Если поговорка «видеть - значит верить» и верна, то как раз в том случае, когда мы имеем дело со светом, попадающим в наши глаза. В конце концов, это само определение того, что значит, с человеческой точки зрения, для нас видеть что-либо. И всё же люди почему-то ведутся на очень, очень сомнительное утверждение, что Солнце «на самом деле» - это звезда зелёного цвета.
Если вы раньше открывали глаза, видели Солнце и видели предметы зелёного цвета, то вы знаете из своего личного опыта, что Солнце на самом деле не зелёное. Так как же получается, что умные люди убеждают себя в том, что Солнце действительно имеет сине-зелёный оттенок?
В этом абсурдном утверждении - и будьте уверены, оно абсурдно - кроется крошечное ядро истины: Солнце содержит большее количество фотонов «зеленого света», чем фотонов любой другой длины волны (т.е. цвета). Но просто наличие пика длины волны в спектре света, или максимальная интенсивность на заданной частоте, или большее количество фотонов в определённом цветовом диапазоне - этого недостаточно, чтобы определить, какого цвета объект, даже такой объект, как Солнце, в действительности. Солнце, как вам говорят ваши глаза, действительно белая звезда, что может продемонстрировать простейший эксперимент.
Как ведёт себя луч солнечного света - возможно, самый яркий пример белого света - при прохождении через призму. Волны света разных энергий движется с разной скоростью через среду, но как все они движутся с одинаковой скоростью через вакуум, поэтому свет, не проходящий через преломляющую среду, остаётся белым.
Что это за эксперимент?
Он очень прост: возьмите вещество, способное одинаково хорошо отражать все существующие длины волн света (видимого для человека), посветите на него светом, цвет которого вы хотите измерить, а затем с помощью глаз определите, какой цвет вы видите, когда этот свет освещает вашу отражающую поверхность.
Где же найти это мистическое вещество, которое одинаково хорошо отражает все длины волн видимого света?
Всё очень просто: подойдёт любой твёрдый, идеально белый предмет. Ярко-белый лист бумаги, окрашенный в белый цвет участок стены, белая доска или даже белый цветок, полотенце или простыня подойдут как нельзя лучше.
Если на него посветить красным светом, он покажется красным, потому что отражает красный свет. Если посветить зелёным, или жёлтым, или розовым, или пурпурным, или оранжевым светом, то результат будет именно таким, как вы и ожидали: он отражает цвет света, который вы на него направили, и, следовательно, сам принимает этот цвет.
Если провести эксперимент, то, например, взять на улице белый лист бумаги и держать его так, чтобы на него падал прямой солнечный свет, то простое наблюдение за видимым цветом бумаги позволит определить, какого цвета Солнце. Если только вы не смотрите на него на восходе или закате, во время полного солнечного затмения или в условиях сильного загрязнения неба (например, в сезон лесных пожаров), цвет бумаги будет однозначно белым - по крайней мере, для ваших глаз.
Лист белой бумаги под прямыми лучами солнца. Если бы солнечный свет был какого-либо другого цвета, кроме белого, эта бумага приобрела бы цвет этого света; тот факт, что она по-прежнему выглядит белой, является отличным признаком того, что солнечный свет тоже белый.
На самом деле астрономы часто говорят, что «зелёных» звёзд не существует, именно благодаря тесту такого типа. Если бы вы провели подобный эксперимент с любой звездой в пределах известной Вселенной, то обнаружили бы, что существует лишь ограниченный набор цветов звёзд.
Для маломассивных звёзд, таких как красные карлики или ещё более холодные классы звёзд (например, класс «несостоявшихся звёзд», известный как коричневые карлики), характерна гамма цветов, зависящая от их температуры: самые низкотемпературные объекты при температуре 800-1600 К имеют слабый румяно-коричневый цвет, который при более высоких температурах (1600-2700 К) переходит в глубокий, заметный красный.
При переходе к более высоким звёздным массам (или более развитым звёздам-гигантам/сверхгигантам) можно найти звёзды с температурой ~2700-4000 К, которые выглядят красно-оранжевыми в нижней части и оранжево-жёлтыми в верхней части диаграммы, как Арктур или Альдебаран.
При повышении температуры звезды в диапазоне ~4000-5000 К цвет становится более жёлтым или жёлто-белым, как, например, у яркой звезды Поллукс. Такие условия освещения мы наблюдаем на Земле в периоды, соответствующие раннему утру и позднему вечеру: атмосфера блокирует значительную часть света с наименьшей длиной волны, оставляя более длинноволновый свет.
При температурах примерно от 5000 до 6000 К, к которым относится наше Солнце и подобные ему звёзды, цветовая картина имеет вид от желтовато-белого до белого, к которому относится не только Солнце, но и многие яркие звёзды, в том числе и Капелла.
