انسان چگونه دنیا را رنگی می بیند؟

 
 علت رنگی دیدن اجسام چیست؟
صدای ایران-زمانی که یک تصویر از راه چشم به مغز مخابره می شود، سلول های مغز درباره ی آن جسم و خصوصیاتش قضاوت می کنند. بنابراین، برای اینکه مغز چیزی یا رنگی را بتواند ببیند، اول باید تصویری را از طریق چشم دریافت کرده باشد.
شاید این سوال ها برای خیلی از شماها پیش آمده باشد که آیا رنگ وجود دارد؟ و علت رنگی دیدن اجسام چیست؟ و چگونه رنگ ها را مشاهده می کنیم ؟ امروز به این سوالات پاسخ خواهیم داد، ادامه مطلب را مطالعه کنید.
 
ممکن است که شنیده باشید که نور یک نوع موج است و رنگ یک شیء که بستگی به طول موج ( فرکانس) نوری که از آن منعکس می شود دارد. نور با طول موج بالا بنفش رنگ است و نور با طول موج کوتاه رنگ قرمز، و بین این دو طول موج - فرکانس زرد رنگ، سبز، نارنجی، و تا آخر را نشان می‌دهند. شاید شما این را ایده فیزیکی رنگ بگوید زیرا این می گوید که رنگ یک ویژگی فیزیکی ازخود نور است این بستگی به درک انسان ندارد.
 
تمام قسمت های طیف الکترومغناطیسی را می توان مجموعه ای از امواج در حال حرکت در فضا تصور کرد. به فاصله دو موجی که به دنبال یکدیگر می روند، طول موج گفته می شود . امواج رادیویی دارای طول موج تقریباً یک زمین فوتبال و امواج مایکروویو دارای طول موجی به اندازه یک مورچه هستند، به همین دلیل است که یک مورچه گاهی اوقات می تواند در داخل مایکروویو زنده بماند (اما لطفاً این کار را در خانه امتحان نکنید!). امواج نور مرئی حتی از اندازه باکتری ها نیز کوچکتر هستند.
 
اکثر منابع نوری اطراف شما امواج متنوعی با طول موج های مختلف ایجاد می کنند. یک مثال خوب، نور خورشید است که تقریباً از مخلوطی از تمام طول موج هایی که می بینید تشکیل شده است. ما به این مخلوط یک "طیف" می گوییم و اگر طیفی را از یک قطعه شیشه خاص به نام منشور عبور دهید، به طول موج های مختلف تقسیم می شود که می توانید آن را روی یک کاغذ قرار دهید.
 
اگر این کار را انجام دهید، می بینید که به نظر می رسد هر قسمت از طیف رنگ خاص خود را دارد و کل مجموعه مانند رنگین کمان به نظر می رسد. طول موج های کوتاه مایل به آبی، طول موج های بلند به رنگ مایل به قرمز به نظر می رسند. رنگین کمان های واقعی در آسمان به همین ترتیب تشکیل می شوند، با این تفاوت که طبیعت به جای منشور شیشه ای از قطرات آب برای انجام تقسیم استفاده می کند.

روش دیدن رنگ اجسام
 
کد رنگی
برای درک این پیام ، لازم نیست دقیقاً بدانیم که طیف نور منعکس شده چگونه است. فقط باید بدانیم که آن دارای مقدار زیادی نور با طول موج طولانی است و نه آنقدر نور با طول موج کوتاه. اینجاست که سلولهای مخروطی ما وارد می شوند.
 
سلول های مخروطی در پشت چشم قرار می گیرند و نور از طریق آن سیاه چاله در وسط چشم شما که "مردمک" نامیده می شود به آنها می رسد. شما می دانید که یک سوراخ است، درست است؟ هر یک از سه نوع مخروط با بخش متفاوتی از طیف نور هیجان زده می شوند - به عبارت دیگر توسط مجموعه ای متفاوت از طول موج.
 
