Чому місячне світло не такого кольору, як сонячне світло?

Світло від Місяця - це світло, що відбивається від сонця. Сонце в космосі біле. Але на Землі, коли світло фільтрується через атмосферу, світло з’являється жовтим. Отже, чому місячне світло проходить через атмосферу?

Світло від Місяця - це світло, що відбивається від сонця.

Це хоча б одна причина, по якій ви не повинні сподіватися, що Місяць буде однакового кольору. Сонячне світло, що потрапляє на блакитний предмет, здавалося б переважно синім і подібним. Тож колір, який ми могли б очікувати від Місяця, буде коригуватись кольоровими властивостями поверхні Місяця.

Як це відбувається, місячний реголіт має по суті сірий колір (тобто нейтральний), тому він більш-менш відображає спектр, який він отримує.

Сонце в космосі біле

Ні, це не. Причин є кілька.

Сонце - надзвичайно яскравий об’єкт (для нас) і наситить наше кольорове бачення, щоб здавалося, що воно біле, коли ми дивимось на нього безпосередньо.

ВС насправді жовта зірка . Це піки спектру в (візуальній) синьо-зеленій гамі. Є зірки, які мають червоний або синій колір.

Білий - хитрий. Білий - сприймається колір. В ЕМ-спектрі немає "білої" довжини хвилі. Білий - це баланс між трьома різними кольоровими датчиками, якими користується людський зір. Саме Сонце не є білим, тому що поєднання кольорів "білий", для якого ми збалансовані, базується не на світлі Сонця у вакуумі космосу, а на світлі, яке досягає поверхні Землі, а також на тому, що відбивається від Земля (яка є частиною зовнішнього освітлення, яке ми зазвичай відчуваємо).

чому місячне світло проходить через атмосферу?

Минулої ночі навколо моєї шиї лісу здавалося гарним ясним небом, і Місяць виглядав мені жовтим. Це буде залежати від вашого місця розташування та атмосферних умов, а також від вашого особистого сприйняття кольору.

Відбите місячне світло насправді трохи почервоніло порівняно з падаючим сонячним спектром ( Ciocca & Wang 2013 ). То ж саме світло пропускається через атмосферу точно так само, як і сонячне світло.

Будь-яка феноменологія (яка видається суперечливою) згідно з твердженням у питанні суто зводиться до нюансів нашого кольорового сприйняття.

Малюнок 8: Усереднені геометричні місячні альбедоси, виміряні GOME з липня 1995 р., Листопада 1995 р. Та вересня 1996 р.

Від вимірювань місяця GOME в ESA , включаючи характеристику приладів та місячний альбедо .

Дивно, але місячне світло насправді трохи теплішого кольору, ніж сонячне світло, оскільки відбиття місяця вище для більшої довжини хвилі.

Але в ясні ночі, при повному місяці високо на небі (якомога менше атмосферного впливу) пейзаж навколо нас здається синюватим , завдяки ефекту Пуркіньє : при низькому рівні освітлення наша чутливість до червоного кольору зменшується (як поступово наша система зору перемикає з денного світла (конуси) на нічне бачення часу (використовуючи стрижневі клітини).

Так, поверхня Місяця досить яскрава, і її колір видно правильно (не спотворюється ефектом Пуркіньє). То як же це стосується питання , де ми запитуємо про колір місячного світла? На мою думку, ми схильні сприймати загальне враження від кольору, дивлячись на оточення, а не лише на джерело світла.

Ось чому сонячне світло виглядає "теплим" (більш жовтим), а місячне світло виглядає "холодним" (синім - тому що наше сприйняття кольору змінюється недостатньою освітленістю), навіть якщо реальні кольори майже однакові.

Насправді це навіть може стати справжньою проблемою при фотографуванні дуже довгої експозиції вночі! Вони виглядають майже як фотографії денного світла, руйнуючи передбачувану таємничу атмосферу.

Об’єктивно фотографія правильна, але це не те, що ми бачимо на власні очі . Додайте синього відтінку, і відчуття ночі повернулося.

Приклад: (зверніть увагу на зірок, це, звичайно, не фото денного світла!) Абрахім Асад - Фатіма Матімаго Аттірі, пляж Фувахмула в ніч на повну місячну ніч (CC BY-ND 2.0)

Я погоджуюся з коментарем Джека, це частково неправильне уявлення та партія через спосіб роботи стрижнів та шишок.

