Warum hat Mondlicht nicht die gleiche Farbe wie Sonnenlicht?

Das Licht vom Mond ist Licht, das von der Sonne reflektiert wird. Die Sonne im All ist weiß. Aber auf der Erde erscheint das Licht gelb, wenn das Licht durch eine Atmosphäre gefiltert wird. Also, warum ist Mondlicht weiß durch die Atmosphäre?

Das Licht vom Mond ist Licht, das von der Sonne reflektiert wird.

Dies ist mindestens ein Grund, warum Sie nicht erwarten sollten , dass der Mond dieselbe Farbe hat. Sonnenlicht, das auf ein zB blaues Objekt trifft, erscheint überwiegend blau und ähnlich. Die Farbe, die wir vom Mond erwarten, wird also durch die Farbeigenschaften der Mondoberfläche angepasst.

Wenn es passiert, ist der Mond-Regolith im Wesentlichen grau (dh neutral), sodass er mehr oder weniger das Spektrum widerspiegelt, das er empfängt.

Die Sonne im All ist weiß

Nein ist es nicht. Dafür gibt es mehrere Gründe.

Die Sonne ist ein außergewöhnlich helles Objekt (für uns) und sättigt unser Farbsehen so, dass es beim direkten Betrachten weiß erscheint.

Die Sonne ist eigentlich ein gelber Stern . Es sind Spektrumspitzen im (visuellen) blau-grünen Bereich. Es gibt Sterne, die eine rote oder blaue Farbe haben.

Weiß ist eine schwierige Frage. Weiß ist eine wahrgenommene Farbe. Es gibt keine "weiße" Wellenlänge im EM-Spektrum. Weiß ist eine Balance zwischen den drei verschiedenen Farbsensoren, die Ihr menschliches Sehen verwendet. Die Sonne selbst ist nicht weiß, weil die Farbkombination "Weiß", für die wir uns ausbalancieren, nicht auf dem Licht der Sonne im Vakuum des Weltraums beruht, sondern auf dem Licht, das die Erdoberfläche erreicht und auch auf dem, was von ihr reflektiert wird die Erde (die Teil der Umgebungsbeleuchtung ist, die wir normalerweise erleben).

Warum ist Mondlicht weiß durch die Atmosphäre?

Es schien ein schöner klarer Himmel letzte Nacht um meinen Waldhals und der Mond sah für mich gelb aus. Dies hängt von Ihrem Standort und den atmosphärischen Bedingungen ab, aber auch von Ihrer persönlichen Wahrnehmung der Farbe.

Das reflektierte Mondlicht ist im Vergleich zum einfallenden Sonnenspektrum leicht gerötet ( Ciocca & Wang 2013 ). Das gleiche Licht wird dann genauso wie das Sonnenlicht durch die Atmosphäre übertragen.

Jegliche Phänomenologie (die umstritten zu sein scheint), wie in der fraglichen Behauptung dargelegt, ist ausschließlich auf die Nuancen unserer Farbwahrnehmung zurückzuführen.

Abbildung 8: Gemittelte geometrische Mondalbedos, gemessen mit GOME von Juli 1995, November 1995 und September 1996.

Aus GOME - Mondmessungen der ESA , einschließlich Instrumentencharakterisierung und Mondalbedo .

Überraschenderweise ist das Mondlicht tatsächlich etwas wärmer als das Sonnenlicht, da die Mondreflexion für längere Wellenlängen höher ist.

In klaren Nächten mit einem hohen Vollmond am Himmel (so wenig atmosphärischer Einfluss wie möglich) erscheint die Landschaft um uns herum aufgrund des Purkinje-Effekts bläulich : Bei niedrigen Beleuchtungsniveaus nimmt die Empfindlichkeit für die rote Farbe ab (während unser Sichtsystem allmählich abnimmt) wechselt von Tageslicht (Zapfen) zu Nachtsicht (mit Stabzellen).

Ja, die Mondoberfläche ist hell genug und ihre Farbe kann richtig gesehen werden (nicht durch den Purkinje-Effekt verzerrt). Wie hängt es also mit der Frage zusammen , wo wir nach der Mondlichtfarbe fragen? Meiner Meinung nach neigen wir dazu, den allgemeinen Eindruck der Farbe wahrzunehmen, indem wir die Umgebung betrachten, nicht nur die Lichtquelle.