از آنجا که دانشمندان بینایی تصوری ندارند، ما مخروط هایی را که طول موج بلند را ترجیح می دهند " مخروط L " می نامیم، آنهایی که طول موج کوتاه را " مخروط S " ترجیح می دهند و آنهایی که در وسط هستند طول موج متوسط ​​را ترجیح می دهند، بله حدس می زنید " M مخروط" وقتی امواج نور سیب به پشت چشم شما برخورد می کند، مخروط L بسیار هیجان زده خواهد شد زیرا طیف حاوی طول موج های طولانی است.
 
مخروط های M به دلیل وجود برخی از طول موج های متوسط ​​کمی هیجان زده خواهند شد، اما مخروط های S ساکت خواهند بود زیرا طیف تقریباً هیچ طول موج کوتاه ندارد - پوست سیب همه آنها را جذب کرد. سپس هر مخروط به مغز شما پیامی ارسال می کند که به او می گوید دقیقاً چقدر هیجان زده است.
 
بنابراین هنگامی که آن گروه بزرگ متشکل از میلیون ها امواج نوری مختلف که از سیب می تابند به چشم شما می رود و به میلیون ها سلول مخروطی در پشت برخورد می کند، فقط سه سیگنال تولید می کند: بالا ، متوسط ​​و کم در هر مکان. برای سیب، ممکن است به این سیگنال ها 90٪ (L)، 70٪ (M) و 5٪ (S) امتیاز دهیم، و این سه عدد چیز بسیار مهمی را در مورد میوه به ما می گویند: این که بازتاب بسیاری از طول موج کوتاه، اما نه چندان کوتاه ، و بنابراین، آن رسیده است.
 
و این نحوه کارکرد رنگ برای تقریباً همه چیزهایی است که می بینیم. هر جسم نور را به چشمان ما منعکس می کند و این نور منعکس کننده واکنش هایی را در مخروط L ، M و S ما ایجاد می کند. هزاران و هزاران مخروط L ، M و S در چشم شما وجود دارد، هر کدام یک پیام رمزگذاری شده به مغز شما می فرستند که به او می گوید چه مقدار نور با طول موج بلند، متوسط ​​و کوتاه از همه چیزهای مختلفی که شما می توانید باز می گردد دیدن. این سه نوع سیگنال به شما می گویند که هر شی از چه چیزهایی ساخته شده است - و این کد سه عددی همان چیزی است که ما آن را رنگ می نامیم.
 
نور یک مورد خاص است زیرا می بینیم که طیف آن بدون اینکه از چیزی بخورد ، اما همان ایده ها اعمال می شود و رنگ آن هنوز به دلیل مقادیر مختلف سیگنال است که در سه مخروط تولید می کند.

دیدن رنگ قرمز به روایت تصویر

 
روش دیدن رنگ قرمز
الف) نور خورشید به سیب برخورد می کند. برخی از طول موج ها توسط مواد شیمیایی موجود در پوست سیب مسدود می شوند. ب) طول موج های منعکس شده از مردمک عبور کرده و سلول های مخروطی پشت چشم را تحریک می کند. ج) مخروط ها درمورد طول موج های وارد شده به چشم پیام رمزگذاری شده ای به مغز ارسال می کنند. در این مثال، مخروط L بسیار هیجان زده است، مخروط M کمی کمی هیجان زده است و مخروط S به سختی هیجان زده است. مغز این کد را به احساس "قرمز" ترجمه می کند.
 
ساختمان چشم ما طوری است که هفت رنگ را در یک منشور شیشه ای تشخیص می دهد. این رنگ ها عبارتند از: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش.
 
چگونه رنگ را مشاهده می کنیم؟
وقتی نور به یک جسم برخورد می کند - مثلاً یک موز - این جسم مقداری از نور را جذب می کند و بقیه را منعکس می کند. طول موج هایی که منعکس یا جذب می شوند به خصوصیات جسم بستگی دارد.
 
برای یک موز رسیده، طول موج های 570 تا 580 نانومتری برمی گردد. اینها طول موج های نور زرد هستند.
 