Затем, чем выше 6000 К находится звезда, цвет начинает приобретать сначала голубой, а затем более яркий синий оттенок, как, например, у ярких звёзд Кастор, Ригель и самой яркой из всех видимых с Земли звёзд - Сириуса.
Двойная звезда Альбирео, показанная ниже, представляет собой прекрасный пример двух очень близко расположенных звёзд с совершенно разными цветотемпературными характеристиками: менее яркая голубая звезда имеет температуру около 13 000 К, а её более яркая жёлтая звезда имеет температуру всего около 4 400 К.
Звезда Альбирео, узнаваемая по расположению в основании «Северного креста» в астеризме, известном как Летний Треугольник, легко разрешается на два компонента с помощью небольшого телескопа или бинокля. Более яркая жёлтая звезда имеет температуру около 4 400 К, а более тусклая голубая звезда гораздо горячее - около 13 000 К. Разница в цвете возникает из-за разницы температур между звёздами. Альбирео считается широкой двойной звездой, но, несмотря на то, что уже несколько столетий известно, что она состоит из двух звёзд, вопрос о том, связана ли она гравитационно или нет, до сих пор иногда обсуждается.
Вот и всё. Когда речь идёт о звёздах, то можно выбрать только коричнево-красный, красный, оранжевый, жёлтый, белый, голубовато-белый, синий, и больше никаких вариантов. Это единственные цвета звёзд, которые вообще бывают, без каких-либо более экзотических цветов, на которые можно было бы рассчитывать. Не существует звёзд любого другого цвета – будь то фиолетовый, зелёный, розовый, пурпурный, бордовый, шартрез, аквамарин и многие другие.
Причина, по которой так много людей ошибаются в этом вопросе - и даже, если хорошенько поискать, можно найти страницы NASA, на которых это тоже неверно, - заключается в том, что они смешивают два явления: цвет объекта и длину волны света, соответствующую некоему «пику» в спектре объекта.
Существует физическое обстоятельство, при котором можно напрямую сопоставить «длину волны света» с «цветом», но это относительно редкое обстоятельство: только при наличии монохроматического света, или когда все фотоны (или частицы света), исходящие от источника света, имеют одинаковую, точную длину волны. Это обстоятельство часто возникает при работе с лазерным излучением или некоторыми классами светодиодов, которые могут иметь одну длину волны красного, жёлтого, зелёного, синего, фиолетового и других цветов, но это, как правило, не относится к свету, исходящему от звёзд.
Набор лазерных указок Q-line демонстрирует разнообразие цветов и компактные размеры, ставшие сегодня привычными для лазеров. Переведя электроны в возбуждённое состояние и стимулировав их фотоном нужной длины волны, можно вызвать излучение другого фотона точно такой же энергии и длины волны. Именно таким образом и создаётся свет для лазера: путём вынужденной эмиссии излучения.
В отличие от лазеров и других источников монохроматического света, свет реальных звёзд состоит из излучения, имеющего огромный диапазон длин волн, зависящий от температуры звезды.
Любой объект, нагретый до определённой температуры, испускает излучение с различными длинами волн и частотами, причём интенсивность излучения достигает максимума на более коротких длинах волн, более высоких энергиях и более высоких частотах по мере повышения температуры объекта. Именно поэтому металлический котелок, нагретый на плите, станет горячим задолго до того, как вы сможете увидеть его свечение, поскольку пик интенсивности излучения приходится на инфракрасный спектр, который мы ощущаем как тепло.
По мере повышения температуры объект становится всё более горячим, и пиковая длина волны, которую он излучает, смещается в сторону более коротких волн - в видимую часть спектра. Интересно, что более горячие объекты продолжают выдавать больше излучения, чем более холодные, на всех длинах волн, даже в том диапазоне длин волн, где у более холодного объекта наблюдается пик интенсивности. Чем больше тепла содержит объект, тем большее количество энергии он излучает на всех длинах волн и тем короче будет пик его интенсивности. В самом идеализированном газе этот объект также будет идеальным поглотителем всего внешнего излучения. В этом случае его излучение будет иметь явно выраженный спектр - спектр абсолютно чёрного тела, который служит отличным приближением для спектра большинства звёзд.
Один и тот же объём вещества, нагретый до разных температур, будет излучать различный спектр света. При более высоких температурах пик излучения смещается к более коротким длинам волн, однако цвет объекта определяется именно всем спектром излучения видимого света, а не только пиком спектра.
