Warum ergibt das Hinzufügen von rotem Licht zu blauem Licht violettes Licht? [Duplikat]

Ich habe guten Grund zu der Annahme, dass ich die richtige Antwort auf meine eigene Frage gefunden habe. Sie können mich korrigieren, wenn ich falsch liege. Aber dieses Bild scheint alles über meine Frage in einem einzigen Treffer zu erklären:

Dies sind Ergebnisse von Bowmaker & Dartnall (1980). Relevante Referenz: Bowmaker, JK, & Dartnall, HJA Visuelle Pigmente von Stäbchen und Zapfen in einer menschlichen Netzhaut. Journal of Physiology , 298 , 1980, 501–511 .

Es scheint, dass der L-Rezeptor am kürzesten Ende der Wellenlänge tatsächlich aktiver ist als nur länger als das, was wir als sichtbares Licht sehen können. Sie können eine rote Kurve sehen, die zum kurzen Ende der Wellenlängenachse hin ansteigt. Die Aktivierung des L-Rezeptors (in Verbindung mit Rot) ist keine Glockenkurve über der linearen Wellenlängenachse (wie man erwarten würde). Das würde das etwas violette Blau erklären, das wir bei 400 nm sehen!

Also zum Glück flippt das Gehirn nicht aus, aber die Rezeptoren sind nur ein bisschen seltsam, wahrscheinlich mit dem Ziel, Blau von mehr Blau zu unterscheiden (aus funktionaler Sicht der "Evolution").

Beachten Sie, dass dies logischerweise auf der rechten (längerwelligen) Seite des Diagramms nicht der Fall ist, da dort Rot eng von Grün begleitet wird. So können wir Rot von Roter durch die Mischung von Grün unterscheiden.

Das eigentliche Problem hier ist also:

Lila ist die Farbe bei der kürzesten Wellenlänge, die wir sehen können.

Lila ist eine additive Mischung aus dem, was wir als rotes Licht und blaues Licht sehen.

Das macht einfach keinen Sinn. Ich verstehe nicht, wie unser Gehirn dies möglicherweise als dieselbe Farbe wahrnehmen kann. Sollten nicht beide lila Farben eigentlich unterschiedliche Farben sein (also hätten wir dafür eine neue unterschiedliche Farbe)?

Ihr Problem entsteht, weil Sie zwei verschiedene Bezugsrahmen für das Wort Farbe vermischen, den biologischen und den physischen.

Die physikalischen Farben des Spektrums haben eine Eins-zu-eins-Entsprechung mit der spezifischen Wellenlänge, die in Ihrem Bild angegeben ist. Wenn Sie einen Strahl von reinen 450 Nanometern und einen anderen von 700 Nanometern haben und sie auf denselben Bildschirm werfen, sieht Ihr Auge lila, weil sich Ihr Auge im biologischen Rahmen befindet. Ein Spektrumanalysator anstelle des Bildschirms sieht den korrekten Prozentsatz von 700 und 450 Wellenlängen, weil ein Spektrumanalysator die physikalischen Größen sieht. Das Hinzufügen von Licht mit zwei Wellenlängen erzeugt keine neue Wellenlänge, so wie das Hinzufügen von Äpfeln und Orangen keine Ananas ergibt :).

Kurz gesagt, die Farbe des Spektrums stammt aus dem zugrunde liegenden physikalischen Rahmen, aber die menschliche Wahrnehmung erzeugt Farben, die Kombinationen von Primärfarben des Spektrums sind. Die Korrespondenz ist nicht eins zu eins. Eine Wellenlänge ergibt eine feste Farbwahrnehmung, eine Farbe kann eine Kombination von Wellenlängen sein.

Die Antwort darauf hat damit zu tun, wie das Gehirn auf die Stimulation der S-, M- und L-Zapfen in unterschiedlichen Verhältnissen reagiert. Dies ist am besten in der Standard-CIE-XY-Farbtafel zu sehen.

Die Punkte auf diesem Diagramm stellen unterschiedliche Verhältnisse der Stimulation der drei Sätze von Zapfen dar. Erhöhen Sie den Anteil, mit dem die L-Zapfen stimuliert werden (im Vergleich zu den anderen beiden), und Sie bewegen sich in diesem Diagramm nach rechts unten. Erhöhen Sie den Anteil, in dem die M-Zapfen stimuliert werden, und Sie bewegen sich in Richtung der Spitze. Erhöhen Sie den Anteil, in dem die S-Zapfen stimuliert werden, und Sie gehen nach unten links.