Aus diesem Grund sieht das Sonnenlicht "warm" (mehr gelb) und das Mondlicht "kalt" (mehr blau - weil sich unsere Farbwahrnehmung durch die unzureichende Lichtstärke ändert) aus, obwohl die tatsächlichen Farben ziemlich gleich sind.

Tatsächlich kann dies sogar zu einem echten Problem werden, wenn Sie nachts sehr lange Belichtungsfotos aufnehmen! Sie sehen fast wie Tageslichtfotos aus und zerstören die beabsichtigte Atmosphäre des Geheimnisses.

Objektiv ist das Foto korrekt, aber es ist nicht das, was wir mit unseren eigenen Augen sehen . Fügen Sie etwas Blaustich hinzu und das Nachtgefühl ist zurück.

Beispiel: (Beachten Sie die Sterne, dies ist sicherlich kein Tageslichtfoto!) Abrahim Asad - Mathimago fanni Athiri, Fuvahmulah Beach bei Vollmondnacht Langzeitbelichtung (CC BY-ND 2.0)

Ich bin mit Jacks Kommentar einverstanden, es ist teilweise ein Missverständnis und eine Party aufgrund der Art und Weise, wie Stäbe und Zapfen funktionieren.

In " Im Licht des silbernen Mondes: Fakt und Fiktion " (woher die Illustrationen und Zitate stammen) von Marco Ciocca und Jing Wang erklären sie:

Seite 365: "Die Stäbchen sind effektiv farbenblind. Scotopic Vision hat eine höhere Lichtempfindlichkeit als Photopic, ist jedoch effektiv farbenblind. Wir haben das in Abbildung 5 gezeigte Sonnenlichtspektrum mit der obigen photopischen Reaktion gefaltet und das Ergebnis in Abbildung gezeigt 8.

Abbildung 8: Wahrnehmung von Sonnenlicht und Mondlicht durch unsere Augen.

Während des Tages dominiert das photopische Sehen deutlich, und die resultierende spektrale Verteilung des wahrgenommenen Lichts ist, auch ohne Berücksichtigung der durch die atmosphärische Streuung verursachten fehlenden blauen Anteile des Sonnenspektrums, deutlich nach gelb-grün verschoben (560 nm), da die Empfindlichkeit des Kegels verzerrt ist in Richtung des Teils des sichtbaren Spektrums $ ^ {[20]}. Unterhalb von 450 nm ist die Empfindlichkeit gering, und der Peak bei 560 nm kehrt bei 700 nm auf Null zurück. Daher erscheint das Sonnenlicht um 560 nm am stärksten (nicht überraschend gelbgrün, die Farbe von Tennisbällen), weshalb wir das Sonnenlicht als golden betrachten.

Andererseits zeigen Stäbchen eine viel empfindlichere Reaktion auf kürzere Wellenlängen (Stäbchensehen zeigt einen Peak um 510 nm), können jedoch keine Farbe erkennen. Um die Spitzenantwort der Stäbe zu zeigen, haben wir das Mondspektrum von Abbildung 5 mit der Antwort der Stäbe gefaltet. Das Ergebnis ist auch in Abbildung 8 dargestellt. Wenn das Licht so schwach wäre, dass nur die Stäbchen es erkennen, würde der Mond weiß erscheinen, da die Stäbchen farbenblind sind und unsere Faltung nicht zu einer Farbverschiebung führen würde. In der Realität jedoch arbeiten die menschlichen Augen auf dem Lichtniveau von Mondlandschaften in einem Zustand, der als mesopisches Sehen bezeichnet wird, eine Kombination aus photopischem und skotopischem Sehen bei schwachem Licht$^{[16, 17]}$. Kegel liefern immer noch Informationen, jedoch mit einer verringerten Rate, während die Stäbe mit ihren überlegenen Lichtstärkenerkennungen eine geringe Lichtstärkenempfindlichkeit ermöglichen. Unter diesen Bedingungen verbinden sich die Stäbchen mit blauen Rezeptoren in den Zapfen, um blaues Licht zu zeigen . Es scheint also physiologische Gründe zu geben, warum Mondlicht bläulich erscheint. "$^{[3]}$