Если говорить ещё более подробно, то оказывается, что Солнце (или любая другая звезда) не является истинным чёрным телом, поскольку не имеет твёрдой, идеально поглощающей поверхности для излучения. Вместо этого у звёзд есть фотосферы, полупрозрачные для света; они хорошо поглощают свет, но при этом имеют низкую плотность и градиент температуры. Чем дальше от центра звезды, тем холоднее, что имеет большое значение для медленно вращающихся звёзд, таких как Солнце, но ещё большее - для быстро вращающихся, таких как близкая яркая звезда Вега.
Лишь небольшая часть энергии, которую мы получаем от Солнца, излучается с самого края фотосферы; большая часть воспринимаемого нами света исходит из глубин Солнца на несколько сотен или даже тысяч километров вниз. Поскольку там жарче, свет Солнца ведёт себя не как единое "чёрное тело" при одной температуре, а как сумма чёрных тел в диапазоне температур от ~5700 K до почти 7000 K в глубине Солнца.
Для быстро вращающихся звёзд, таких как Вега, температура не остаётся равномерной по всей звезде, а сама звезда, подобно Земле, сжата на полюсах и выпукла на экваторе. В результате температура в полярных областях может быть на несколько тысяч градусов выше, чем в более удалённых от центра экваториальных областях.
Реальный свет Солнца (жёлтая кривая, слева) в сравнении с идеальным чёрным телом (серый цвет) показывает, что Солнце представляет собой скорее ряд чёрных тел из-за толщины его фотосферы; справа - реальное идеальное чёрное тело реликтового излучения, измеренное спутником COBE. Обратите внимание, что «полосы ошибок» справа составляют поразительные 400 сигм. Согласие между теорией и наблюдениями здесь историческое, а пик наблюдаемого спектра определяет остаточную температуру реликтового излучения: 2,73 К.
Мы обнаружили большое разнообразие звёзд по их массам, температурам, яркости и многим другим свойствам. Мы узнали, что звезда может иметь пик интенсивности на любой длине волны, в том числе во всём видимом спектре света (от фиолетового до красного) или даже за его пределами, например в ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне, в том числе очень далеко в этих невидимых диапазонах волн.
Но не поддавайтесь искушению спутать «место пика длины волны» с цветом; поскольку мы имеем дело не с монохроматическим светом, это просто некорректно называть цветом звезды. На самом деле никакого «цвета» не существует независимо от нашего человеческого восприятия, и для этого необходимо понять, что является цветом для человека: реакция колбочек в наших глазах и интерпретация этих реакций нашим мозгом.
В обычном человеческом глазу есть три типа колбочек и один тип палочек. Палочки видят только яркость (свойство монохрома) и являются наиболее удобным инструментом в условиях низкой освещённости и в периферийном зрении. Колбочки, напротив, расположены в основном в поле зрения, обращённом вперёд, и лучше всего работают в условиях яркого света (например, днём); они бывают трёх видов: S, M и L, что соответствует короткой, средней и длинной длине волны.
Три типа колбочек в глазах человека - S, M и L - показаны с указанием диапазона длин волн, на которые они реагируют: короткие, средние и длинные волны. У некоторых людей отсутствует один тип колбочек, что делает их дальтониками, а некоторые люди имеют четыре типа колбочек и могут видеть больше цветов, чем все остальные: тетрахроматы.
Относительная величина реакции каждого из трёх типов колбочек позволяет нашему мозгу интерпретировать цвет объектов и даже видеть составные цвета: цвета, которые не входят в спектр видимого света, но существуют в природе как комбинации различных длин волн света, суммированных вместе. Например, розовый цвет - это белый свет с дополнительной красной составляющей. Пурпурный свет представляет собой комбинацию синего/фиолетового и красного света, поэтому свет, оптимизированный для роста растений (т.е. поглощаемый молекулами хлорофилла А и В), имеет такой оттенок. А коричневый цвет, например, представляет собой смесь большего количества красного света с меньшим количеством зелёного/жёлтого света, но с меньшим количеством синего света.
Солнце, представляющее собой смесь всех различных цветов света, является самым ярким примером «белого света», способного поглощать и/или отражать свет любой длины волны (или комбинации длин волн). Однако то, что в его состав входит зелёный свет, не делает его зелёным: во Вселенной нет звёзд, которые человеческий глаз воспринимал бы как зелёные.
Однако некоторые природные явления действительно имеют зелёный цвет, например, полярное сияние, светящиеся зелёным планетарные туманности или так называемые зелёные горошины галактик, которые мы видим в космосе. Причина зелёного цвета этих явлений заключается в том, что их свет возникает в результате специфического перехода электронов в ионах дважды ионизированного кислорода, который происходит на монохроматической длине волны: 500,7 нанометра, что очень близко к зелёному цвету.