У " Світлі сріблястого Місяця: факт та вигадка " (звідки були отримані ілюстрація та цитати) Марко Чіокка та Цзін Ван вони пояснюють:

Сторінка 365: "Стрижні ефективно кольорові. Скотопічний зір має більшу чутливість до рівня світла, ніж фотографічний, але ефективно кольоровий. Ми склали спектр сонячного світла, показаний на рисунку 5, з фотографічним відгуком вище, і результат показаний на фіг. 8.

Малюнок 8: Сприйняття сонячного і місячного світла завдяки нашим очам.

У денний час фотопік зору чітко домінує, і отриманий спектральний розподіл сприйнятого світла, навіть не враховуючи відсутність синіх компонентів сонячного спектру внаслідок атмосферного розсіювання, чітко зміщується в бік жовто-зеленого кольору (560 нм), оскільки чутливість конуса упереджена до тієї частини видимого спектру $ ^ {[20]}. Мало чутливість нижче 450 нм, пік при 560 нм повертається до нуля при 700 нм. Тому сонячне світло виявляється найсильнішим близько 560 нм (жовто-зелений, колір тенісних м'ячів, не дивно), і саме тому ми вважаємо сонячне світло золотим.

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

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

Примітка: власне малюнок 5 вводить в оману через вищезазначене пояснення і цей текст у статті, що пояснює рисунок 5:

Сторінка 363: "Ми також порівнювали Місяць на висоті 57 ° спектра із сонячним світлом у фіг.5, який нормалізується так само, як і на фіг.4. Оскільки пряме сонячне світло пошкоджує спектрометр, дані збирали за допомогою телескопа-спектрометра, вказаного в напрямок на якомога меншій кутовій відстані від Сонця, наскільки розумний. Ми зробили це для захисту інструменту, одночасно намагаючись мінімізувати атмосферні впливи.

Дані, представлені на малюнку 5, потрібно компенсувати і поєднувати з спектром зору в яскравих і темних умовах, як показано на рисунку 8.

Список літератури:

[3] Khann SM та Pattanaik SN 2004 Моделювання зрушення синього кольору в місячних сценах взаємодією конуса стрижня J. Vision 4 316

[6] Нейлор Дж. 2002 Незвідане, цілодобовий довідник Skywatcher (Нью-Йорк: Cambridge University Press) pp. 7–11, 86–87, 195–197

[16]Stockman A і Sharpe LT 2006 У зону сутінків: складності мезопічного зору та світної ефективності Офтальмологічний фізіол. Опт. 26 225–39

[17]Pokorny J та Cao D 2010 Вкладення стрижня та конуса в мезопічний зір Proc. CIE (Внутрішня комісія з питань освітлення) конф. Якість освітлення та енергоефективність, (Відень)

[20] Cornsweet TN 1970 Visual Perception (Нью-Йорк: Академічний) С. 145-8

Тут є багато хороших складних відповідей.

Один важливий, якого я ще не бачив, це такий: Колір відносний. Я не маю на увазі це науковим чи загальним способом, як перелічили (правильно) інші. Але просто: безпосередній колір фону дуже важливий.

Спробуйте з будь-яким кольоровим зразком: поруч із зразком розмістіть темний, а потім світлий. Зразок, схоже, зміниться, хоча, звичайно, ні. Ілюзія Checker Board чорна / біла і сіра версія цього. Але це також працює з кольорами.

Колір Місяця, що знаходиться поруч, змінить те, як ми його бачимо. Вночі небо чорне або темний прохолодний відтінок. Так що навіть коли він сірий, на білому тлі він здається яскравим. Коли ми бачимо Місяць удень із блакитним небом, він також виглядає білим, але це слабше. І ми бачимо Місяць через синю атмосферу. Тому це дозволить зробити контраст фону різним, але також зробить світло синішим.

Але бачити Місяць вдень, уявляється, незвично. Місяць повинен представляти ніч, і холодну, і темну. Ми соціальні тварини. Наше сприйняття не є об'єктивним, а й соціальним. Якби ми бачили Місяць лише в день, ми, мабуть, подумали б про це як сіро-блакитний. Але оскільки ми вважаємо Місяць переважно вночі і малюємо його поруч із чорним - то він стає білим.

Дійсно дивне питання, яке я досі не зрозумів, це: чому Сонце таке жовте? Наше сприйняття розвинулося білим світлом, щоб відповідати виходу Сонця, але все ж ми називаємо сонце жовтим або помаранчевим.

Колір дивний.