Tại sao ánh sáng mặt trăng không cùng màu với ánh sáng mặt trời?

Ánh sáng từ mặt trăng là ánh sáng được phản chiếu từ mặt trời. Mặt trời, trong không gian, là màu trắng. Nhưng trên Trái đất, khi ánh sáng được lọc qua một bầu khí quyển, ánh sáng sẽ xuất hiện màu vàng. Vậy thì, tại sao ánh trăng trắng xuyên qua bầu khí quyển?

Ánh sáng từ mặt trăng là ánh sáng được phản chiếu từ mặt trời.

Đây là ít nhất một lý do bạn không nên mong đợi Mặt trăng có cùng màu. Ánh sáng mặt trời chiếu vào một vật thể màu xanh da trời, chủ yếu là màu xanh lam và tương tự. Vì vậy, màu sắc mà chúng ta có thể mong đợi nhìn thấy từ Mặt trăng sẽ được điều chỉnh bởi các thuộc tính màu sắc trên bề mặt của Mặt trăng.

Khi nó xảy ra, regolith mặt trăng có màu xám (nghĩa là trung tính), do đó, nó ít nhiều phản ánh phổ mà nó nhận được.

Mặt trời, trong không gian, là màu trắng

Không có nó không phải là. Có một vài lý do.

Mặt trời là một vật thể đặc biệt sáng (đối với chúng ta) và sẽ bão hòa tầm nhìn màu sắc của chúng ta để nó trông giống như màu trắng khi chúng ta nhìn trực tiếp vào nó.

Các Sun thực sự là một ngôi sao vàng . Đó là các đỉnh phổ trong dải màu xanh lam (trực quan). Có những ngôi sao có màu đỏ hoặc xanh.

Trắng là một trong những khó khăn. Màu trắng là một màu nhận thức. Không có bước sóng "trắng" trong phổ EM. Màu trắng là sự cân bằng giữa ba cảm biến màu khác nhau mà tầm nhìn của con người bạn sử dụng. Bản thân Mặt trời không phải là màu trắng vì sự kết hợp màu "trắng" mà chúng ta cân bằng không dựa trên ánh sáng từ Mặt trời trong chân không vũ trụ, mà là ánh sáng chiếu tới bề mặt Trái đất và cả những gì được phản chiếu từ Trái đất (là một phần của ánh sáng xung quanh chúng ta thường trải nghiệm).

Tại sao ánh trăng trắng xuyên qua bầu khí quyển?

Dường như một bầu trời quang đãng đẹp đêm qua quanh cổ rừng và Mặt trăng trông có màu vàng đối với tôi. Điều này sẽ thay đổi theo vị trí và điều kiện khí quyển của bạn, nhưng cũng với nhận thức cá nhân của bạn về màu sắc.

Ánh trăng phản chiếu thực sự hơi đỏ so với quang phổ mặt trời sự cố ( Ciocca & Wang 2013 ). Ánh sáng tương tự sau đó được truyền qua bầu khí quyển theo cách chính xác giống như ánh sáng mặt trời.

Bất kỳ hiện tượng học nào (xuất hiện tranh chấp) theo yêu cầu trong câu hỏi hoàn toàn phụ thuộc vào sắc thái của nhận thức màu sắc của chúng tôi.

Hình 8: Các albedos mặt trăng hình học trung bình được đo bởi GOME từ tháng 7 năm 1995, tháng 11 năm 1995 và tháng 9 năm 1996.

Từ các phép đo mặt trăng GOME của ESA , bao gồm đặc tính của nhạc cụ và suất phản chiếu của mặt trăng .

Đáng ngạc nhiên, ánh trăng thực sự có màu ấm hơn một chút so với ánh sáng mặt trời, vì độ phản xạ của mặt trăng cao hơn đối với bước sóng dài hơn.

Tuy nhiên, vào những đêm trời quang, với trăng tròn trên bầu trời (ảnh hưởng của khí quyển càng ít càng tốt), cảnh quan xung quanh chúng ta có màu hơi xanh , do hiệu ứng Purkinje : ở mức độ chiếu sáng thấp, độ nhạy màu đỏ của chúng ta giảm dần (khi hệ thống thị giác của chúng ta giảm dần chuyển từ ánh sáng ban ngày (hình nón) sang tầm nhìn ban đêm (sử dụng tế bào que)).

Vâng, bề mặt mặt trăng đủ sáng và màu sắc của nó có thể được nhìn thấy chính xác (không bị biến dạng bởi hiệu ứng Purkinje). Vậy làm thế nào nó liên quan đến câu hỏi , nơi chúng ta hỏi về màu ánh trăng? Theo tôi, chúng ta có xu hướng cảm nhận ấn tượng chung về màu sắc bằng cách nhìn vào môi trường xung quanh, không chỉ là nguồn sáng.

