Dlaczego światło księżyca nie jest tego samego koloru co światło słoneczne?

Światło księżyca jest światłem odbijanym od słońca. Słońce w kosmosie jest białe. Ale na Ziemi, kiedy światło jest filtrowane przez atmosferę, światło wydaje się żółte. Dlaczego więc światło księżyca jest białe w atmosferze?

Światło księżyca jest światłem odbijanym od słońca.

Jest to co najmniej jeden powód, dla którego nie powinieneś oczekiwać, że Księżyc będzie miał ten sam kolor. Światło słoneczne uderzające np. W niebieski obiekt wyglądałoby głównie na niebieskie i podobne. Kolor, którego możemy oczekiwać od Księżyca, zostanie więc dostosowany przez właściwości koloru powierzchni Księżyca.

Tak się składa, że księżycowy regolit jest zasadniczo szary (tj. Neutralny), więc mniej więcej odzwierciedla widmo, które otrzymuje.

Słońce w kosmosie jest białe

Nie, nie jest. Jest kilka powodów.

Słońce jest wyjątkowo jasnym obiektem (dla nas) i nasyca naszą wizję kolorów, dzięki czemu wydaje się, że jest biała, gdy patrzymy na nią bezpośrednio.

Słońce jest rzeczywiście żółte gwiazdki . Szczyty widma w (wizualnym) zakresie niebiesko-zielonym. Są gwiazdy, które mają kolor czerwony lub niebieski.

Biały jest trudny. Biel jest postrzeganym kolorem. W widmie EM nie ma „białej” długości fali. Biel to równowaga między trzema różnymi czujnikami koloru używanymi przez ludzkie widzenie. Samo Słońce nie jest białe, ponieważ kombinacja kolorów „biała”, dla której zbalansowano, opiera się nie na świetle Słońca w próżni kosmicznej, ale na świetle docierającym do powierzchni Ziemi, a także od tego, co odbija się od Ziemia (która jest częścią oświetlenia otoczenia, którego normalnie doświadczamy).

dlaczego światło księżyca jest białe w atmosferze?

Wydawało mi się, że zeszłej nocy ładne, czyste niebo wokół mojej szyi lasu, a Księżyc był dla mnie żółty. Będzie to różnić się w zależności od lokalizacji i warunków atmosferycznych, ale także od indywidualnego postrzegania kolorów.

Odbite światło księżyca jest w rzeczywistości lekko zaczerwienione w porównaniu z widmem padającego światła słonecznego ( Ciocca i Wang 2013 ). To samo światło jest następnie przekazywane przez atmosferę zewnętrzną dokładnie w taki sam sposób jak światło słoneczne.

Jakakolwiek fenomenologia (która wydaje się kwestionowana) zgodnie z twierdzeniem w pytaniu, wynika wyłącznie z niuansów naszego postrzegania kolorów.

Rycina 8: Uśrednione geometryczne albedo księżyca mierzone przez GOME od lipca 1995 r., Listopada 1995 r. I września 1996 r.

Na podstawie pomiarów księżycowych GOME ESA , w tym charakterystyki instrumentu i albedo księżyca .

Zaskakujące jest to, że światło księżyca ma nieco cieplejszy kolor niż światło słoneczne, ponieważ współczynnik odbicia księżyca jest wyższy dla dłuższych fal.

Jednak w pogodne noce, gdy księżyc w pełni jest wysoko na niebie (jak najmniej wpływów atmosferycznych), krajobraz wokół nas wydaje się niebieskawy , z powodu efektu Purkinjego : przy niskim poziomie oświetlenia zmniejsza się nasza wrażliwość na kolor czerwony (w miarę jak nasz system widzenia stopniowo przełącza ze światła dziennego (stożki) na widzenie w nocy (za pomocą komórek prętowych)).

Tak, powierzchnia księżyca jest wystarczająco jasna, a jej kolor można zobaczyć poprawnie (nie zniekształcony przez efekt Purkinjego). Jak to się ma do pytania , gdzie pytamy o kolor światła księżyca? Moim zdaniem ogólne wrażenie koloru postrzegamy, patrząc na otoczenie, a nie tylko na źródło światła.

Właśnie dlatego światło słoneczne wygląda „ciepło” (więcej żółtego), a światło księżyca wygląda „zimnie” (więcej niebieskiego - ponieważ nasze postrzeganie kolorów zmienia się z powodu niewystarczającego poziomu światła), mimo że rzeczywiste kolory są prawie takie same.

W rzeczywistości może to stać się prawdziwym problemem podczas robienia bardzo długich zdjęć w nocy! Wyglądają prawie jak zdjęcia w świetle dziennym, niszcząc zamierzoną atmosferę tajemnicy.

Obiektywnie zdjęcie jest prawidłowe, ale nie jest to, co widzimy na własne oczy . Dodaj niebieski odcień, a noc powróci.

Przykład: (zauważ gwiazdy, z pewnością nie jest to zdjęcie w świetle dziennym!) Abrahim Asad - Mathimago fanni Athiri, Fuvahmulah Beach w Full Moon Night LongExposure (CC BY-ND 2.0)

Zgadzam się z komentarzem Jacka, jest to częściowo nieporozumienie i impreza ze względu na sposób działania prętów i stożków.