Вокруг различных звёздных останков и умирающих звёзд дважды ионизованные атомы кислорода дают характерное зеленое свечение, поскольку электроны при нагреве до температуры ~50 000 К каскадно спускаются по различным энергетическим уровням. Здесь ярко светится планетарная туманность IC 1295. Это явление также способствует окраске так называемых «зелёных горошин» галактик, а также земных аврор.
Учитывая, что Солнце действительно излучает белый свет, может показаться странным, что оно не всегда выглядит белым. На это есть веская причина: очень немногие из нас имеют возможность наблюдать Солнце из вакуума космоса. Напротив, почти все мы находимся здесь, на поверхности Земли, и поэтому видим свет Солнца только в том виде, в котором он проходит через земную атмосферу.
Атмосфера Земли состоит из частиц, и эти молекулы могут рассеивать свет. В частности, они рассеивают свет разных длин волн с разной эффективностью: более коротковолновый свет, например голубой и фиолетовый, рассеивается легче, а более длинноволновый, например оранжевый и красный, рассеивается хуже. Небо кажется голубым, например, потому, что голубой свет Солнца рассеивается в атмосфере в разных направлениях.
Когда Солнце находится высоко над горизонтом, свет проходит лишь через небольшую часть земной атмосферы и кажется белым. По мере опускания ближе к горизонту его температура становится ниже, и на закате/восходе оно кажется красным, а по мере подъёма выше - оранжевым, жёлтым и, в конце концов, белым, как и Луна. При очень благоприятных обстоятельствах в момент восхода или захода Солнца или Луны над ним можно увидеть небольшую «вспышку» зеленого или даже синего света, поскольку эти более короткие волны при прохождении через атмосферу Земли могут «изгибаться» чуть сильнее, чем более длинные жёлтые, оранжевые и красные.
Когда Солнце заходит за горизонт, последние остатки его света отклоняются земной атмосферой. Голубые и зелёные лучи Солнца изгибаются несколько сильнее, чем более длинные волны, что приводит к оптическому явлению, известному как «зелёный луч» над остальной частью солнечного диска.
Однако простое выделение зелёной части излучаемого Солнцем света при соответствующих условиях не означает, что наше Солнце действительно является зеленой звездой. Хотя некоторые до сих пор называют наше Солнце звездой типа «жёлтый карлик», на самом деле наше Солнце - самое белое из известных нам светил. Мы не случайно видим солнечный свет белым, поскольку наши глаза и колбочки в них произошли от более ранних форм жизни, которые всегда знали Солнце, очень похожее на то, которое мы видим сегодня. Возможно, если бы мы появились на свет около более горячей или более холодной звезды, мы бы эволюционировали с глазами, колбочками и мозгом, которые интерпретировали бы свет любого цвета, излучаемый местной звездой, как «белый».
Но причина, которую люди приводят для обоснования утверждения, что «звёзды зелёные», в корне неверна, поскольку «пик длины волны» имеет очень и очень мало общего с тем, что на самом деле представляет собой внутренний цвет объекта или совокупности форм света. Понятия «длина волны» и «цвет» могут использоваться как взаимозаменяемые только в случае чисто монохроматического света. Если же свет состоит из множества различных длин волн, то такое упрощённое определение просто не годится: цвет для нашего глаза - это очень человеческое понятие. Это тот случай, когда действительно можно поверить своим глазам: хотя солнечный свет содержит зелёный цвет, он содержит и все остальные цвета. Если всё это суммировать - что наши глаза и мозг делают автоматически, - то получится просто белый цвет.
Комментарии (55)
Markscheider
13.08.2023 09:48они бывают трёх видов: S, M и L, что соответствует короткой, средней и длинной длине волны.
Интересно, а как с точки зрения биологической целесообразности объясняется провал в области 480-490 нм?
Wizard_of_light
13.08.2023 09:48+6Там на самом деле нет такого уж провала - во-первых, это нормализованные графики, абсолютная чувствительность выглядит вот так, а во-вторых у палочек максимум чувствительности примерно на 498 нм.
DaneSoul
13.08.2023 09:48+1Биологическая целесообразность реализуется через биохимические возможности. Чтобы поглотить (для фотосинтеза) или детектировать (для зрения) свет определенной длины волны нам нужно иметь специфическое биохимическое соединение, чувствительное именно к этой длине волны, какие рабочие комбинации таких пигментов сформировались - те и закрепились эволюционно.
