Wie viel Rot, Blau und Grün hat weißes Licht?

Verschiedene Arten von weißem Licht haben ein unterschiedliches Spektrum.

Licht von einer weißen LED hat bei der Spitzenintensität Blau, während weißes Licht von einer CFL oder etwas anderem ein anders aussehendes Spektrum hat.

Ich verstehe nicht, wie das funktioniert. Sollte reinweißes Licht nicht trotzdem ein einzigartiges Spektrum haben?

Das Spektrum einer bestimmten weißen LED sieht beispielsweise so aus:
.

Ich möchte anmerken, dass Sie hier die zwei Teile einer typischen weißen LED sehen können: Die blaue Spitze ist die LED selbst, und der grün-gelbe Buckel ist der Leuchtstoff, der blaues Licht absorbiert und grün-gelb emittiert.
Cue obligatorische xkcd-Referenz

Antworten (4)

Sollte reinweißes Licht nicht trotzdem ein einzigartiges Spektrum haben?

Weiß ist keine Spektralfarbe. Es ist eine wahrgenommene Farbe.

Das menschliche Auge hat drei Arten von Farbrezeptoren, die gemeinhin als Rot, Grün und Blau bezeichnet werden.

Beachten Sie, dass es keinen Rezeptor für Gelb gibt. Eine spektrale gelbe Lichtquelle löst auf bestimmte Weise sowohl die roten als auch die grünen Rezeptoren aus. Wir sehen „gelb“, obwohl wir keine gelben Rezeptoren haben. Jedes Lichtspektrum, das die gleiche Reaktion auslöst, wird ebenfalls als "gelb" angesehen. Die Hersteller von Computerbildschirmen und Fernsehbildschirmen sind auf dieses Spoofing angewiesen. Diese Displays haben nur drei Arten von Lichtquellen, rot, grün und blau. Sie erzeugen die Wahrnehmung anderer Farben, indem sie eine Lichtmischung aussenden, die die gewünschte Reaktion im menschlichen Auge auslöst.

Was ist mit Weiß? Weiß ist keine Spektralfarbe. Es gibt keinen Punkt im Spektrum, den man als „weiß“ bezeichnen könnte. Weiß ist eine Mischung aus Farben, so dass unsere Augen und unser Gehirn nicht unterscheiden können, welches von Rot, Grün oder Blau der Gewinner ist. So wie jede Farbmischung, die unsere Augen und unseren Geist dazu veranlasst, „gelb“ zu sehen, als „gelb“ wahrgenommen wird, so wird auch jede Farbmischung, die die gleichen Reaktionen in unserem Auge auslöst, als „gelb“ wahrgenommen.

Beiseite:

Es gibt einen Fehler im obigen Bild in den Bezeichnungen "Blauviolett" und "Purpurblau". Das sollte "blau-violett" und "violett-blau" (oder möglicherweise "indigo") sein. Lila ist ein Tier von einer ganz anderen Farbe. Es ist eine nicht spektrale Farbe. Das Spektrum ist genau das, ein linearer Bereich. Unsere Augen nehmen es nicht als solches wahr. Wir betrachten Farbe als Rad, wobei Blau über die Purpurtöne zurück zu Rot kreist.

