Warum erscheint der Mond weiß/gräulich und die Sonne gelb? [Duplikat]

Zunächst einmal könnte ein Himmelskörper aus einem einfachen Grund blau erscheinen: Er kann tatsächlich blau sein . Dies ist der Fall von Neptun. Blau zu sein bedeutet einfach, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Photon von Neptun reflektiert wird, höher ist, wenn die Frequenz (Farbe) des Photons grundsätzlich blau ist, als wenn es grün, gelb oder rot ist.

Der Mond ist jedoch nicht wirklich blau. Der Anteil der Photonen unterschiedlicher Farbe ist im Sonnenlicht und im Mondlicht grundsätzlich gleich. Die Tatsache, dass wir denken, dass das Mondlicht bläulich ist, ist eine optische Täuschung, die nach einem tschechischen Biologen des 19. Jahrhunderts als Purkyně-Effekt bekannt ist .

Der Grund für die Illusion ist ziemlich einfach und Sie haben ihn skizziert. Das menschliche Auge ist zum Sehen auf Zapfen und Stäbchen angewiesen. Zapfen sind in der Lage, Farben zu unterscheiden – im Grunde geben sie uns detaillierte Farbinformationen über die Menge an Rot, Grün und Blau (wie die RGB-Informationen über Farben auf Computerbildschirmen).

Zapfen reagieren am empfindlichsten auf das grün-gelbe Licht in der Mitte des sichtbaren Spektrums. Die neutralste Lichtfarbe ist "weiß", aber das Licht der Sonne ist etwas getrennt. Die blaue, hochfrequente Komponente ändert stark die Richtung (streut), weshalb der Himmel blau ist, während das restliche Licht aus Richtung der Sonne eintrifft. Die "Gegenfarbe" zu Blau ist grundsätzlich gelb, weshalb die Sonne etwas gelber erscheint, nicht ganz weiß.

Zapfen mit dieser RGB-Farbempfindlichkeit könnten ausreichen, um alles in Farbe zu sehen, aber sie haben einen Nachteil: Ihre Empfindlichkeit ist schlechter. Deshalb haben die Augen auch Stäbchen. Sie können keine Farben unterscheiden, aber sie können sogar schwächeres Licht sehen. Ihre Empfindlichkeit ist zufälligerweise für Farben maximiert, die blaugrün oder ähnliches sind.

Wenn diese also schon „nichts sehen“, weil das Licht zu schwach (schwach) ist, verlässt sich das Auge auf die Stäbchen. Das Auge wird effektiv farbenblind, aber das Gehirn muss die Farben trotzdem irgendwie interpretieren. Es interpretiert sie als die Farbe, die normalerweise maximal mit dem Sehen der Stäbchen korreliert, dh mit der Frequenz, bei der die Stäbchen am empfindlichsten sind. Und dieser Mechanismus gibt unserer Wahrnehmung die bläuliche Farbe. Das liegt daran, dass das Auge beginnt, sich auf andere Zellen zu verlassen, die für etwas andere Wellenlängen (Farben) maximal empfindlich sind als die durchschnittlichen Zapfen.

Ich denke, jede Erklärung von Stäbchen und Zapfen, wie der Purkinje-Effekt, für die wahrgenommene Farbe des Mondes selbst ist Unsinn, einfach weil das vom (Vollmond über dem Kopf) reflektierte Licht leicht hell genug ist, um von den Kegeln wahrgenommen zu werden in unserer Netzhaut. Wie Sie sagen, wenn das Gegenteil wahr wäre, würde es uns auch daran hindern, den Mond orange zu sehen, wenn er nahe am Horizont steht, aber das tun wir definitiv. Andererseits könnte eine solche Erklärung für das Erscheinen des (Rest-)Himmels in einer Mondnacht gelten, die sehr düster ist; Aus persönlicher Erfahrung kann ich mich jedoch nicht erinnern, dass der Himmel völlig schwarz erschien, sobald die Sonne weit weg war.

Wir sprechen hier von einem subjektiven Phänomen; Ich bin mir ziemlich sicher, dass eine sorgfältige Spektralanalyse je nach Beobachtungsbedingungen alle möglichen Variationen des Mondlichts zeigen würde, und kaum jemals die gleiche spektrale Zusammensetzung wie die, die außerhalb unserer Atmosphäre zu sehen ist. Die Frage war jedoch, warum wir den Mond mit bloßem Auge nicht als farbig wahrnehmen (es sei denn, er steht sehr niedrig). Dafür nenne ich zwei Faktoren.

1. Obwohl die Rayleigh-Streuung eine deutlich blaue Farbe für den Himmel erzeugt (wo keine andere Lichtquelle unser Auge erreicht), verändert sie das Spektrum des direkten Sonnenlichts nur geringfügig. Vom direkten Licht der oben liegenden Sonne werden nur etwa 25 % durch Streuung abgelenkt, sodass die Farbänderung nicht mehr als geringfügig sein kann, selbst wenn das gesamte gestreute Licht blau wäre (was nicht der Fall ist). Angesichts der extremen Helligkeit der Sonne bin ich mir nicht einmal sicher, was es genau bedeutet zu sagen, dass wir die Sonne eher gelb als weiß sehen (mit welcher Definition von weißem Licht; die durchschnittliche Farbe des Spektrums, wie sie von Astronauten im Orbit gesehen wird ?). Zweifellos ist direktes Sonnenlicht gelblicher als das gesamte Spektrum, das man erhält, wenn man das blaue Oberlicht hinzufügt, aber das sagt nicht wirklich viel mehr aus, als dass Gelb zu Blau komplementär ist. Zusamenfassend,

2. Während wir gut darin sind, geringfügige Farbabweichungen zu erkennen, die von verschiedenen Objekten reflektiert werden, die von derselben Quelle beleuchtet werden, sind wir ziemlich schlecht darin, die Farbabweichungen von Lichtquellen selbst zu erkennen, wenn sie separat verwendet werden. Dies liegt daran, dass unser Gehirn automatisch die allgemeine Farbtemperatur der Lichtquelle kompensiert, um die wahre Farbe von Objekten besser einschätzen zu können. Wir nehmen unsere Innenräume nicht als gelblich wahr, wenn der Abend hereinbricht und Glühlampen das Tageslicht ersetzen; Wie jedoch jeder Fotograf weiß, verschiebt sich die tatsächliche Farbe der Szene stark in Richtung Gelb. Da der Mond nachts bei weitem das hellste Objekt am Himmel und (abgesehen von künstlichem Licht) die Hauptlichtquelle um uns herum ist, werden wir ihn zwangsläufig als weiß wahrnehmen, unabhängig von seinem genauen Spektrum (außer in extremen Fällen). wo der Mond sehr niedrig steht, und die Sonne ist noch nicht ganz weg). Eigentlich habe ich gerade von WP erfahren, dass das Spektrum des Mondes im Vergleich zu dem der Sonne etwas bräunlicher ist, aber ich bin mir sicher, dass ich das bei direkter Beobachtung nie bemerkt hätte.