное), и поэтому сочетание цветов будет ближе к зеленому/красному (следовательно, желтый), чем синий/зеленый/красный (белый). Это мое объяснение до сих пор.
Нет надежного основания придерживаться идеи, что люди должны регистрировать цвет теплового излучения с помощью спектральной функции. р ( λ ) как принадлежность к цветовому семейству, основанному на цвете, зарегистрированном для монохроматического света с длиной волны, равной положению максимума р . Спектральная функция – это техническое понятие, оно не уникально (например, положение максимума распределения длин волн не соответствует положению максимума распределения частот) не одно и то же) и не имеет ничего общего с человеческим зрением.
Тот факт, что тепловое излучение имеет более плоскую спектральную функцию ф чем элементы RGB, не дает нам видимой причины ожидать, что тепловое излучение будет легче оценивать спектрально человеческим зрением. Он может быть более чувствительным к зеленому свету в контролируемом эксперименте, где измеряется такая чувствительность, но это не означает, что мы должны воспринимать спектрально широкий солнечный свет как зеленый. Интеграл от ф λ ) в диапазоне длин волн может быть более важным, чем положение его максимума.

В основном отрабатываю эту статью в википедии , поэтому информацию лучше будет дополнительно подтвердить.

Из статьи «Желтый цвет, например, воспринимается, когда L-колбочки стимулируются немного больше, чем M-колбочки…» (Дополнительные вопросы здесь, вероятно, лучше всего задавать в Biology StackExchange). Очень похоже на то, что говорит Ян Лалински. , цветовосприятие у людей имеет много нетривиальных особенностей поведения — реакция с одной длиной волны не может быть обобщена на реакцию широкого спектра.

Глядя на нормализованные спектры чувствительности, колбочки L и M имеют очень широкий отклик, простирающийся более чем на 100 нм в любом направлении. L-клетки также, по-видимому, имеют более широкий ответ, что может привести к их более сильной активации в свете равномерной интенсивности широкого спектра.

Кроме того, основываясь на спектре солнечного света на поверхности Земли (взятом в одной точке, но должен быть примерно одинаковым везде), в то время как наблюдается медленный спад от зеленого к красному, наблюдается очень резкий спад. от голубого до фиолетового. Следовательно, поскольку М-клетки больше реагируют на сине-фиолетовый свет, чем L-клетки, это, вероятно, подавляет более слабое падение интенсивности при общем сдвиге диапазона реакции L-клеток в сторону красного диапазона солнечного света.

Любой из этих эффектов или, возможно, их комбинация вызовет более сильную стимуляцию L-колбочек, чем М-колбочек, что необходимо для создания ощущения желтого света.

Я просто переписываю то, что написал в комментарии, чтобы сделать его более наглядным, так как я думаю, что нашел ответ: солнечный спектр, видимый на поверхности Земли, имеет гораздо меньше фиолетового и синего, чем зеленый и красный согласно первой ссылке I опубликовано. Таким образом, смешивание всех цветов должно быть немного похоже на смешивание в основном зеленого и красного (и желтого/оранжевого), а не смешивание синего/зеленого/красного, отсюда и желтоватый цвет, который мы видим вместо зеленоватого или белого.

Если бы вы парили в космосе, Солнце казалось бы белым. Причина, по которой он выглядит более желтым, чем белым, заключается в том, что атмосфера рассеивает синие волны намного эффективнее, чем красные. Вот почему Солнце становится краснее при закате (поскольку его свет проходит через большую часть атмосферы), а также поэтому небо голубое (поскольку голубые фотоны рассеиваются по всему небу).
@pela Я не думаю, что это правильно. Солнце считается ЖЕЛТОЙ звездой, это класс G. Белые звезды относятся к классу А.
@AmbroseSwasey: Солнце действительно белое, но вы правы в том, что оно находится «на границе» желтых звезд на большинстве диаграмм ЧСС. А вот цветовое кодирование определено несколько расплывчато, как будто зависит от рецепторов человека. Если, например, вы закодируете цвет в соответствии с тем, где оно излучает большую часть своего света, Солнце будет зеленой звездой.
Почему Солнце не кажется нам зеленым?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v