Warum kann das menschliche Auge blaues Licht nicht fokussieren?

Dasselbe passiert in der Fotografie, wenn Sie ein Bild mit farbigen Schatten von Objekten darauf sehen – dies wird als chromatische Aberration bezeichnet. Überprüfen Sie diesWiki-Seite, wenn Sie nicht vertraut sind. Dies geschieht nun, weil die Linse im Objektiv für verschiedene Wellenlängen unterschiedliche Brechungseigenschaften hat oder umgekehrt verschiedene Wellenlängen innerhalb desselben Materials unterschiedlich brechen. Aus diesem Grund ist das berühmte dreieckige Regenbogenprisma in der Lage, das Sonnenlicht in einen Regenbogen zu trennen. Also zurück zur Frage: In unserem Auge gibt es die Augenlinse, die für die Fokussierung zuständig ist. Nehmen wir an, es ist homogen genug. Wenn also Licht in unsere Linse eintritt, wird es in getrennte Farben gebrochen, und unsere Linse ist nicht komplex genug, um dies vollständig zu kompensieren. Das zweite Bild ist eine gute Annäherung an die Form der menschlichen Augenlinse.

Bearbeiten: Wenn Sie also eine Farbe perfekt fokussieren, sind die anderen etwas verschwommen, da diese aufgrund unterschiedlicher Brechung unscharf sind.

entnommen aus: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Prism-rainbow-black.svg

entnommen aus: http://en.wikipedia.org/wiki/Chromatic_aberration#/media/File:Chromatic_aberration_lens_diagram.svg

Licht wird von Gasmolekülen in der Luft gestreut. Je kürzer die Wellenlänge des Lichts ist, desto stärker wird es von der Atmosphäre gestreut. Aufgrund seiner kürzeren Wellenlänge wird blaues Licht zehnmal stärker gestreut als rotes Licht. Ein Grund ist, dass blaues Licht eine Frequenz hat, die näher an der Resonanzfrequenz von Atomen liegt als zB rotes Licht ( Exploratorum ). Aufgrund dieser Streuung hat das Auge Schwierigkeiten beim Fokussieren, da Objektränder unscharf werden.

Die Streuung von blauem Licht verschlechtert das Sehvermögen bei normalem Tageslicht, insbesondere bei Nebel, wenn die Lichtstreuung aufgrund der Wassertröpfchen in der Luft am schlimmsten ist. Gelbfilter (z. B. gelbe Sportbrillen) verbessern die Sehschärfe, indem sie das anormale blaue Licht herausfiltern ( Laramy-K Optical ).

Wissenswertes
Die vorherrschende Streuung von blauem Licht sorgt dafür, dass die Sonne klar als gelblicher Kreis am Himmel steht, während der Himmel blau ist, weil das blaue Licht überwiegend vom Sonnenlicht weg gestreut wird.

Kombination von Faktoren:

1. Rot und Grün (die aus evolutionärer Sicht die gleiche Frequenz haben, da die roten und grünen Zapfen neuere Varianten voneinander sind, während die blauen Zapfen unterschiedlich sind und ein anderes photoreaktives Enzym verwenden) sind die dominierende Auflösungsquelle für das menschliche Sehen , während blaue Zapfen viel wichtiger sind, um unsere Fähigkeit zu erweitern, Farbe (Chrominanz) zu erkennen. Aus diesem Grund haben wir mehr rote und grüne Zapfen als blaue (IIRC, das Verhältnis beträgt 10: 1, obwohl das weit entfernt sein kann).

Da der Fokus für die räumliche Auflösung (Details) viel wichtiger ist als für die Farbauflösung, ist der menschliche "Autofokus" voreingenommen, um das Rot-Grün-Band zu bevorzugen. Blau kommt aufgrund seiner relativ geringen Bedeutung für die Auflösung zu kurz. Ein Experiment: Wenn Sie in einem Fotoprogramm wie Photoshop mit den drei Farbkanälen eines Bildes herumspielen, wirkt sich das Durcheinander des Blaukanals am wenigsten auf das endgültige Farbbild aus, wenn die gleiche Menge an "Durcheinander" (wie Rauschen oder Auflösungsverlust) gegeben ist.

Last but not least: Wie bereits erwähnt, bedeutet chromatische Aberration, dass die verschiedenen Farben nicht ganz übereinstimmen. Es ist normalerweise nicht sichtbar, wahrscheinlich weil unser Gehirn automatisch kompensiert, wenn es die verschiedenen Kegeleingänge zum endgültigen Bild kombiniert (Canon-Digitalkameras haben kürzlich eine ähnliche Fähigkeit erworben). Nicht jeder wird den Effekt bemerken: Dies liegt wahrscheinlich daran, dass Blau „kürzer“ fokussiert " in Bezug auf die Brennweite des Objektivs als rot. Es ist also viel wahrscheinlicher, dass Sie "blaue Ränder" bemerken, wenn Ihr Sehvermögen ohne Hilfsmittel zur kurzsichtigen Seite tendiert (wie bei mir), da der Fokus auf Rot / Grün liegt - und Sie werden es bei entfernten blauen Quellen am schlimmsten sehen als in der Nähe.

Neben der natürlichen Blausichtigkeit aufgrund der chromatischen Aberration in der Augenlinse gibt es auch keine S-Zapfen im Zentrum der Fovea. Dies bedeutet, dass die Fokussierung auf eine Punktquelle von Blau schwierig ist und für einige Beobachter unangenehm sein kann. Hoffe das hilft.