Mengapa cahaya bulan tidak berwarna sama dengan sinar matahari?

Cahaya dari bulan adalah cahaya yang dipantulkan dari matahari. Matahari, di ruang angkasa, berwarna putih. Tetapi di Bumi, ketika cahaya disaring melalui atmosfer, cahayanya tampak kuning. Jadi, mengapa cahaya bulan putih menembus atmosfer?

Cahaya dari bulan adalah cahaya yang dipantulkan dari matahari.

Ini setidaknya salah satu alasan mengapa Anda tidak mengharapkan Bulan memiliki warna yang sama. Sinar matahari yang memukul misalnya obyek biru akan tampak dominan biru dan serupa. Jadi warna yang mungkin kita harapkan untuk dilihat dari Bulan akan disesuaikan dengan sifat warna permukaan Bulan.

Seperti yang terjadi, regolith bulan pada dasarnya berwarna abu-abu (yaitu netral), sehingga lebih atau kurang mencerminkan spektrum yang diterimanya.

Matahari, di ruang angkasa, berwarna putih

Tidak, bukan. Ada beberapa alasan.

Matahari adalah objek yang sangat terang (bagi kita) dan akan memenuhi visi warna kita sehingga tampak putih ketika kita melihatnya secara langsung.

The Sun sebenarnya adalah bintang kuning . Ini spektrum puncak dalam kisaran (visual) biru-hijau. Ada bintang yang memiliki warna merah atau biru.

Putih itu rumit. Putih adalah warna yang dirasakan. Tidak ada panjang gelombang "putih" dalam spektrum EM. Putih adalah keseimbangan antara tiga sensor warna yang berbeda yang digunakan penglihatan manusia Anda. Matahari itu sendiri tidak putih karena kombinasi warna "putih" yang kita imbangi didasarkan bukan pada cahaya dari Matahari dalam ruang hampa, tetapi pada cahaya yang mencapai permukaan bumi dan juga apa yang dipantulkan dari Bumi (yang merupakan bagian dari pencahayaan sekitar yang biasanya kita alami).

mengapa cahaya bulan putih menembus atmosfer?

Tampak langit cerah yang indah tadi malam di sekitar leher saya di hutan dan Bulan tampak kuning bagi saya. Ini akan berbeda dengan lokasi Anda dan kondisi atmosfer, tetapi juga dengan persepsi pribadi Anda tentang warna.

Cahaya bulan yang dipantulkan sebenarnya sedikit memerah dibandingkan dengan insiden spektrum matahari ( Ciocca & Wang 2013 ). Cahaya yang sama itu kemudian ditransmisikan ke seluruh atmosfer dengan cara yang persis sama seperti sinar matahari.

Setiap fenomenologi (yang tampaknya diperdebatkan) sesuai dengan klaim dalam pertanyaan ini semata-mata tergantung pada nuansa persepsi warna kita.

Gambar 8: Rata-rata albedo bulan geometris yang diukur oleh GOME dari Juli 1995, November 1995, dan September 1996.

Dari pengukuran GOME bulan ESA , termasuk karakterisasi instrumen dan albedo bulan .

Anehnya, cahaya bulan sebenarnya sedikit lebih hangat daripada sinar matahari, karena pantulan bulan lebih tinggi untuk panjang gelombang yang lebih panjang.

Namun, pada malam yang cerah, dengan bulan purnama tinggi di langit (pengaruh atmosfer sesedikit mungkin) lanskap di sekitar kita tampak kebiru-biruan , karena efek Purkinje : pada tingkat pencahayaan rendah sensitivitas warna merah kita berkurang (karena sistem penglihatan kita secara bertahap beralih dari siang hari (kerucut) ke penglihatan waktu malam (menggunakan sel batang)).

Ya, permukaan bulan cukup cerah dan warnanya dapat dilihat dengan benar (tidak terdistorsi oleh efek Purkinje). Jadi bagaimana kaitannya dengan pertanyaan , di mana kita bertanya tentang warna cahaya bulan? Menurut pendapat saya, kita cenderung melihat kesan umum warna dengan melihat sekelilingnya, bukan hanya sumber cahaya.

Itu sebabnya sinar matahari tampak "hangat" (lebih kuning) dan cahaya bulan tampak "dingin" (lebih biru - karena persepsi warna kita diubah oleh tingkat cahaya yang tidak memadai), meskipun warna sebenarnya hampir sama.

Bahkan, ini bahkan bisa menjadi masalah nyata saat mengambil foto eksposur yang sangat panjang di malam hari! Mereka tampak hampir seperti foto siang hari, menghancurkan suasana misteri yang dimaksudkan.

Secara obyektif, foto itu benar, tetapi bukan itu yang kita lihat dengan mata kepala sendiri . Tambahkan sedikit warna biru dan perasaan malam kembali.

Contoh: (perhatikan bintang-bintang, ini jelas bukan foto siang hari!) Abrahim Asad - Mathimago fanni Athiri, Pantai Fuvahmulah pada Purnama Long Night Night Exposure (CC BY-ND 2.0)

Saya setuju dengan komentar Jack, itu sebagian kesalahpahaman dan pesta karena cara batang dan kerucut bekerja.