Markscheider
13.08.2023 09:48закрепились эволюционно
мой вопрос был именно про эволюцию. Провал в диапазоне связан с тем, что человеку не было особой необходимости хорошо распознавать конкретный интервал цветов?
vanxant
13.08.2023 09:48+3Это довольно известный факт, что в природе практически нет объектов с цветом между лазурно-голубым и изумрудно-зелёным (видите, даже слова для обозначения этого цвета нет)
Radisto
13.08.2023 09:48+1В природе, значимой для приматов. Потому что вообще в природе, конечно же, есть, и у птиц, рыб, пресмыкающихся, членистоногих (не всех конечно, но у некоторых) эти рецепторы есть, и в большом количестве
Radisto
13.08.2023 09:48+3Скорее, естественный отбор не карал жестоко за его отсутствие. Дальтоников среди охотников-собирателей, насколько я знаю, заметно меньше, чем у культур, много веков занимающихся производящим хозяйством. Следовательно, давление отбора на распознавание цветов есть. Просто способность отличать спелый фрукт или клубень от неспелого (оттенки красно-зеленого) вероятно оказывает больше влияния на количество и качество детей, чем способность отличать оттенки синего. Даже здесь на хабре были люди-дальтоники, и они жаловались прежде всего на проблемы с определением зрелости помидор и очень заметные трудности с распознаванием позеленевшей картошки. И это мы ещё не собиратели, отравиться в нашем мире сложно
Fedorkov
13.08.2023 09:48+1Если за естественное освещение считать среднее между солнечным и пасмурным, то Солнце получается желтоватым. А чисто белым оно начнёт казаться только через несколько минут, когда зрение привыкнет к нему.
Novitsky
13.08.2023 09:48Чисто белым оно будет казаться только без атмосферы, то бишь в открытом космосе. Например, на Марсе в разряженной атмосфере оно бывает и синее, и коричневое.
Novitsky
13.08.2023 09:48+2Исходя из статьи, выносим главное правило, что по сути цвет Солнца мы сами определить не можем. Всё зависит от того, как мы его видим, своими «колбочками» глазами. Например, для котов оно всегда белое, потому что у них монохромное зрение. То есть, всё зависит от личного восприятия. Может некоторые его видят и зелёным. Мы же в атмосфере находимся. Видим иногда радугу, а радуга — это расщепление белого света за счёт преломления лучей через капли на спектр. Из этого делаем вывод, что Солнце всё таки белое. Можно было написать это в пять строк...
begin_end
13.08.2023 09:48+1По сути самое главное так и написано:
Мы не случайно видим солнечный свет белым, поскольку наши глаза и колбочки в них произошли от более ранних форм жизни, которые всегда знали Солнце, очень похожее на то, которое мы видим сегодня.
Или проще, Солнце белое, потому что белый — это его цвет.
YDR
13.08.2023 09:48немного затянуто и не всегда лучшим способом написано (и переведено), но достаточно информативно и правильно. Я впервые сопоставил длину волны реликтового излучения 2мм и 5 обратных сантиметров :-) Обычно я работаю с 170-430нм, 190-1100нм и 8-14мкм :-) недавно научился воспроизводимо юстировать интерферометр Майкельсона в FTIR. чуть дальше (в общем потоке) напишу про разные белые цвета.
12val12
13.08.2023 09:48Кто-то замечал что когда температура тела повышенная цвет лампочки накаливания значительно желтеет ?
cofein51
13.08.2023 09:48+2Я когда глаза по очереди закрываю/открываю, то всё вокруг имеет то более холодный, то более теплый цвет...
me21
13.08.2023 09:48Мне кажется, это зависит от количества крови в сосудах глаза. По крайней мере, помнится мне, что если лежать на боку, то более нижний глаз видит более тёплые оттенки, ближе к красному.
cofein51
13.08.2023 09:48Возможно.
Потому что этот эффект не сразу заметен.
Надо "помогать глазом" что бы в одном было всё более синее, а в другом более красное. Типа 3д очков из прошлого. Но что то мне подсказывает, цвета не меняются... Может это ещё зависит от то того, с какой стороны артерии и там может быть больше давление - по этому и не меняется.
Но если бить током на язык, то вспышки в глазах есть. А в детстве помню выкручивал в холодильнике лампочку и вставлял туда палец - были прикольные ощущения, чем то нравилось даже. А сейчас током дёргает так, что аж неприятно..
red_elk
13.08.2023 09:48+5Вот и всё. Когда речь идёт о звёздах, то можно выбрать только коричнево-красный, красный, оранжевый, жёлтый, белый, голубовато-белый, синий, и больше никаких вариантов.