وقتی به یک موز نگاه می کنید، طول موج های نور منعکس شده تعیین می کنند چه رنگی را می بینید. امواج نور از پوست موز منعکس شده و به شبکیه حساس به نور در پشت چشم شما برخورد می کنند. آنجاست که مخروط ها وارد می شوند.
 
مخروط ها یکی از انواع گیرنده های نوری هستند، سلول های کوچک موجود در شبکیه که به نور پاسخ می دهند. اکثر ما 6 تا 7 میلیون مخروط داریم و تقریباً همه آنها در یک نقطه 0.3 میلی متری در شبکیه چشم موسوم به fovea centralis متمرکز شده اند.
 
همه این مخروط ها شبیه هم نیستند. حدود 64 درصد آنها با شدت بیشتری به نور قرمز پاسخ می دهند، در حالی که حدود یک سوم بیشترین میزان را با نور سبز خاموش می کنند. 2 درصد دیگر با شدت بیشتری به نور آبی پاسخ می دهند.
 
وقتی نور موز به مخروط ها برخورد می کند، آنها را به درجات مختلف تحریک می کند. سیگنال حاصل از طریق عصب بینایی به قشر بینایی مغز فشرده می شود، که اطلاعات را پردازش می کند و با یک رنگ زرد برمی گردد.
 
انسان ها با سه نوع مخروطی ما از بیشتر پستانداران در تشخیص رنگ بهتر هستند، اما حیوانات زیادی ما را در بخش بینایی رنگ کتک می زنند. بسیاری از پرندگان و ماهی ها دارای چهار نوع مخروط هستند که به آنها امکان دیدن نور ماورا let بنفش یا نور با طول موج کوتاهتر از آنچه چشم انسان می تواند درک کند را می دهد.
 
بعضی از حشرات همچنین می توانند در ماورا io بنفش ببینند، که ممکن است به آنها کمک کند الگوهایی را روی گل ها ببینند که کاملاً برای ما قابل مشاهده نیستند. برای یک زنبورعسل، ممکن است آن گل رزها خیلی قرمز نباشند. 

جذب نور و دیدن رنگ

 
جذب و انعکاس امواج نور توسط مواد نتایج مختلف در درک انسان از رنگ به عنوان شرح زیر است:
بیشتر مواد نور بعضی از فرکانس ها را جذب می کنند و بقیه را منعکس می کنند.
اگر ماده ای فرکانس خاصی از نور را جذب کند، آن فرکانس منعکس نخواهد شد، بنابراین رنگ آن توسط ناظر قابل درک نیست.
 
اگر ماده فرکانس خاصی از نور را جذب نکند، آن فرکانس منعکس می شود، بنابراین رنگ آن توسط ناظر قابل درک است.
اگر تمام مواد نور توسط ماده ای منعکس شوند، سفید به نظر می رسد. اگر تمام رنگ های نور توسط ماده ای جذب شوند، سیاه به نظر می رسد.

دیدن رنگ زرد
 
رنگی که مشاهده می کنیم به موارد زیر بستگی دارد :
(1) رنگ نوری که به جسم تابانده شده است.
(2) رنگ نوری که توسط جسم منعکس می شود.
به عنوان مثال، اگر جسمی طول موج های قرمز را منعکس کند و همه موارد دیگر را جذب کند، جسم به رنگ قرمز ظاهر می شود.
 
فیلترهای رنگی  فقط به برخی از رنگهای نور اجازه عبور و عبور از آنها را می دهند. آنها همه رنگهای دیگر را جذب یا منعکس می کنند.
 
به عنوان مثال، یک فیلتر آبی فقط نور آبی را منتقل می کند.
 
اشیا که از طریق فیلتر آبی دیده می شوند اگر اشیا آبی را منعکس کنند آبی به نظر می رسند. اشیا از رنگ های دیگر سیاه به نظر می رسند زیرا سایر طول موج های رنگ توسط فیلتر جذب می شوند.