Эффект Пуркинье
Эффект Пуркинье или феномен Пуркинье ( Чешский: [ˈpurkɪɲɛ] ; иногда называемый сдвигом Пуркинье , часто произносится / p ər ˈ k ɪ n dʒ i / ) [ 1 ] Это тенденция пиковой световой чувствительности глаза смещаться в сторону синего конца цветового спектра при низких уровнях освещенности как часть темновой адаптации . [ 2 ] [ 3 ] [ нужна страница ] В результате красные цвета будут казаться темнее по сравнению с другими цветами по мере снижения уровня освещенности. [ 4 ] Эффект назван в честь чешского анатома Яна 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 темного/темного света. легкая адаптация. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
Этот эффект создает разницу в цветовом контрасте при разных уровнях освещенности. Например, при ярком солнечном свете цветы кажутся герани 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 — это соотношение между максимумом поглощения родопсина , достигающим максимума при длине волны около 500 нанометров (2,0 × 10 −5 дюймов), а опсинов в более длинноволновых колбочках, которые доминируют в фотопическом зрении , — около 555 нанометров (2,19 × 10 −5 в) (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
[ редактировать ]Эффект Пуркинье возникает при переходе между преимущественным использованием фотопической ( колбочной) 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
[ редактировать ]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. Используя красный свет или надев красные очки (так называемые «темные очки-переходники»), 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 зрение и 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 поэтому испытывают темноту (активный период для ночных животных), но исследователи-люди, у которых есть один тип колбочек («L-конус»), чувствительный к длинным волнам, способны читать. использовать инструменты или выполнять процедуры, которые были бы непрактичны даже при полностью адаптированном к темноте (но с низкой остротой) скотопическом зрении. [ 15 ] По этой же причине экспозиции зоопарков с ночными животными часто освещаются красным светом.
История
[ редактировать ]Эффект был открыт в 1819 году Яном Евангелистой Пуркине . Пуркине была эрудитом. [ 16 ] который часто медитировал 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 написал в своих новых постах: [ 16 ] [ 17 ]
Объективно степень освещенности оказывает большое влияние на интенсивность цветопередачи. Чтобы доказать это наиболее наглядно, возьмите несколько красок 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, в течение некоторого времени проявляют себя как самые темные, в отличие от их средней яркости. Зеленый кажется мне более голубоватым, а его желтый оттенок появляется только с увеличением дневного света.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «клетка Пуркинье» . Dictionary.com Полный (онлайн). nd
- ^ Фрисби Дж.П. (1980). Видение: иллюзия, мозг и разум . Издательство Оксфордского университета: Оксфорд.
- ^ Пуркинье Дж. Э. (1825). Новый вклад в знание видения с субъективной точки зрения . Раймер: Берлин. стр. 109–110.
- ^ Мицуо Икеда, Чиан Чинг Хуан и Сёко Асидзава: Эквивалентная яркость цветных объектов при освещенности от скотопического до фотопического уровня.
- ^ 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 .
- ^ Сильвер, Присцилла Х. (1 октября 1966 г.). «Сдвиг Пуркинье в спектральной чувствительности серых белок» . Журнал физиологии . 186 (2): 439–450. дои : 10.1113/jphysicalol.1966.sp008045 . ПМЦ 1395858 . ПМИД 5972118 .
- ^ 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 .
- ^ Хаммонд, П.; Джеймс, ЧР (1 июля 1971 г.). «Сдвиг Пуркинье у кошки: степень мезопического диапазона» . Журнал физиологии . 216 (1): 99–109. doi : 10.1113/jphysicalol.1971.sp009511 . ПМК 1331962 . ПМИД 4934210 .
- ^ «Глаз, человек». DVD-диск Ultimate Reference Suite с Британской энциклопедией 2006 г.
- ^ Сиджвик, Джон Бенсон; Гэмбл, RC (1980). Справочник астронома-любителя . Курьерская корпорация. п. 429. ИСБН 9780486240343 .
- ^ «Глаз человека – 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 различных цветов цветов в саду меняется; красные становятся намного темнее или черными, а синие становятся намного ярче. Происходит следующее: в этом диапазоне светимости, называемом мезопическим, реагируют и палочки, 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.
- ^ 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 .
- ^ «В поисках Полярной звезды» . Популярная наука . 181 (3): 59–61. Сентябрь 1962 г. ISSN 0161-7370 .
- ^ Чон и др. (1998) Дж. Невроски. 18, 8936
- ^ 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 .
- ^ Перейти обратно: а б Николас Дж. Уэйд; Йозеф Брожек (2001). Видение Пуркинье . Лоуренс Эрлбаум Ассошиэйтс. Мистер. 13. ISBN 978-0-8058-3642-4 .
- ^ Цитируется в: Грейс Максвелл Фернальд (1909). «Влияние ахроматических условий на цветовые явления периферического зрения» . Психологические приложения к монографии . Х (3). Балтимор: Издательство «Ревью»: 9.