Seite 366: "Unsere Wahrnehmung des Mondlichts als kälteres, silbernes Licht mit einem Blaustich ist eine Kombination von zwei Effekten: ein physikalischer Effekt aufgrund der abnehmenden Rayleigh - Streuung, wenn der Mond am Himmel höher wird, und ein physiologischer Effekt (bekannt als der Purkinje-Verschiebung ): Die physiologische Verschiebung ist darauf zurückzuführen, dass Zapfen empfindlicher für gelbgrünes Licht sind, während die Stäbchen am besten auf grünblaues Licht reagieren und sich mit blauen Zapfen zurückkoppeln . Diese Neigung unserer Augen zu kürzeren Wellenlängen bei schwachem Licht erzeugt die Illusion eines kälteren, bläulicheren Mondlichts, obwohl das Mondlicht insgesamt roter ist als das Sonnenlicht. "$^{[6]}$$^{[20]}$$^{[3]}$

Hinweis: Abbildung 5 allein ist aufgrund der obigen Erklärung und des folgenden Textes in dem Artikel, in dem Abbildung 5 erläutert wird, irreführend:

Seite 363: "Wir haben auch das 57 ° -Spektrum des Mondes mit dem Sonnenlicht in Abbildung 5 verglichen, das wie in Abbildung 4 normalisiert ist. Da das Spektrometer durch direktes Sonnenlicht beschädigt wird, wurden die Daten mit dem in gezeigten Teleskop-Spektrometer erfasst Eine Richtung so klein wie ein Winkelabstand von der Sonne, wie es umsichtig ist.

Die in Abbildung 5 dargestellten Daten müssen mit dem Sehspektrum unter hellen und dunklen Bedingungen kompensiert und gefaltet werden, wie in Abbildung 8 dargestellt.

Verweise:

[3] Khann SM und Pattanaik SN 2004 Modellierung der Blauverschiebung in Mondlichtszenen durch Stabkegelinteraktion J. Vision 4 316

[6] Naylor J 2002 Out of the Blue, ein 24-Stunden-Skywatcher-Handbuch (New York: Cambridge University Press), S. 7–11, 86–87, 195–197

[16]Stockman A und Sharpe LT 2006 In die Dämmerungszone: die Komplexität des mesopischen Sehens und der Lichtausbeute Ophthalmic Physiol. Opt. 26 225–39

[17]Pokorny J und Cao D 2010 Stab- und Kegelbeiträge zum meskopischen Sehen Proc. CIE (Int. Commission on Illumination) Conf. Lichtqualität und Energieeffizienz, (Wien)

[20] Cornsweet TN 1970 Visuelle Wahrnehmung (New York: Academic) S. 145-8

Hier gibt es viele gute und raffinierte Antworten.

Ein wichtiges, das ich noch nicht gesehen habe, ist das: Farbe ist relativ. Ich meine das nicht wissenschaftlich oder allgemein, wie andere (richtig) aufgelistet haben. Aber einfach: Die unmittelbare Hintergrundfarbe ist sehr wichtig.

Probieren Sie es mit jedem Farbmuster aus: Stellen Sie eine dunkle und dann eine helle Farbe neben das Muster. Das Sample scheint sich zu ändern, hat es aber natürlich nicht. Die Checker Board Illusion ist eine schwarz-weiß-graue Version davon. Es funktioniert aber auch mit Farben.

Die Farbe, neben der sich der Mond befindet, wird unsere Sichtweise verändern. Nachts ist der Himmel schwarz oder ein dunkler kühler Schatten. Selbst wenn es grau ist, erscheint es im Kontrast hellweiß. Wenn wir den Mond am Tag mit blauem Himmel sehen, sieht er ebenfalls weiß aus, ist aber schwächer. Und wir sehen den Mond durch die blaue Atmosphäre. Das wird den Hintergrund anders kontrastieren, aber auch das Licht blauer machen.

Es wird jedoch als ungewöhnlich angesehen, den Mond tagsüber zu sehen. Der Mond soll Nacht und Kälte und Dunkelheit darstellen. Wir sind soziale Tiere. Unsere Wahrnehmung ist nicht objektiv, sondern auch sozial. Wenn wir den Mond nur am Tag sehen würden, würden wir ihn wahrscheinlich als grau-blau betrachten. Aber da wir den Mond meistens nachts betrachten und ihn neben Schwarz zeichnen, wird er weiß.

Die wirklich seltsame Frage, die ich immer noch nicht herausgefunden habe, ist: Warum ist die Sonne so gelb? Unsere Wahrnehmung hat weißes Licht entwickelt, um der Leistung der Sonne zu entsprechen, aber wir nennen die Sonne immer noch gelb oder orange.

Farbe ist komisch.