Angenommen, das Licht ist spektral flach – welche Farbe würden wir wahrnehmen?
@gerrit, ich denke grau
@gerrit, das würde von vielen Dingen abhängen. Das menschliche visuelle System erstellt keine statische Zuordnung zwischen einem bestimmten Spektrum und einer einzelnen wahrgenommenen Farbe. Wenn sich die Lichtverhältnisse und Spektren ändern, bewertet und verändert unser visuelles System stattdessen die Wahrnehmung neu. Es erlaubt uns, „weiße“ Dinge sowohl am helllichten Tag als auch in der Abenddämmerung zu sehen. Als solches würde ein "flaches" Spektrum in Abhängigkeit davon interpretiert werden, was sonst zeitlich und räumlich in seiner Nähe zu sehen ist. Es gibt keine kontextunabhängige Antwort.
@David Hammen Sie wollen sagen, dass unsere Augen gegenüber einer Reihe von Lichtkombinationen unempfindlich sind, die alle Kombinationen als weiß identifizieren?
@BlackDagger - Unsere Augen sind keine Spektrometer. Unsere Augen können mit nur drei Arten von Farbrezeptoren nicht viel anfangen. Schau dir das Bild an, das du gepostet hast. Das ist alles andere als ein weißes Rauschspektrum. Sie sehen dieses Licht als weiß, weil es jeden dieser drei Arten von Rezeptoren erregt, ähnlich wie Licht mit einem viel flacheren Spektrum sie erregen würde. Es findet auch eine Menge Signalverarbeitung in Ihren Augen und Ihrem Gehirn statt. Ihre schöne weiße Sommerkleidung sieht mittags und bei Sonnenuntergang weiß aus, aber richten Sie ein Spektrometer darauf und Sie werden ziemlich unterschiedliche Spektren sehen.
Dies ist die Grundlage dieser klassischen optischen Täuschung . Die wahrgenommene Farbe ist (stark) kontextabhängig.
@EmilioPisanty - Hier ist eine weitere optische Täuschung der gleichen Sorte .
@DavidHammen - Ich liebe das. Wenn Sie Ihren Finger über 90 % der Mitte legen und ihn dann leicht verschieben, so dass er die gesamte Mitte bedeckt und dann nicht, können Sie fast zusehen , wie Ihre Augen die Farben in Bezug zueinander neu bewerten. Oder zumindest kann ich...
Weiß, Grau und Schwarz sind eigentlich die gleiche Farbe. Genau wie Hellrot sind Rot und Dunkelrot "Rottöne". Grau ist nur dunkles Weiß und Schwarz ist sehr dunkles Weiß. Sie ändern nur die Leuchtkraft. Nicht der Farbton oder gar die Sättigung.
Wenn Sie mathematisch sind: Nehmen Sie die Kurve, die das Spektrum der Lichtquelle darstellt, und multiplizieren Sie sie bei jeder Wellenlänge mit der Kurve, die die Empfindlichkeit einer bestimmten Art von Kegel darstellt, und nehmen Sie dann das Integral unter der Produktkurve. Wiederholen Sie dies für jeden Zapfentyp, und Sie haben die LMS-Tristimuluswerte. Zwei Quellen, die dasselbe LMS liefern, erscheinen gleich. Die Kurven (Spektren) müssen nicht gleich sein, nur die Integrale, die daraus hervorgehen.
anständige Antwort, aber was ist mit Tetrachromen ?

Weißes Licht ist nur eine Illusion

So ziemlich jede Lichtquelle, die "weißes" Licht aussendet, hat ein anderes Spektrum. Dafür gibt es einige Gründe: Schwarzkörperstrahlung und die Art der Lichterzeugung. Wenn unsere Augen Strahlung mehrerer verschiedener Wellenlängen gleichzeitig sehen, können wir sie kombinieren und sie „weiß“ oder „rosa“ oder in welcher Farbe auch immer machen.

Schwarzkörperstrahlung

Glühbirnen (und Sterne!) erzeugen Licht durch Schwarzkörperstrahlung . Zufällig passt die Kurve für diese Dinge gut in das sichtbare Spektrum, und wir registrieren es als „weißes“ Licht. Dies ist jedoch der Grund, warum Glühlampen diese leicht gelbe Qualität haben.

Licht unterschiedlicher Wellenlängen bilden zusammen weißes Licht

Wenn Sie das Spektrum verschiedener Lampen nehmen , werden Sie sehen, dass sie aus verschiedenen Kombinationen von Wellenlängen bestehen. Sie alle erzeugen sogenanntes "weißes" Licht, aber sie haben jeweils unterschiedliche Wellenlängen unterschiedlicher Größe. Dies führt dazu, dass verschiedene Glühbirnen unterschiedliche Eigenschaften von „Weiß“ oder „Farbe“ haben, und ist etwas, worüber sich Innenarchitekten Sorgen machen. ("Ja, der Stoff sieht jetzt gut aus, aber wie sieht es bei Kunstlicht aus?")

Weiße LEDs sind kaum LEDs!