Возникает очевидный вопрос - а почему зелёного нет в этом списке? Жёлтый и голубой есть, а зелёного, который в спектре между ними находится, нет. В статье ничего об этом не говорится.
akurilov
13.08.2023 09:48+3Не существует звёзд любого другого цвета – будь то фиолетовый, зелёный,
розовый, пурпурный, бордовый, шартрез, аквамарин и многие другие.На самом деле, существуют. Коричневые карлики, например, могут быть лилового цвета из-за поглощения света по линии натрия
Fodin
13.08.2023 09:48+4"цвет для нашего глаза - это очень человеческое понятие."
Цвет - это исключительно человеческое понятие, т.к. цвет - это ощущение, возникающее в мозгу человека. И для этого даже не обязателен источник света (в полной темноте надавите себе на глаз, например).
Белый цвет может быть любого спектра, который мозг в процессе цветовой адаптации воспринимает белым. Мало того, что при освещении в довольно широком диапазоне КЦТ (координаты желтый-синий), глаз воспримет это освещение белым, так он еще и к тинту может адаптироваться (координаты зеленый-розовый).Резюмируя: белый цвет бывает разный!
YDR
13.08.2023 09:48+2Вот! Тоже про это хотел написать. Глаза+мозг адаптируются, и за белый могут принимать вообще "черти что" - и теплый белый ламп накаливания, и холодный белый ЛДС и светодиодов, и исскуственные смеси монохромных линий. При этом фотопленке это объяснить очень сложно, и фотографии очень требовательны к реальной белизне источника.
В цифровых фотоаппаратах есть возможность коррекции.
У меня была ЛДС с очень плохим спектром. И я обнаружил, что под ней оранжевый и красный провода компьютерного БП выглядят одинаково красными. Это был номер! Включаю на телефоне фонарик - все нормально, красный и оранжевый. А так - оба красные :-)))
me21
13.08.2023 09:48+1Это точно. У меня был телефон когда-то с жёлто-оранжевой подсветкой экрана, Самсунг какой-то, кажется. И в командировке мне дали комнату в гостинице с красными шторами. Утром просыпаюсь - что такое? Подсветка у экрана телефона зелёная)))
Потом понял, что через шторы светило солнце и мозг выставил баланс белого по красному цвету.
LordDarklight
13.08.2023 09:48Но если интенсивность длин волн зелёного диапазона в исходном световом потоке от Солнца (до рассеивания в среде атмосферы) преобладает над другими то можно же считать солнце чуть более зелёным, чем других оттенков? И то, что мы не видим этого - это лишь из-за особенностей устройства наших глаз, не приспособленных к анализу светового потока высокой интенсивности - банально наши глаза засвечиваются.
Но, с другой стороны, цветовое восприятие не правильно отделать от условий оптического прибора (глаз) и обрабатывающей системы (мозг) - поэтому для человека - солнце белого цвета! А для других живых существ (или электронных устройств) будет других цветов. А из-за определённой генетической мутации могут быть и иные восприятия цвета для людей: тут от дальтонизма до некоторых особенностей устройства глаз некорых племён Африки (точно не помню кто именно) или некоторых генетических мутантов в среде более развитых стран нашей планеты.
Человеческий глаз, большинства же людей, как раз более чувствителен к зелёным длинам волен. Но про Солнце тут это играет против точного определения его цвета - если волн слишком много то повышенная чувствительность как раз просто ослепляет прибор (глаз) - и не даёт точно уловить разницу в длинах волн разной частоты.
Но чисто с научной точки зрения - цветовой оттенок - это преобладание определённых длин волн. И если от нашего Солнца их исходит больше в зелёном спектре - значит оно, условно, ЗЕЛЁНОЕ!
Но почему больше в Зелёном спектре? Я это беру на веру - как слышал - не не знаю почему так - действительно ли наши детекторы регистрируют бОльшую интенсивность именно в зелёном спектре? И не является ли это это особенностью конструкции самих детекторов?
Radisto
13.08.2023 09:48Чтобы оно было зелёным (желто-зеленым, если точнее), надо, чтобы вокруг не было красного и синего. А в видимой части спектра и того и другого почти столько же. Зеленый с синим и красным мы видим как белый, так уж мы устроены
LordDarklight
13.08.2023 09:48Ну это как воспринимать такой вот цвет
Но тут много нюансов индивидуального восприятия - о которых выше я и написал
Didimus
13.08.2023 09:48+2Большая проблема выставить баланс белого при съёмке на солнечном освещении. Оно постоянно разное, в зависимости от времени года, от географического положения, от состояния атмосферы. Сколько ни крути ползнками, ни фотографируй серый лист, все равно кажется, что можно ещё подкрутить.
