Er alle fargene vi ser i det synlige lysspekteret?

Hver farge i regnbuen representerer sin egen bølgelengde som er inkludert i synlig lysspektrum.

Det synlige lysspekteret er en veldig liten del av det brede spekteret av elektromagnetiske bølger. Den lengste bølgelengden for synlig lys er 700 nanometer, noe som gir den en rød farge, mens den korteste er 400 nanometer, noe som gir det inntrykk av lilla eller fiolett.

Utenfor 400-700 nanometerområdet er det menneskelige øye ikke i stand til å se det; for eksempel infrarøde stråler med et bølgelengdeområde fra 700 nanometer til 1 millimeter.

En regnbue vises når det hvite lyset fra solen brytes av vanndråper som bøyer forskjellige typer lys basert på bølgelengdene. Sollys som ser hvitt ut for øynene våre, er brutt ned i andre farger.

I våre øyne er det inntrykk av forskjellige farger som rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og lilla.

I våre øyne er det inntrykk av forskjellige farger som rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og lilla.

Dette fenomenet blir referert til som spredning lys, nemlig nedbrytningen av polykromatisk lys (sammensatt av forskjellige farger) til de konstituerende monokromatiske lysene. Bortsett fra regnbuer, kan dette fenomenet også observeres på prismer eller gitter som er utsatt for en hvit lyskilde. Newton brukte et prisme for å spre hvitt lys fra solen.

Fargene i en regnbue er referert til som spektrale farger, monokratiske farger eller farger ren. Det kalles spektral fordi disse fargene vises i det elektromagnetiske bølgespekteret og representerer sine egne bølgelengder. Kalt monokromatisk eller ren fordi disse fargene ikke er resultatet av en kombinasjon av andre farger.

Hvis det er rene farger, er det urene farger?

Bortsett fra spektrale eller rene farger, er det andre farger som mennesker kan se som absolutt ikke er spektrale eller urene. Den fargen kalles en farge ikke spektral eller blandede farger som ikke er i det elektromagnetiske bølgespekteret.

Ikke-spektrale farger er sammensatt av monokromatiske farger og representerer ikke spesifikke synlige lysbølgelengder. Selv om de ikke er i spekteret, gir de våre øyne et visst fargeinntrykk akkurat som spektrale farger. En ikke-spektral lilla farge vil se ut som en spektral lilla farge, og det samme vil enhver annen farge.

Det er flere ikke-spektrale farger, aka ikke i spekteret

For eksempel når vi føler at vi ser en gul farge fra skjermen smarttelefon oss, det er faktisk ingen ren gul farge med en bølgelengde på 570 nanometer i øynene våre.

Skjermen sender ut grønne og røde farger som lyser sammen for å danne et gult inntrykk i hjernen vår. Det gule vi ser på elektroniske enheter er ikke det samme som det gule i det synlige lysspekteret.

Hvis vi ser nøye på TV-barskjermen vår, vil du se at de korte linjene i rødt, grønt og blått er ordnet gjentatte ganger.

Når skjermen viser hvit, vil vi se de tre stripene i fargen lys like lyse; omvendt, når TV-en vår er slått av, lyser de tre fargene helt og gir et svart inntrykk. Når vi tror vi ser gule, viser det seg at de røde og grønne linjene lyser lysere enn de blå stripene.

Hvorfor skal rød, grønn og blå brukes?

Årsaken ligger i strukturen til lysreseptorene på øyets netthinne. I den menneskelige netthinnen er det to typer lysreseptorer, nemlig stenger og kjegler.

Kegleceller fungerer som reseptorer i lysforhold og er følsomme for farge, mens stavceller som lysreseptorer når ting er svakt og reagerer mye saktere, men er mer følsomme for lys.

Fargesyn i våre øyne er en "ansvarlig" kjeglecelle som teller omtrent 4,5 millioner. Det er tre typer kjegler:

1. Kort (S), mest følsom for lys med en bølgelengde på ca 420-440 nanometer, er identifisert med fargen blå.
2. Medium (M), med en topp på rundt 534-545 nanometer, er identifisert med grønt.
3. Lengde (L), omtrent 564-580 nanometer, er identifisert med rødt.

Hver celletype er i stand til å svare på et bredt utvalg av bølgelengder av synlig lys, selv om den har høyere følsomhet for visse bølgelengder.

Dette følsomhetsnivået er også forskjellig for hvert menneske, noe som betyr at hvert menneske føler farger annerledes enn andre.

En grafisk skildring av følsomheten til de tre celletyper:

Hva betyr denne følsomhetsnivågrafen? Anta at det er en bølge av rent gult lys med en bølgelengde på 570 nanometer som kommer inn i øyet og treffer reseptorene til tre typer koniske celler.

Vi kan finne ut svaret til hver celletype ved å lese grafen. Ved en bølgelengde på 570 nanometer viser type L-celler maksimal respons etterfulgt av type M-celler, mens type S er null. Bare celler av L- og M-typene reagerer på det 570 nanometer gule lyset.

Ved å kjenne responsen til hver kjegletypetype, kan vi lage en etterligning av monokromatisk farge. Det som må gjøres er å stimulere de tre celletyper slik at de reagerer som om det er en ren farge.

For å skape et gult inntrykk trenger vi bare en monokromatisk lyskilde med grønt og rødt med en intensitet som kan sees fra responsgrafikken. Det skal imidlertid også bemerkes at denne sammenligningen ikke er gyldig eller stiv. Det finnes en rekke fargestandarder som brukes til å lage nye farger. Hvis vi for eksempel ser på RGB-fargestandarden, er rød-grønn-blå fargeforhold i gult 255: 255: 0.

Med riktig forhold eller i henhold til en persons øyetilstand, kan en ren monokromatisk farge ikke skilles fra blandede farger.

Hvordan kan vi så vite hvilke farger som er rene og hvilke som er blandet? Det er enkelt, vi trenger bare å rette fargede stråler mot prismen som i eksperimentet Newton gjorde med sollys. Rene farger opplever bare bøying, mens ikke-spektrale farger vil oppleve en spredning som skiller bestanddelene.

Denne artikkelen er et innlegg fra forfatteren. Du kan også skrive din egen skrift ved å bli med i Saintif Community

Lesekilder:

• Innføring i fargeteori. John W. Shipman. //infohost.nmt.edu/tcc/help/pubs/colortheory/colortheory.pdf
• Forelesning 26: Farge og lys. Robert Collins. //www.cse.psu.edu/~rtc12/CSE486/lecture26_6pp.pdf
• Forelesning 17: Farge. Matthew Schwartz. //users.physics.harvard.edu/~schwartz/15cFiles/Lecture17-Color.pdf