W „ W świetle srebrzystego Księżyca: fakt i fikcja ” (z którego uzyskano ilustrację i cytaty) Marco Ciocca i Jing Wang wyjaśniają:

Strona 365: „Pręty są w istocie ślepe na kolory. Widzenie w skopii ma wyższą wrażliwość na poziomy światła niż na fotopie, ale jest efektywnie ślepe na kolory. Zebraliśmy widmo światła słonecznego pokazane na rysunku 5 z reakcją na światło powyżej, a wynik jest pokazany na rysunku 8

Rycina 8: Postrzeganie światła słonecznego i księżycowego przez nasze oczy.

W ciągu dnia wyraźnie dominuje widzenie fotopowe, a wynikowy rozkład widmowy postrzeganego światła, nawet bez uwzględnienia braku niebieskich składników widma słonecznego z powodu rozproszenia atmosferycznego, jest wyraźnie przesunięty w kierunku żółto-zielonego (560 nm), ponieważ czułość stożka jest tendencyjna w kierunku tej części widma widzialnego $ ^ {[20]}. Czułość jest mniejsza niż 450 nm, a pik przy 560 nm powraca do zera przy 700 nm. Dlatego światło słoneczne wydaje się najsilniejsze w okolicach 560 nm (żółto-zielony, kolor piłek tenisowych, co nie jest zaskakujące) i dlatego uważamy światło słoneczne za złote.

$^{[16, 17]}$$^{[3]}$

$^{[6]}$$^{[20]}$$^{[3]}$

Uwaga: sam rysunek 5 wprowadza w błąd ze względu na powyższe wyjaśnienie i ten tekst w dokumencie, który wyjaśnia rysunek 5:

Strona 363: „Porównaliśmy także Księżyc na widmie na wysokości 57 ° z rysunkiem światła słonecznego 5, który jest znormalizowany w taki sam sposób jak rysunek 4. Ponieważ bezpośrednie światło słoneczne uszkodzi spektrometr, dane zostały zebrane za pomocą teleskopu-spektrometru wskazanego w kierując się tak niewielką odległością kątową od Słońca, jak rozsądnie. Zrobiliśmy to, aby chronić instrument, jednocześnie starając się zminimalizować wpływ warunków atmosferycznych.

Dane przedstawione na ryc. 5 muszą zostać skompensowane i złożone za pomocą spektrum wzroku w jasnych i ciemnych warunkach, jak pokazano na ryc. 8.

Bibliografia:

[3] Khann SM i Pattanaik SN 2004 Modelowanie przesunięcia niebieskiego w scenach oświetlonych księżycem przez interakcję stożka pręta J. Vision 4 316

[6] Naylor J 2002 Out of the Blue, 24-godzinny przewodnik Skywatchera (New York: Cambridge University Press) s. 7–11, 86–87, 195–197

[16]Stockman A i Sharpe LT 2006 W strefę mroku: złożoność widzenia mezopowego i skuteczności świetlnej Okulistyczny Physiol. Optować. 26 225–39

[17]Pokorny J i Cao D 2010 Wkład prętów i stożków w widzenie teleskopowe Proc. CIE (Międzynarodowa Komisja ds. Oświetlenia) Konf. Jakość oświetlenia i efektywność energetyczna, (Wiedeń)

[20] Cornsweet TN 1970 Visual Perception (New York: Academic) str. 145-8

Jest tu wiele dobrych i wyrafinowanych odpowiedzi.

Jednym ważnym, którego jeszcze nie widziałem, jest: Kolor jest względny. Nie mam na myśli tego w sposób naukowy ani ogólny, jak inni wymienili (poprawnie). Ale po prostu: bezpośredni kolor tła jest bardzo ważny.

Wypróbuj z dowolną próbką koloru: umieść ciemny, a następnie jasny kolor obok próbki. Próbka wydaje się zmieniać, choć oczywiście nie uległa zmianie. Illusion Sprawdzanie Zarząd jest czarny / biały i szary wersja tego. Ale działa również z kolorami.

Kolor Księżyca obok zmieni sposób, w jaki go widzimy. W nocy niebo jest czarne lub ciemny chłodny cień. Więc nawet gdy jest szary, wydaje się kontrastować z bielą. Kiedy widzimy Księżyc w ciągu dnia, z niebieskim niebem, również wygląda na biały, ale jest słabszy. I widzimy księżyc przez niebieską atmosferę. To sprawi, że kontrast tła będzie inny, ale także sprawi, że światło stanie się bardziej niebieskie.

Ale wyobrażenie sobie Księżyca w ciągu dnia wydaje się niezwykłe. Księżyc ma reprezentować noc, zimno i ciemność. Jesteśmy zwierzętami społecznymi. Nasze postrzeganie nie jest obiektywne, ale także społeczne. Gdybyśmy tylko widzieli Księżyc w Dniu, prawdopodobnie pomyślelibyśmy o nim jako szaro-niebieskim. Ale ponieważ uważamy Księżyc za głównie w nocy i rysujemy go obok czerni - wtedy staje się biały.

Naprawdę dziwne pytanie, którego wciąż nie rozgryzłem, brzmi: dlaczego Słońce jest tak żółte? Nasze postrzeganie ewoluowało białe światło, aby pasowało do mocy Słońca, ale nadal nazywamy słońce żółtym lub pomarańczowym.

Kolor jest dziwny.