Die verschiedenen Wellenlängen des sichtbaren Lichts (in Nanometern) befinden sich um die gekrümmte Kante dieser Form; und die Farben am gekrümmten Rand sind die "Regenbogenfarben" - das heißt, die Farben des monochromatischen Lichts, von Violett bei etwa 400 nm bis Rot bei etwa 700 nm.

Das meiste Licht, das wir wahrnehmen würden, ist nicht monochromatisch, also haben wir eine Mischung aus vielen verschiedenen Wellenlängen. Die Farben, die wir sehen, wenn wir sie einer Mischung von Wellenlängen aussetzen, befinden sich auf der Innenseite dieser Kurve. Wenn wir beispielsweise bläulich-grünes Licht (500 nm) mit gelblich-grünem Licht (560 nm) mischen, sehen wir eine Farbe, die auf dem Liniensegment liegt, das „500“ auf der linken Seite dieses Diagramms mit „560“ verbindet die richtige Seite. Entlang dieses Liniensegments gibt es eine Vielzahl von Grüntönen – und Sie können sie alle erreichen, indem Sie die Anteile von 500-nm-Licht und 560-nm-Licht ändern.

Nun, Farben wie Lila und Rosé sind in einem Regenbogen nicht zu finden, daher können sie niemals als Reaktion auf eine einzelne Lichtwellenlänge entstehen. Aber sie sind in diesem Diagramm entlang der geraden Kante unten zu finden. Diese Farben sind die Reaktion des Gehirns auf eine Mischung von Wellenlängen, die keiner einzelnen Lichtwellenlänge entsprechen.

Der Weg, Licht zu erzeugen, das lila erscheint, besteht also darin, das 400-nm-Violettlicht (oder sogar bläuliches Licht mit einer etwas längeren Wellenlänge) mit dem 700-nm-Rotlicht (oder sogar orangefarbenes Licht mit einer etwas kürzeren Wellenlänge) zu mischen. Indem Sie das Verhältnis dieser beiden ändern, können Sie zu jeder der Farben in der Nähe der geraden Kante dieses Diagramms gelangen.

"Mix" könnte der Confounder sein

Wenn Sie rote und blaue Farbe "mischen" , erhalten Sie Lila, das ist subtraktiv, wenn Sie es hinzufügen , ist es Magenta

Rotes Licht + Blaues Licht = Magenta

Rot + Grün = Gelb

Blau + Grün = Cyan

Rot + Blau + Grün = Weiß = Magenta + Cyan + Gelb

Aber gibt es ein Morphing oder eine Mischung der einzelnen Wellenlängen?

Es gibt keine einzelne Wellenlänge, die wir als Magenta wahrnehmen

Die Farbe des Lichts wird durch sein Aussehen bestimmt. Das Licht am kurzwelligen Ende des Spektrums ist violett, nicht violett, und violett sieht nicht genauso aus wie violett. Wir haben tatsächlich rote, grüne und violette Zapfenzellen. Die Stimulation nur roter Zapfenzellen lässt uns rot sehen. Die Stimulation von nur grünen Zapfenzellen lässt uns grün sehen. Die Stimulation von nur violetten Zapfenzellen lässt uns violett sehen. Wir sehen blau, wenn rote Zapfenzellen überhaupt nicht aktiviert werden und violette Zapfenzellen die richtige Anzahl von Malen mehr stimuliert werden als grüne Zapfenzellen. Wenn Sie rotes Licht und blaues Licht im richtigen Verhältnis kombinieren, erhalten Sie violettes Licht. Das bedeutet, dass Violett eigentlich eine tiefere Version eines bläulichen Violetts ist. Manchmal, wenn jemand violettes Licht sieht, bemerkt er nicht, dass es anders aussieht als lila, weil er nicht sehr aufmerksam ist; es' s nah an Purpur; und sie können sich nicht vorstellen, eine tiefere Version einer Farbe zu sehen als die, die durch die Kombination von rotem, grünem und blauem Licht erzeugt werden kann.

