สีทั้งหมดที่เราเห็นในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้หรือไม่?

สีรุ้งแต่ละสีแสดงถึงความยาวคลื่นของตัวเองซึ่งรวมอยู่ในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้

สเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้เป็นส่วนเล็ก ๆ ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในวงกว้าง ความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดของแสงที่มองเห็นได้คือ 700 นาโนเมตรทำให้เป็นสีแดงในขณะที่สั้นที่สุดคือ 400 นาโนเมตรทำให้มีสีม่วงหรือม่วง

นอกช่วง 400-700 นาโนเมตรสายตามนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ ตัวอย่างเช่นรังสีอินฟราเรดที่มีช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 700 นาโนเมตรถึง 1 มิลลิเมตร

รุ้งจะปรากฏขึ้นเมื่อแสงสีขาวของดวงอาทิตย์ถูกหักเหโดยหยดน้ำที่โค้งงอแสงหลายชนิดตามความยาวคลื่น แสงแดดที่ปรากฏเป็นสีขาวแก่ดวงตาของเราจะแตกออกเป็นสีอื่น

ในดวงตาของเรามีการแสดงผลของสีต่างๆเช่นสีแดงสีส้มสีเหลืองสีเขียวสีฟ้าสีครามและสีม่วง

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกระจายแสงซึ่งเป็นการสลายตัวของแสงหลายสี (ประกอบด้วยสีต่างๆ) เป็นองค์ประกอบของแสงสีเดียว นอกเหนือจากรุ้งแล้วปรากฏการณ์นี้ยังสามารถสังเกตได้จากปริซึมหรือตาข่ายที่สัมผัสกับแหล่งกำเนิดแสงสีขาว นิวตันใช้ปริซึมเพื่อกระจายแสงสีขาวจากดวงอาทิตย์

สีในรุ้งจะเรียกว่าสีสเปกตรัมสีเดียวหรือบริสุทธิ์สี เรียกว่าสเปกตรัมเนื่องจากสีเหล่านี้ปรากฏในสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและแสดงถึงความยาวคลื่นแต่ละช่วง เรียกว่าสีเดียวหรือบริสุทธิ์เนื่องจากสีเหล่านี้ไม่ได้เป็นผลมาจากการผสมสีอื่น ๆ

ถ้ามีสีบริสุทธิ์มีสีไม่บริสุทธิ์หรือไม่?

นอกเหนือจากสีสเปกตรัมหรือสีบริสุทธิ์แล้วยังมีสีอื่น ๆ ที่มนุษย์สามารถมองเห็นได้ซึ่งไม่ใช่สเปกตรัมหรือไม่บริสุทธิ์ สีเหล่านี้เรียกว่าสีที่ไม่ใช่สเปกตรัมหรือสีผสมที่ไม่มีอยู่ในสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

สีที่ไม่ใช่สเปกตรัมประกอบด้วยสีเดียวและไม่ได้แสดงถึงความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้โดยเฉพาะ แม้ว่าพวกมันจะไม่ได้อยู่ในสเปกตรัม แต่ก็ยังให้ความรู้สึกของสีบางอย่างแก่ดวงตาของเราเช่นเดียวกับสีสเปกตรัม สีม่วงที่ไม่ใช่สเปกตรัมจะมีลักษณะเหมือนกับสีม่วงสเปกตรัมและจะมีสีอื่น ๆ

มีสีที่ไม่ใช่สเปกตรัมหลายสีหรือที่เรียกว่าไม่อยู่ในสเปกตรัม

ตัวอย่างเช่นเมื่อเราคิดว่าเราเห็นสีเหลืองจากหน้าจอมอนิเตอร์ของสมาร์ทโฟนจริงๆแล้วไม่มีสีเหลืองบริสุทธิ์ที่มีความยาวคลื่น 570 นาโนเมตรเข้าสู่ดวงตาของเรา

อ่านเพิ่มเติม: งานวิจัยล่าสุดเผยมลพิษทางอากาศทำให้มนุษย์โง่ยิ่งขึ้น

ที่ฉายออกมาจากหน้าจอเป็นสีเขียวและสีแดงที่สว่างขึ้นพร้อมกันเพื่อสร้างความประทับใจสีเหลืองในสมองของเรา สีเหลืองที่เราเห็นบนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นไม่เหมือนกับสีเหลืองในสเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้

หากเรามองไปที่หน้าจอโทรทัศน์แบบแท่งของเราคุณจะเห็นว่าเส้นสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงินสั้น ๆ เรียงกันซ้ำ ๆ

เมื่อจอภาพเป็นสีขาวเราจะเห็นแถบสามแถบของแสงสีสว่างเท่า ๆ กัน ในทางกลับกันเมื่อโทรทัศน์ของเราปิดอยู่สีทั้งสามจะสว่างสนิทและให้ความรู้สึกเป็นสีดำ เมื่อเราคิดว่าเราเห็นสีเหลืองปรากฎว่าเส้นสีแดงและสีเขียวสว่างขึ้นกว่าแถบสีน้ำเงิน