При съёмке, например, с фотовспышкой, такого не наблюдается. Легко ловится единственное положение, при котором вск выглядит естественно
Spaceoddity
13.08.2023 09:48При съёмке, например, с фотовспышкой, такого не наблюдается. Легко ловится единственное положение, при котором вск выглядит естественно
Нет. Вспышка сама по себе даёт не слишком естественные цвета. А уж если вы снимаете с заполняющей вспышкой или просто когда её мощность сопоставима с другими источниками света - ничего естественного вы не получите.
Большая проблема выставить баланс белого при съёмке на солнечном освещении.
Не проблема. Проблемы начинаются от различных рефлексов (травка зелёная вам дала отражения, про небо я уж вообще молчу). Так что серую карту надо помещать в таких случаях непосредственно на место снимаемого объекта, т.е. в случае портрета - надо чтобы портретируемый закрыл лицо серой/белой (лучше серой) картой. Ну а потом в конвертере (хотя в идеале сразу при съёмке выставить ББ) просто тыкаете серой пипеткой - и вуаля!
LordDarklight
13.08.2023 09:48Наверное, правильно всё же говорить о фоторегистрации за пределами атмосферы - условно в вакууме
alecv
13.08.2023 09:48+2На самом деле бумага не "идеально" белая. Она "сверхбелая". При изготовлении бумаги в бумажную массу добавляют специальные люминофоры, которые переносят часть невидимого спектра в белый - белофоры. Попробуйте на дискотеку принести лист бумаги м посмотреть, как она сияет в мягком ультрафиолете.
TheHangedKing
13.08.2023 09:48Эталон белого, вроде бы, сульфат бария.
zumrus
13.08.2023 09:48Я сейчас задам автору и всем читателям очень каверзный вопрос. Просто, чтобы вы понимали: я занимаюсь профессионально физикой и ее преподаванием более 10 лет, и только в прошлом году нашел на него ответ. Итак, сам вопрос.
В определении излучения черного тела, даваемом любым учебником по физике, говорится о том, что условием его возникновения является термодинамическое равновесие. Без него энергия не может эффективно распределиться между всеми степенями свободы.
В хорошем учебнике также объясняется другое важное условие для возникновения планковской формулы, а именно наличие этих самых степеней свободы, проще говоря, энергетических уровней. На самом деле прилагательное "черное" именно это и подразумевает: у тела всегда найдется пара уровней, разница между которыми равна энергии любого фотона видимого диапазона.
Ну хорошо. Понятно, откуда, берется много уровней, например, в горячем угольке: в твердом теле работает зонная теория, допускающая целые энергетические полосы. Следовательно, спектр его излучения непрерывный. По этой же причине чернотелен спектр лампочки накаливания: работает вольфрамовая нить.
Но Солнце состоит по большей части из водорода, который известен бедностью и узостью своих энергетических уровней. В видимом диапазоне водород излучает всего несколько бальмеровских компонент, следовательно, даже если мы нагреем такой газ и переведем его в термодинамическое равновесие, спектр все равно останется линейчатым. Не верите? Сходите в любую учебную лабораторию по атомной физике любого более или менее обеспеченного университета.
Чтобы спектр Солнца был непрерывным, в нем должен происходить некоторый процесс, континуальный по энергии. Первое, что приходит на ум -- это тормозное излучение ионов и электронов в плазме. Но это не оно, поскольку его спектр для солнечной температуры лежит в диапазоне жесткого УФ. Чтобы убедиться в этом, достаточно простых формул.
Внимание вопрос: что же это за процесс, чей энергетический масштаб сопоставим с энергией фотонов видимого диапазона (то есть, десятые доли эВ)? Сразу скажу, что ответ на него можно найти в специальной литературе.Wizard_of_light
13.08.2023 09:48+2Вроде я когда-то читал, что размытие спектра даёт анионная эмиссия в плазме - свободные электроны прилетают на внешние энергетические уровни водорода, сбрасывают излишек энергии в виде фотонов и некоторое время там висят, а потом отрываются и летят дальше. Поскольку энергия у этих электронов случайная, фотоны они испускают с разными длинами волн.
zumrus
13.08.2023 09:48+1Абсолютно верно. Энергия сродства электрона к атому водорода как раз 0,75 эВ.
Этот факт удивителен тем, что образование анионов учитывают при описании плазмы далеко не в первую очередь, но если этого не делать, никакого чернотельного спектра не получитьvanxant
13.08.2023 09:48Ну не знаю, у каждой задачи свои требования. Да, в рассматриваемом диапазоне температур (от пары тысяч до пары десятков тысяч К) доля ионов в плазме водорода сильно меньше 1%, и заметного энергетического влияния не оказывает. А вот всякие электрические эффекты определяются именно ионизацией. Соответственно если вы только Навье-Стокса считаете, ионизацией можно и пренебречь, если что-то сложнее, напр. магнитные явления - то придётся учитывать ещё и это.
zumrus
13.08.2023 09:48+1Нет, вы, кажется, неправильно поняли мой ответ. Речь не про ионизацию, а, наоборот, про сродство шального электрона к нейтральному атому водорода с образованием H-
vanxant
13.08.2023 09:48+2Да понял я про анионы, но, кажется, это неважно. По крайней мере, серьёзные товарищи, которые занимаются физикой водородной плазмы, знаком ионов вообще не заморачиваются.