Đó là lý do tại sao ánh sáng mặt trời trông "ấm" (nhiều màu vàng hơn) và ánh trăng trông "lạnh" (nhiều màu xanh hơn - bởi vì nhận thức màu sắc của chúng ta bị thay đổi bởi mức độ ánh sáng không đủ), mặc dù màu sắc thực sự khá giống nhau.

Trên thực tế, điều này thậm chí có thể trở thành một vấn đề thực sự khi chụp ảnh phơi sáng rất lâu vào ban đêm! Chúng trông gần giống như những bức ảnh ban ngày, phá hủy bầu không khí bí ẩn dự định.

Về mặt khách quan, bức ảnh là chính xác, nhưng nó không phải là những gì chúng ta nhìn thấy bằng chính mắt mình . Thêm một số tông màu xanh và cảm giác ban đêm đã trở lại.

Ví dụ: (lưu ý các ngôi sao, đây chắc chắn không phải là ảnh ban ngày!) Abrahim Asad - Mathimago fanni Athiri, Bãi biển Fuvahmulah trong Đêm trăng tròn LongExposeure (CC BY-ND 2.0)

Tôi đồng ý với nhận xét của Jack, đó là một phần quan niệm sai lầm và tiệc tùng do cách thức hoạt động của gậy và hình nón.

Trong " Bằng ánh sáng của Mặt trăng bạc: sự thật và hư cấu " (từ đó có được hình minh họa và trích dẫn), bởi Marco Ciocca và Jing Wang, họ giải thích:

Trang 365: "Các que bị mù màu một cách hiệu quả. Tầm nhìn Scotopic có độ nhạy cao hơn với mức độ ánh sáng so với photopic, nhưng bị mù màu một cách hiệu quả. Chúng tôi đã tạo ra quang phổ ánh sáng mặt trời trong hình 5 với phản ứng quang học ở trên và kết quả được hiển thị trong ure gure số 8.

Hình 8: Nhận thức về ánh sáng mặt trời và ánh trăng do mắt chúng ta.

Trong tầm nhìn quang học ban ngày chiếm ưu thế rõ ràng và sự phân bố quang phổ của ánh sáng cảm nhận được, ngay cả khi không xem xét việc thiếu các thành phần màu xanh của quang phổ mặt trời do tán xạ khí quyển, rõ ràng bị dịch chuyển sang màu vàng lục (560nm) vì độ nhạy hình nón bị lệch đối với phần đó của phổ nhìn thấy $ ^ {[20]}. Có độ nhạy nhỏ dưới 450nm, với cực đại ở 560nm trở về 0 ở 700nm. Do đó, ánh sáng mặt trời xuất hiện mạnh nhất vào khoảng 560nm (màu vàng-xanh, màu của bóng tennis, không có gì đáng ngạc nhiên), và đó là lý do tại sao chúng ta nghĩ về ánh sáng mặt trời là vàng.

Mặt khác, các que cho thấy phản ứng nhạy hơn nhiều đối với các bước sóng ngắn hơn (tầm nhìn của que cho thấy cực đại khoảng 510nm), nhưng không thể phát hiện màu. Để hiển thị phản hồi cực đại của các que, chúng tôi đã kết hợp Moonspectrum của ure gure 5 với phản ứng của các que. Kết quả cũng được hiển thị trong 8. 8. Nếu ánh sáng yếu đến mức chỉ có các que phát hiện ra nó, Mặt trăng sẽ xuất hiện màu trắng vì các que bị mù màu và sự tích chập của chúng ta sẽ không dẫn đến sai lệch màu. Tuy nhiên, trong thực tế, ở mức độ ánh sáng của cảnh quan ánh trăng, mắt người đang làm việc trong một điều kiện được mệnh danh là tầm nhìn mesopic, sự kết hợp giữa tầm nhìn quang và ánh sáng trong ánh sáng mờ$^{[16, 17]}$. Cones vẫn cung cấp thông tin nhưng với tốc độ giảm, trong khi các que, với khả năng phát hiện mức độ ánh sáng vượt trội, cho phép độ nhạy sáng thấp. Trong các điều kiện này, các que kết hợp với các thụ thể màu xanh lam trong các hình nón để hiển thị ánh sáng màu xanh . Do đó, dường như có những lý do sinh lý tại sao ánh trăng xuất hiện hơi xanh. "$^{[3]}$