Zum Beispiel ist diese LED keine "weiße" LED. Es ist ein blaues, das ein Filament antreibt. Die eigentliche LED ist der Grund, warum Sie den schönen Peak im blauen Bereich erhalten, aber dann erzeugt das Filament diese "Schwarzkörperstrahlungs" -Kurve danach. Aus diesem Grund sieht weißes Licht einer LED bläulich aus; es emittiert mehr blaues Licht als anderes Licht. Eine echte weiße LED hätte drei Spitzen in ihrem Emissionsspektrum und würde wahrscheinlich aus drei verschiedenen LEDs bestehen.

Es ist keine Schwarzkörperstrahlung um die blaue Spitze der LED. Sein Lumineszenzspektrum des gelben Leuchtstoffs füllt den restlichen Raum um den Kristall aus.
@Rusian Das habe ich gemeint, aber ich werde es aus Gründen der Klarheit bearbeiten.
Die Farbe der Schwarzkörperstrahlung hängt von der Temperatur des Emitters ab. Ein heißeres Filament sieht blauer aus. Eine kühlere wird nur im Infraroten merklich leuchten.

Wenn wir von „weißem Licht“ sprechen, beziehen wir uns normalerweise auf Sonnenlicht, das ein Schwarzkörperspektrum mit einer Temperatur von etwa 6000 Kelvin hat. Da das menschliche Auge jedoch nur drei Arten von Farbrezeptoren hat, ist es möglich, mit einer sorgfältig ausgewählten Kombination von Linienspektren die gleiche "weiße" Reaktion im Auge zu erzeugen.

Und im Laden können Sie Glühbirnen mit unterschiedlichen äquivalenten Schwarzkörpertemperaturen kaufen - sie sehen anders aus (insbesondere für verschiedene Menschen), aber sie sind immer noch "weiß". Die menschliche Wahrnehmung ist mehr als nur die Reaktion des Farbrezeptors - es findet auch eine Menge Verarbeitung statt, und sie akzeptiert ein ziemlich breites Spektrum von "Weiß".
Beachten Sie, dass blaues Licht vorzugsweise vom Sonnenlicht weggestreut wird, das die Erde erreicht, sodass die Farbe des direkten Sonnenlichts, das wir von der Erde sehen, nicht die Farbe ist, die wir vom Weltraum aus sehen würden.
Ich habe das Sonnenlicht immer als leicht gelblich empfunden und ich denke, vielen Menschen hier geht es genauso. Ich schätze, wir sind mit CFL-Licht aufgewachsen, was unser Konzept von „Weiß“ verändert hat.
@slebetman Verwenden Sie an einem sonnigen Tag eine Lochkamera, um ein Bild der Sonnenscheibe zu machen. (Wenn Sie sich besonders motiviert fühlen, verwenden Sie einen flachen Spiegel, um das Sonnenlicht horizontal etwa 50 Fuß in eine dunkle Nische oder Innenwand zu schicken, und verwenden Sie eine bleistiftgroße Lochblende, um genügend Details zu erhalten, um Sonnenflecken auf einem 6 bis 8-Zoll zu sehen image.) Setzen Sie Ihr Bild auf einen weißen Hintergrund. Ich wage es, diese Farbe Gelb zu nennen! Sonnenlicht ist weiß.
+1. Sonnenlicht ist weiß, wenn die Sonne nicht in der Nähe des Horizonts steht. Es ist keine gute Idee, aber Sie können kurz auf die Sonne schauen, wenn sie in Horizontnähe steht. In solch niedrigen Höhen sehen Sie eine rötliche oder gelbliche Sonne. Sie können die Sonne nicht mehr betrachten, wenn sie einmal in den Himmel gestiegen ist. Reflexe zwingen dich wegzusehen. Sie würden eine leuchtend weiße Kugel sehen (nicht rot, nicht gelb, nur weiß), wenn Sie die Sonne betrachten könnten, wenn sie hoch am Himmel steht.

„Rein weißes Licht“ gibt es nicht. Weiß ist das, was Ihr Gehirn wahrnimmt, wenn Sie eine breite, einigermaßen ausgewogene Mischung von Wellenlängen sehen. Weißes Licht ist per Definition eine Mischung von Wellenlängen, daher kann es nicht "rein" sein.

Wie viel Rot, Blau und Grün hat weißes Licht?
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