在日全食期间,人们可能会看到一些奇怪的事情。当然,有主要活动发生在天空中(序列号:1/4/24)。但实际情况可能也有些不同。
在几分钟内,当月亮阻挡太阳光线时,颜色在虚假的暮光中褪色为银灰色。通常,鲜艳的红色可能会显得深色甚至黑色,而蓝色和绿色会很流行。
圣路易斯华盛顿大学医学院的色觉研究员 Takeshi Yoshimatsu 表示,有两件事导致了色移。
首先,大气中正在发生什么。
阳光由具有多种颜色的光波组成。在正常的晴天,空气中的颗粒和水滴在穿过大气层时会散射阳光。阳光中的蓝色光波比红色光波散射更多,因为蓝色光波的波长较短。分散的蓝色波浪将天空涂成蓝色。与此同时,阳光的红波更有可能到达地面。
物体的颜色取决于它反射的光。由于在阳光直射下,更多的红光往往会到达地面,因此晒过日光的物体反射的红光多于蓝光。吉松说,这使得红色看起来更亮。
在日全食期间,月亮挡住了太阳,因此地面上物体照射和反射的大部分光线都是间接光。更多的间接光是容易散射的蓝光波,因此物体反射更多的蓝光。吉松说,这导致色谱明显转向蓝色。在其他昏暗的光线条件下,例如日落,也会发生类似的情况。
然后就是我们眼中发生的事情。
在明亮的光线下,视网膜中称为视锥细胞的聚光细胞提供色觉。大多数视锥细胞被调整为检测红色或绿色,一小部分专门用于检测蓝色。三者共同产生红绿蓝视觉。在完全活跃的视锥细胞中,白天时红色通常比蓝色更亮。
在黑暗中,负责夜视的非常敏感的聚光杆细胞接管。但只有一种类型的杆,所以人们在黑暗或非常弱的光线条件下看不到颜色。
吉松说,日食、黄昏、黎明或其他弱光条件“介于两者之间,不是很亮,但也不是很暗。这就是浦肯野效应发挥作用的地方。”
这种效应也称为浦肯野位移或浦肯野现象,是指眼睛对亮度的敏感度在弱光下从红色转变为蓝色的趋势。
剑桥大学计算机和视觉科学家拉法尔·曼提克 (Rafal Mantiuk) 表示,在某些弱光条件下,视杆细胞和视锥细胞都有助于我们的视力。曼蒂克说,视锥细胞不够敏感,无法接收微弱的光线,因此即使细胞在黄昏时仍在工作,颜色也会褪色,它们之间的对比度也会变小。与此同时,视杆细胞制造出一种能够吸收蓝色和绿色波长的颜料,使这些颜色看起来更亮,而红色看起来更暗。只有当视锥细胞仍然活跃时才会发生这种情况。
“它究竟是如何运作的,论文仍然争论不休,意见不一,”曼蒂克说。
不过,他提供了一个重要的观看日食的技巧。 “只有戴[日食]眼镜的人才能注意到”浦肯野位移。 “如果你不戴眼镜,天就不够黑。”
此外,日食眼镜有助于防止来自太阳的有害射线,使人们能够安全地观看事件。美国天文学会列出了提供安全日食眼镜的地方。和美国医学会杂志最近发表安全观看提示以及如果您在观看日食时视力受损该怎么办。
曼蒂克说,这种颜色效果在图片中是看不到的。这是一个感知问题,而不仅仅是光学问题,因此必须亲自体验。对于那些想要看到浦肯野效应实际发生但又不处于整体路径中的人,曼蒂克提供了一个实验。拿一块红布和一块蓝色布,在灯光下观察它们。然后调暗灯光,也许戴上一副太阳镜再看看。方块的亮度应该相反。