Trang 365: "Nhận thức của chúng ta, sau đó, ánh trăng khi lạnh hơn, ánh sáng bạc với tông màu xanh lam là sự kết hợp của hai hiệu ứng: một vật lý do sự tán xạ Rayleigh giảm dần khi Mặt trăng lên cao hơn trên bầu trời và một sinh lý (được biết đến Dịch chuyển Purkinje ). Sự dịch chuyển sinh lý là do hình nón nhạy cảm hơn với ánh sáng màu vàng lục, trong khi các que phản ứng tốt nhất với ánh sáng xanh lục và quay trở lại hình nón màu xanh . Sự thiên vị của mắt chúng ta đối với các bước sóng ngắn hơn trong ánh sáng mờ tạo ra ảo ảnh của ánh trăng xanh lạnh hơn, mặc dù ánh trăng thực sự có màu đỏ hơn so với ánh sáng mặt trời. "$^{[6]}$$^{[20]}$$^{[3]}$

Lưu ý: Hình 5 của chính nó là sai lệch do giải thích ở trên và văn bản này trong bài viết giải thích hình 5:

Trang 363: "Chúng tôi cũng so sánh Mặt trăng ở phổ độ cao 57 ° với ánh sáng mặt trời ở góc 5, được chuẩn hóa giống như trong 4. 4. Vì ánh sáng mặt trời trực tiếp sẽ làm hỏng máy quang phổ, dữ liệu được thu thập bằng máy quang phổ kế kính viễn vọng. Chúng tôi đã làm như vậy để bảo vệ thiết bị một cách nhỏ bé và đồng thời cố gắng giảm thiểu các hiệu ứng khí quyển.

Dữ liệu được trình bày trong hình 5 cần phải được bù và tích hợp với phổ thị lực trong điều kiện sáng và tối, như trong hình 8.

Người giới thiệu:

[3] Khann SM và Pattanaik SN 2004 Mô hình hóa sự thay đổi màu xanh trong các cảnh mặt trăng bằng tương tác hình nón que J. Vision 4 316

[6] Naylor J 2002 Out of the Blue, Hướng dẫn về Skywatcher 24 giờ (New York: Nhà xuất bản Đại học Cambridge) Trang 7 Dây11, 86 Phản87, 195 195197

[16]Stockman A và Sharpe LT 2006 Vào khu vực hoàng hôn: sự phức tạp của tầm nhìn mesopic và hiệu quả phát sáng của Physiol Ophthalmic Physiol. Chọn lựa = choose. 26 225

[17]Pokorny J và Cao D 2010 Đóng góp hình que và hình nón cho tầm nhìn ảo giác Proc. CIE (Int. Ủy ban Chiếu sáng) Conf. Chất lượng chiếu sáng và hiệu quả năng lượng, (Vienna)

[20] Cornsweet TN 1970 Nhận thức trực quan (New York: Học thuật) Trang 145-8

Có rất nhiều câu trả lời tốt ở đây.

Một điều quan trọng tôi chưa từng thấy là: Màu sắc tương đối. Tôi không có ý này theo cách khoa học hay chung chung như những người khác đã liệt kê (chính xác). Nhưng đơn giản: màu nền ngay lập tức là rất quan trọng.

Hãy thử với bất kỳ mẫu màu nào: đặt một màu tối và sau đó là một màu sáng bên cạnh mẫu. Mẫu sẽ xuất hiện để thay đổi, mặc dù tất nhiên là không. The Checker Board Illusion là phiên bản màu đen / trắng và xám. Nhưng nó cũng hoạt động với màu sắc.

Màu sắc Mặt trăng ở ngay bên cạnh sẽ thay đổi cách chúng ta nhìn thấy nó. Vào ban đêm, bầu trời tối đen hoặc một bóng râm mát. Vì vậy, ngay cả khi màu xám, nó có vẻ sáng ở màu trắng tương phản. Khi chúng ta nhìn thấy Mặt trăng vào ban ngày, với bầu trời xanh, nó cũng trông có vẻ trắng, nhưng nó mờ hơn. Và chúng ta đang nhìn thấy mặt trăng qua bầu khí quyển màu xanh lam Vì vậy, điều đó sẽ làm cho nền tương phản khác nhau nhưng cũng làm cho ánh sáng có màu xanh hơn.

Nhưng nhìn thấy Mặt trăng vào ban ngày được tưởng tượng là không bình thường. Mặt trăng được cho là đại diện cho đêm, và lạnh và tối. Chúng tôi là động vật xã hội. Nhận thức của chúng tôi không khách quan mà còn xã hội. Nếu chúng ta chỉ nhìn thấy Mặt trăng trong ngày, có lẽ chúng ta sẽ nghĩ nó có màu xanh xám. Nhưng vì chúng ta coi Mặt trăng chủ yếu vào ban đêm và vẽ nó bên cạnh màu đen - nên nó trở thành màu trắng.

Câu hỏi thực sự kỳ lạ mà tôi vẫn chưa tìm ra là: tại sao Mặt trời lại có màu vàng như vậy? Nhận thức của chúng ta đã phát triển ánh sáng trắng để phù hợp với sản lượng của Mặt trời, nhưng chúng ta vẫn gọi mặt trời là màu vàng hoặc màu da cam.

Màu sắc là lạ.