เหตุใดจึงควรใช้สีแดงเขียวและน้ำเงิน

เหตุผลอยู่ในโครงสร้างของตัวรับแสงบนเรตินาของดวงตาของเรา ในเรตินาของมนุษย์มีตัวรับแสง 2 ประเภทคือเซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวย

เซลล์รูปกรวยทำหน้าที่เป็นตัวรับในสภาพแสงและไวต่อสีในขณะที่เซลล์รูปแท่งเป็นตัวรับแสงเมื่อสิ่งต่างๆมีสีจางและตอบสนองช้ากว่ามาก แต่ไวต่อแสง

การมองเห็นสีในดวงตาของเราคือ 'ความรับผิดชอบ' ของกรวยที่มีจำนวนประมาณ 4.5 ล้านชิ้น กรวยมีสามประเภท:

สั้น (S) ไวต่อแสงมากที่สุดโดยมีความยาวคลื่นประมาณ 420-440 นาโนเมตรระบุด้วยสีฟ้า
ขนาดกลาง (M) จุดสูงสุดที่ประมาณ 534-545 นาโนเมตรถูกระบุด้วยสีเขียว
ความยาว (L) ประมาณ 564-580 นาโนเมตรระบุด้วยสีแดง

เซลล์แต่ละประเภทสามารถตอบสนองต่อช่วงความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้หลากหลายแม้ว่าจะมีความไวสูงกว่าต่อความยาวคลื่นบางช่วง

อ่านเพิ่มเติม: ต้นไม้จะเติบโตได้อย่างไร?

ความไวในระดับนี้ยังแตกต่างกันไปสำหรับมนุษย์แต่ละคนซึ่งหมายความว่ามนุษย์แต่ละคนจะรู้สึกถึงสีสันที่แตกต่างจากคนอื่น ๆ

การแสดงภาพกราฟิกของความไวของเซลล์ทั้งสามประเภท:

ความหมายของกราฟระดับความอ่อนไหวนี้คืออะไร? สมมติว่าคลื่นแสงสีเหลืองบริสุทธิ์ที่มีความยาวคลื่น 570 นาโนเมตรเข้าสู่ดวงตาและไปกระทบกับตัวรับของเซลล์รูปกรวยสามชนิด

เราสามารถค้นหาการตอบสนองของเซลล์แต่ละประเภทได้โดยการอ่านกราฟ ที่ความยาวคลื่น 570 นาโนเมตรเซลล์ประเภท L จะแสดงการตอบสนองสูงสุดตามด้วยเซลล์ชนิด M ในขณะที่ประเภท S เป็นศูนย์ เฉพาะเซลล์ประเภท L และ M เท่านั้นที่ตอบสนองต่อแสงสีเหลือง 570 นาโนเมตร

เมื่อทราบการตอบสนองของเซลล์รูปกรวยแต่ละชนิดเราสามารถสร้างสีเลียนแบบสีเดียวได้ สิ่งที่ต้องทำคือกระตุ้นเซลล์ทั้งสามชนิดให้มันตอบสนองราวกับว่ามีสีบริสุทธิ์

ในการสร้างความประทับใจสีเหลืองเราต้องการเพียงแหล่งกำเนิดแสงสีเขียวและสีแดงแบบโมโนโครมที่มีความเข้มซึ่งสามารถเห็นได้จากกราฟการตอบสนอง อย่างไรก็ตามโปรดทราบด้วยว่าการเปรียบเทียบนี้ไม่ถูกต้องหรือเข้มงวด มีมาตรฐานสีที่หลากหลายที่ใช้ในการสร้างสีใหม่ ตัวอย่างเช่นหากเราดูมาตรฐานสี RGB ในสีเหลืองอัตราส่วนสีแดง - เขียว - น้ำเงินคือ 255: 255: 0

ด้วยอัตราส่วนที่เหมาะสมหรือตามสภาพสายตาของบุคคลสีเดียวที่บริสุทธิ์ไม่สามารถแยกแยะออกจากสีผสมได้

แล้วเราจะรู้ได้อย่างไรว่าสีใดบริสุทธิ์และสีใดผสม? เป็นเรื่องง่ายเราเพียงแค่ต้องกำหนดทิศทางของรังสีสีที่ปริซึมเช่นเดียวกับการทดลองที่นิวตันทำกับแสงแดด สีบริสุทธิ์สัมผัสได้เฉพาะการโค้งงอในขณะที่สีที่ไม่ใช่สเปกตรัมจะพบการกระจายตัวที่แยกรังสีที่เป็นส่วนประกอบออก

โพสต์นี้เป็นการส่งของผู้เขียน คุณยังสามารถเขียนของคุณเองได้โดยเข้าร่วมชุมชน Saintif

แหล่งอ่าน:

ทฤษฎีสีเบื้องต้น . นายเรือ John W. //infohost.nmt.edu/tcc/help/pubs/colortheory/colortheory.pdf
การบรรยาย 26: สีและแสง . โรเบิร์ตคอลลินส์ //www.cse.psu.edu/~rtc12/CSE486/lecture26_6pp.pdf
บรรยาย 17: สี . Matthew Schwartz //users.physics.harvard.edu/~schwartz/15cFiles/Lecture17-Color.pdf