один интересный документ
zumrus
13.08.2023 09:48В том то все и дело. Для голой плазмодинамики анионный вклад несущественнен, поскольку энергетические масштабы сродства на порядок-два меньше, чем ионизационные масштабы. Но если мы попытаемся узнать, какой спектр образует такая модель, то получим линейчатый спектр в видимой области и ближнем УФ и непрерывный хвост в дальнем УФ и рентгене.
Более того, так и происходит в лабораторной плазме, которая небольшая по размеру. Если посмотреть на ее спектр, он примерно такой, как описывает модель + блеклый бэкграунд. Вот этот самый бэкграунд и есть излучение черного тела. Но в малой плазме его вклад остаточен, в то время как в огромном Солнце он доминируетvanxant
13.08.2023 09:48Да почему именно анионный то? Тепловое излучение генерируется при ускоренном торможении зарядов. Любых зарядов - катионов, анионов, электронов.
(хабр дико глючит)
zumrus
13.08.2023 09:48+1Тепловое излучение генерируется при ускоренном торможении зарядов
В том то и дело, что лишь отчасти. При ускоренном торможении зарядов в плазме его закон более сложен (ну или более прост - смотря как посмотреть), чем обычная формула Планка:![{\displaystyle {dP_{\mathrm {Br} } \over d\omega }={8{\sqrt {2}} \over 3{\sqrt {\pi }}}\left[{e^{2} \over 4\pi \varepsilon _{0}}\right]^{3}{1 \over (m_{e}c^{2})^{3/2}}\left[1-{\omega _{\rm {p}}^{2} \over \omega ^{2}}\right]^{1/2}{Z_{i}^{2}n_{i}n_{e} \over (k_{\rm {B}}T_{e})^{1/2}}E_{1}(y),}](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/2ae/117/a56/2ae117a5673bda27b3a1b0a2cb778120.svg)
Так происходит из-за особенностей этого процесса, включающих наличие собственного резонанса в плазме. Для нас важно, что тормозное излучение на малых частотах (в видимой области, в данном случае) сильно подавляется.
Излучение за счет образования аниона — это не тормозное излучение. Там сначала у нас есть нейтральный атом водорода и электрон, обладающий произвольной кинетической энергией. Конечное состояние - это анион + фотон с энергией, равной этой кинетической энергии + энергия сродства. Энергия таких переходов может быть существенно меньше, поэтому свет образуется в том числе и в видимом диапазоне. Термодинамическое равновесие обеспечивает должное распределение населенности у свободных электронов, а потому спектр там планковский.
Spaceoddity
13.08.2023 09:48+1Что я помню о цвете:
Цвет - это не физическая характеристика. Это ощущение.
Ещё увидел много рассуждений про монохроматические волны. Напомню - например, пурпурного цвета (смесь красного и фиолетового) нет в спектре. Он не определяется электромагнитным излучением с заданной длиной волны. Так что бездумно(!) привязываться к длине одиночной монохроматической волны в контексте цвета - довольно сомнительное занятие.
elprog74
13.08.2023 09:48Спасибо, интересная статья!.
Пурпурный свет представляет собой комбинацию синего/фиолетового и красного света, поэтому свет, оптимизированный для роста растений (т.е. поглощаемый молекулами хлорофилла А и В), имеет такой оттенок.
Также, на мой взгляд, является любопытным, что по отношению к частоте зеленого света частоты поглощения хлорофилла расположены практически симметрично и отношение частот поглощения составляет 4/3 (кварта). Как будто зеленый цвет - несущая, а частоты поглощения это "боковушки" модулирующей частоты..
Spaceoddity
13.08.2023 09:48На самом деле это уже вчерашний день (пурпурный свет для вегетации и цветения растений). Сейчас максимальной эффективности позволяют добиться лампы полного спектра. А пурпурный просто энергетически самый выгодный - нет зелёного участка спектра, который отражается хлорофиллом, а не поглощается.
Markscheider
Классик фантастики не мог не отметиться :)
novoselov
Вот правильная ссылка https://ru.wikipedia.org/wiki/Зелёный_луч
Markscheider
Обе правильные. Ваша - на описание явления, моя - на роман Ж.Верна, где зеленый луч - часть главной сюжетной линии