stringtranslate.com

Эффект Пуркинье

Анимированная последовательность имитаций красного цветка (зональной герани ) и фоновой листвы в фотопических , мезопических и скотопических условиях.

Эффект Пуркинье или феномен Пуркинье ( чешский: [ˈpurkɪɲɛ] ; иногда называемыйсдвигомПуркинье, часто произносится / p ər ˈ k ɪ n i / )[1]— это тенденция пиковойяркостнойчувствительности глазасмещаться в сторонусинегоконцацветового спектрапри низкихосвещенностикак частьтемная адаптация.[2][3][ нужна страница ]В результате красный цвет будет казаться темнее по сравнению с другими цветами по мере снижения уровня освещенности.[4]Эффект назван в честьчешскогоанатомаЯна Евангелиста Пуркине. Хотя этот эффект часто описывается с точки зрения человеческого глаза, он хорошо известен у ряда животных под тем же названием и описывает общее смещение спектральной чувствительности из-за объединения выходных сигналов палочек и колбочек как часть темнового/конусного света. легкая адаптация.[5][6][7][8]

Этот эффект создает разницу в цветовом контрасте при разных уровнях освещенности. Например, при ярком солнечном свете цветы герани кажутся ярко - красными на фоне тускло- зеленых листьев или соседних синих цветов, но в той же сцене, наблюдаемой в сумерках , контраст обратный: красные лепестки кажутся темно-красными или черными. а листья и синие лепестки кажутся относительно яркими.

Чувствительность к свету при скотопическом зрении варьируется в зависимости от длины волны, хотя восприятие по существу черно-белое . Сдвиг Пуркинье представляет собой соотношение между максимумом поглощения родопсина , достигающим максимума около 500 нанометров (2,0 × 10 -5  дюймов), и максимумом опсинов в более длинноволновых колбочках, которые доминируют в фотопическом зрении , около 555 нанометров ( 2,19 × 10 -5  дюймов (зеленый). [9]

В визуальной астрономии сдвиг Пуркинье может влиять на визуальные оценки переменных звезд при использовании звезд сравнения разных цветов, особенно если одна из звезд красная. [10]

Физиология

Эффект Пуркинье возникает при переходе между преимущественным использованием фотопической ( колбочковой) и скотопической (палочковой) систем, то есть в мезопическом состоянии: по мере угасания интенсивности палочки берут верх, а до полного исчезновения цвета - он смещается в сторону максимальной чувствительности стержней. [11]

Эффект возникает потому, что в мезопических условиях выходы колбочек сетчатки , которые обычно отвечают за восприятие цвета при дневном свете, объединяются с выходами палочек , которые более чувствительны в этих условиях и имеют максимальную чувствительность в сине-зеленой длине волны . 507 нм.

Использование красного света

Нечувствительность стержней к длинноволновому (т. е. красному) свету привела к использованию красных фонарей в некоторых особых обстоятельствах, например, в диспетчерских подводных лодок, в исследовательских лабораториях, самолетах и ​​в астрономии невооруженным глазом. [12]

Красные фонари используются в условиях, когда желательно активировать как фотопическую, так и скотопическую системы. Подводные лодки хорошо освещены, чтобы облегчить обзор работающим там членам экипажа, но диспетчерская должна быть освещена по-другому, чтобы члены экипажа могли читать данные на приборных панелях, оставаясь при этом в темноте. При использовании красного света или красных очках (так называемых «темных очках-адаптерах») колбочки могут получать достаточно света, чтобы обеспечить фотопическое зрение (а именно, остроту зрения, необходимую для чтения). Стержни не насыщаются ярким красным светом, поскольку они не чувствительны к длинноволновому свету, поэтому члены экипажа остаются адаптированными к темноте. [13] Аналогичным образом, в кабинах самолетов используются красные фонари, чтобы пилоты могли читать свои приборы и карты, сохраняя при этом ночное видение, чтобы видеть снаружи самолета.

Красные огни также часто используются в исследовательских целях. Многие исследовательские животные (например, крысы и мыши) имеют ограниченное фотопическое зрение, поскольку у них гораздо меньше колбочек-фоторецепторов. [14] Животные не воспринимают красный свет и, таким образом, испытывают темноту (активный период для ночных животных), но исследователи-люди, у которых есть один тип колбочек («L-конус»), чувствительный к длинным волнам, способен читать инструменты или выполнять процедуры, которые были бы непрактичны даже при полностью адаптированном к темноте (но с низкой остротой) скотопическом зрении. [15] По той же причине экспозиции зоопарков с ночными животными часто освещаются красным светом.

Тёмные очки-адаптер

История

Эффект был открыт в 1819 году Яном Евангелистой Пуркине . Пуркине была эрудитом [16] и часто медитировала на рассвете во время долгих прогулок по цветущим богемским полям. Пуркине заметила, что его любимые цветы в солнечный полдень казались ярко-красными, а на рассвете они выглядели очень темными. Он рассуждал, что у глаза есть не одна, а две системы, приспособленные видеть цвета: одна — для яркого общего освещения, а другая — для сумерек и рассвета.