Quelle: http://www.sjsu.edu/faculty/watkins/violet.htm

So verstehe ich die Dinge. Ich gehe nicht davon aus, dass unsere Augenzellzapfen empfindlicher für Violett als für Blau sind. Violett und Blau sind nur Etiketten, die die Leute benutzen. Ich glaube, ich verstehe Ihren Standpunkt, aber wir müssen die Farben besser definieren.

Ich glaube, ich verstehe unsere Fähigkeit des Gehirns, die Ergebnisse der Signale dieser Rezeptoren zu mischen und Farben wie Gelb zu erzeugen.

Das Auge eines durchschnittlichen Menschen hat nur drei verschiedene Arten von Zapfenzellen. Nennen wir sie rot, grün und blau. Somit können wir eigentlich nur drei Farben sehen. Was Du Gelb nennst, ist nicht Gelb an sich, sondern die Kombination von Rot und Grün, die Du sehen kannst. Wenn du gelbe Kegelzellen hättest, würdest du eine Farbe sehen, die du noch nie zuvor gesehen hast. Und Sie können sich vielleicht keine Farbe vorstellen, die Sie noch nie zuvor in Ihrem Leben wahrgenommen haben. Dasselbe gilt für Farben wie Orange, Lila, Violett, Cyan usw.

Allerdings gibt es dabei ein Problem, das ich mir nicht erklären kann. Wie kommt es, dass das Mischen von rotem Licht mit blauem Licht auch violettes Licht ergibt? Wie ist es möglich, dass violettes Licht durch (additives) Mischen von blauem und rotem Licht erreicht werden kann, ebenso wie das Gehen zur kürzesten Wellenlängengrenze dessen, was wir sehen können (von blau zu ultraviolett über violett)?

In der Abbildung mit dem sichtbaren Spektrum, die Sie gepostet haben, sieht es so aus, als ob "Gelb" zwischen Rot und Grün liegt, "Cyan" zwischen Grün und Blau liegt, aber "Lila" (sowie "Violett", "Magenta") liegt nicht zwischen blau und rot. In diesem Moment müssen wir verstehen, dass kein durchschnittlicher Mensch jemals echtes „Lila“ (sowie „Violett“, „Magenta“) gesehen hat. Wir nennen einfach eine Mischung aus Rot und Blau so, aber was wir sehen, ist gleichzeitig Rot und Blau.

Was ist eigentlich Farbe? Farbe ist eine Art Information. Genau wie Informationen können sie sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Außerdem breitet sich Farbe in Form von Licht aus, wobei Licht aus Photonen besteht und somit Photonen Farben tragen. Wir können eine Farbe, die ein Photon trägt, mit der Energie oder Frequenz dieses Photons in Verbindung bringen. Photonen interagieren auf unterschiedliche Weise mit Materie (Absorption, Reflexion, Transmission). Augenkegelzellen bestehen aus Materie und können Photonen absorbieren. Verschiedene Arten von Zapfenzellen absorbieren bestimmte Photonen besser.

Wenn rote Photonen mit Ihren Zapfenzellen interagieren, wird ihre Energie am besten von den roten Zapfenzellen absorbiert, wodurch weitere Signale innerhalb des neuronalen Netzwerks Ihres Gehirns stimuliert werden, die Ihr Gehirn dann mit den Qualia der roten Farbe verbindet. In Wirklichkeit handelt es sich jedoch um Informationen von roter Farbe, die von Ihrem Auge gelesen und von Ihrem Gehirn weiter verarbeitet und gespeichert werden.

Ich kann damit völlig falsch liegen, aber ich habe das Gefühl, dass das Diagramm rückwärts ist. Vielleicht sollten wir Licht nicht in Wellenlängen messen, da die Länge der Welle der Kehrwert (?) der Energiemenge ist, die sie trägt.

Blaues Licht hat also eine kurze Wellenlänge - eine hohe Energie. Das Hinzufügen von irgendetwas zu dieser Energiemenge sollte zu einer höheren Menge führen - einer kürzeren Wellenlänge, dh Violett.

Das Experimentieren mit diesem Konzept erweist sich als inkonsistent :( Aber ich frage mich, wie die Energiemenge, die entlang der Wellenlänge transportiert wird, ihre Rolle spielt.