Dalam " Oleh cahaya Bulan keperakan: fakta dan fiksi " (dari mana ilustrasi dan kutipan diperoleh), oleh Marco Ciocca dan Jing Wang, mereka menjelaskan:

Halaman 365: "Batang secara efektif buta warna. Visi scotopic memiliki sensitivitas yang lebih tinggi terhadap tingkat cahaya daripada photopic, tetapi efektif buta warna. Kami berbelit-belit spektrum sinar matahari yang ditunjukkan pada gambar 5 dengan respon photopic di atas dan hasilnya ditunjukkan pada gambar 8.

Gambar 8: Persepsi sinar matahari dan sinar bulan karena mata kita.

Selama siang hari visi fotopik jelas mendominasi, dan distribusi spektral yang dihasilkan dari cahaya yang dirasakan, bahkan tanpa mempertimbangkan kurangnya komponen biru dari spektrum matahari karena hamburan atmosfer, jelas bergeser ke kuning-hijau (560 nm) karena sensitivitas kerucut bias. menuju bagian spektrum yang terlihat $ ^ {[20]}. Ada sedikit sensitivitas di bawah 450 nm, dengan puncak pada 560 nm kembali ke nol pada 700 nm. Oleh karena itu sinar matahari muncul paling kuat sekitar 560 nm (kuning-hijau, warna bola tenis, tidak mengejutkan), dan itulah mengapa kita menganggap sinar matahari sebagai emas.

$^{[16, 17]}$$^{[3]}$

$^{[6]}$$^{[20]}$$^{[3]}$

Catatan: Gambar 5 pada dirinya sendiri menyesatkan karena penjelasan di atas dan teks ini dalam makalah yang menjelaskan gambar 5:

Halaman 363: "Kami juga membandingkan Bulan pada ketinggian 57 ° spektrum dengan sinar matahari pada Gambar 5, yang dinormalisasi dengan cara yang sama seperti pada Gambar 4. Karena sinar matahari langsung akan merusak spektrometer, data dikumpulkan dengan teleskop-spektrometer yang ditunjukkan dalam arah sekecil jarak sudut dari Matahari dengan bijaksana.Kami melakukannya untuk melindungi instrumen sementara pada saat yang sama berusaha meminimalkan efek atmosfer.

Data yang disajikan pada gambar 5 perlu dikompensasi dan dilingkupi dengan spektrum penglihatan di bawah kondisi terang dan gelap, seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.

Referensi:

[3] Khann SM dan Pattanaik SN 2004 Memodelkan pergeseran biru dalam adegan dengan cahaya bulan oleh interaksi batang kerucut J. Vision 4 316

[6] Naylor J 2002 Out of the Blue, Panduan Pengamat Langit 24 jam (New York: Cambridge University Press) hlm 7–11, 86–87, 195–197

[16]Stockman A dan Sharpe LT 2006 Ke zona senja: kompleksitas penglihatan mesopik dan efisiensi bercahaya Ophthalmic Physiol. Memilih. 26 225–39

[17]Pokorny J dan Cao D 2010 Kontribusi tongkat dan kerucut untuk visi mesoskop Proc. CIE (Int. Commission on Illumination) Conf. Kualitas Pencahayaan dan Efisiensi Energi, (Wina)

[20] Cornsweet TN 1970 Visual Persepsi (New York: Akademik) hal. 145-8

Ada banyak jawaban bagus dan canggih di sini.

Satu yang penting yang belum saya lihat adalah ini: Warna itu relatif. Saya tidak bermaksud ini secara ilmiah atau umum karena orang lain telah mendaftar (dengan benar). Tapi sederhananya: warna latar belakang langsung sangat penting.

Cobalah dengan sampel warna apa pun: tempatkan warna gelap dan kemudian warna terang di sebelah sampel. Sampel akan tampak berubah, meskipun tentu saja belum. The Checker Board Illusion adalah versi hitam / putih dan abu-abu ini. Tapi itu juga berfungsi dengan warna.

Warna Bulan di sebelah kanan akan mengubah cara kita melihatnya. Di malam hari, langit berwarna hitam atau teduh dingin yang gelap. Jadi, meskipun berwarna abu-abu, warnanya putih cerah. Ketika kita melihat Bulan di siang hari, dengan langit biru, itu juga terlihat putih, tetapi lebih redup. Dan kita melihat bulan melalui atmosfer biru. Jadi itu akan membuat kontras latar belakang berbeda tetapi juga membuat cahaya lebih biru.

Tapi melihat Bulan di siang hari dibayangkan tidak biasa. Bulan seharusnya mewakili malam, dan dingin, dan gelap. Kami adalah hewan sosial. Persepsi kita tidak objektif tetapi juga sosial. Jika kita hanya melihat Bulan di Hari kita mungkin akan menganggapnya sebagai abu-abu biru. Tapi karena kita menganggap Bulan kebanyakan di malam hari dan menggambarnya di sebelah hitam - maka itu menjadi putih.

Pertanyaan yang sangat aneh yang belum saya temukan adalah: mengapa Matahari begitu kuning? Persepsi kita telah berevolusi cahaya putih untuk mencocokkan output Matahari, tetapi masih kita sebut matahari kuning atau Oranye.

Warnanya aneh.