Пуркине писала в своей книге « Neue Beiträge»: [16] [17]

Объективно степень освещенности оказывает большое влияние на интенсивность цветопередачи. Чтобы доказать это наиболее наглядно, возьмите несколько цветов перед рассветом, когда он начнет медленно светлеть. Первоначально человек видит только черное и серое. В частности, самые яркие цвета, красный и зеленый, кажутся самыми темными. Желтый невозможно отличить от розово-красного. Синий стал мне заметен первым. Нюансы красного, которые обычно горят ярче всего при дневном свете, а именно кармин, киноварь и оранжевый, долгое время оказываются наиболее темными, в отличие от их средней яркости. Зеленый кажется мне более голубоватым, а его желтый оттенок появляется только с увеличением дневного света.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Клетка Пуркинье". Dictionary.com Полный (онлайн). nd
  2. ^ Фрисби JP (1980). Видение: иллюзия, мозг и разум . Издательство Оксфордского университета: Оксфорд.
  3. ^ Пуркинье Дж. Э. (1825). Neue Beiträge zur Kenntniss des Sehens в субъективном Hinsicht . Раймер: Берлин. стр. 109–110.
  4. ^ Мицуо Икеда, Чиан Чинг Хуан и Сёко Асидзава: Эквивалентная яркость цветных объектов при освещенности от скотопического до фотопического уровня.
  5. ^ Додт, Э. (июль 1967 г.). «Смещение Пуркинье палочника галаго crassicaudatus». Исследование зрения . 7 (7–8): 509–517. дои : 10.1016/0042-6989(67)90060-0. ПМИД  5608647.
  6. Сильвер, Присцилла Х. (1 октября 1966 г.). «Сдвиг Пуркинье в спектральной чувствительности серых белок». Журнал физиологии . 186 (2): 439–450. doi : 10.1113/jphysical.1966.sp008045. ПМЦ 1395858 . ПМИД  5972118. 
  7. ^ Армингтон, Джон К.; Тиде, Фредерик К. (август 1956 г.). «Электроретинальная демонстрация сдвига Пуркинье в курином глазу». Американский журнал физиологии. Устаревший контент . 186 (2): 258–262. дои : 10.1152/ajplegacy.1956.186.2.258 . ПМИД  13362518.
  8. ^ Хаммонд, П.; Джеймс, ЧР (1 июля 1971 г.). «Сдвиг Пуркинье у кошки: степень мезопического диапазона». Журнал физиологии . 216 (1): 99–109. doi : 10.1113/jphysical.1971.sp009511. ПМК 1331962 . ПМИД  4934210. 
  9. ^ «Глаз, человек». DVD-диск Ultimate Reference Suite с Британской энциклопедией 2006 г.
  10. ^ Сиджвик, Джон Бенсон; Гэмбл, RC (1980). Справочник астронома-любителя. Курьерская компания. п. 429. ИСБН 9780486240343.
  11. ^ «Человеческий глаз – анатомия» . Британника онлайн . Архивировано из оригинала 3 мая 2015 г. Проверено 9 июня 2011 г. Сдвиг Пуркинье имеет интересный психофизический коррелят; можно заметить, что с наступлением вечера яркость цветов разных цветов в саду меняется; красные становятся намного темнее или черными, а синие становятся намного ярче. Происходит следующее: в этом диапазоне светимостей, называемом мезопическим, реагируют как палочки, так и колбочки, и по мере того, как реакции палочек становятся более выраженными, т. е. по мере увеличения темноты, шкала светимости палочек преобладает над шкалой колбочек.
  12. ^ Барбара Фритчман Томпсон (2005). Советы по астрономии: советы и инструменты для наблюдения за ночным небом. О'Рейли. стр. 82–86. ISBN 978-0-596-10060-5.
  13. ^ «В поисках Полярной звезды». Популярная наука . 181 (3): 59–61. Сентябрь 1962 г. ISSN  0161-7370.
  14. ^ Чон и др. (1998) Дж. Невроски. 18, 8936
  15. ^ Джеймс Дж. Фокс; Стивен В. Бартольд; Мюриэл Т. Дэвиссон; Кристиан Э. Ньюкомер (2007). Мышь в биомедицинских исследованиях: нормативная биология, животноводство и модели. Академическая пресса. п. 291. ИСБН 978-0-12-369457-7.
  16. ^ AB Николас Дж. Уэйд; Йозеф Брожек (2001). Видение Пуркинье. Лоуренс Эрлбаум Ассошиэйтс. п. 13. ISBN 978-0-8058-3642-4.
  17. ^ Цитируется по: Грейс Максвелл Фернальд (1909). «Влияние ахроматических условий на цветовые явления периферического зрения». Психологические приложения к монографии . Х (3). Балтимор: Издательская компания Review: 9.

Внешние ссылки