Informatie

Waarom zien we een andere kleur als we twee kleuren mengen?


De verbindingen die verantwoordelijk zijn voor een kleur veranderen niet wanneer ze worden gemengd met een ander materiaal. Dezelfde verbindingen zijn er na het mengen. Wanneer we echter kleuren zoals blauw en geel mengen, zien we groen.

MAAR we kunnen zien waar een kleur begint en eindigt in foto's. Als we bijvoorbeeld een geel stuk papier naar de lucht houden, kunnen we zien dat het papier geel is en de lucht blauw. We kunnen onderscheiden waar het papier eindigt. En waar de lucht begint. We zien geen groene omtreklijn bij het papier.

Ik geloof dat de manier waarop we kleuren waarnemen dit kan verklaren. Maar ik weet niet zeker hoe. Is het omdat de hersenen informatie integreren. Of komt het doordat de kegels niet twee signalen tegelijk kunnen registreren. Waarom zien we groen in plaats van blauw en geel?


Ik weet niet zeker of dit helemaal correct is, het is slechts een wetenschappelijke gok. Maar het kan echt spelen sommige rol in dit fenomeen. Dit is eigenlijk het deel van de fysica van het antwoord in plaats van het deel van de biologie.

Rayleigh-criterium voor hoekresolutie is de minimale hoek die twee lichamen op een object moeten insluiten, zodat ze door dat object als afzonderlijke lichamen kunnen worden gezien.

Stel dat er 2 lichamen zijn, (nu) met dezelfde kleur van golflengte $lambda$. Nu worden ze bekeken vanuit een lens met diafragma $d$. Dus, uit de vergelijking van Rayleigh, wordt de minimale hoek die deze lichamen met elkaar op de lens moeten insluiten, gegeven door:

$ heta = 1.22 lambda/d$

Nu weet ik niet zeker of dit correct is, maar als de 2 lichamen verschillende kleuren hebben, van golflengten $lambda_1$ en $lambda_2$ dan wordt de vergelijking:

$ heta = 1.22 imes (lambda_2 - lambda_1)/d$

$ heta = 1.22 imes Deltalambda/d$

Nu, waarden in deze vergelijking plaatsen:

$lambda_2 = 597 nm$

$lambda_1 = 492 nm$

$d = 5 mm = 5 maal 10^{-3} m$

Antwoord komt eruit als:

$ heta = underline{1.22 imes 105 imes 10^{-9}}$
$hspace{15mm}5 imes 10^{-3}$

$ heta = 2.56 imes 10^{-5} rad = 1.4 6 imes 10^{-3circ}$

Dus als deze 2 lichamen een hoek van minder dan $2,56 imes10^{-5}$ radiaal insluiten, dan zullen ze verschijnen als één enkel object met een groene kleur.

Nu, het oplossen door een gemeenschappelijke formule:

$ heta = a/l$

$l = a/ heta$

$l = underline{hspace{7mm}10^{-2}hspace{7mm}}$
$hspace{8mm}2.56 imes 10^{-5}$

$l = 390.625 m$

Het betekent dat als u twee vloeitjes van 5 cm x 2 cm bij elkaar houdt (d.w.z. in totaal 10 cm .)2), een met blauwe kleur en de andere met gele kleur, dan zou je een enkel papier van groene kleur zien als je deze papieren $ongeveer $ 391 m weghoudt (als mijn berekeningen correct zijn;).

Dit verklaart gedeeltelijk dat het niet alleen de schuld is van onze ogen, maar ook van licht en fysieke wetten.

Referenties:

  1. Hoekresolutie

  2. Golflengten van verschillende kleuren

  3. Oplossend vermogen van beeldvormende instrumenten


Waarom zijn rood, geel en blauw de primaire kleuren in de schilderkunst, maar gebruiken computerschermen rood, groen en blauw?

Rood, geel en blauw zijn niet de belangrijkste primaire kleuren van schilderen en zijn in feite niet erg goede primaire kleuren voor welke toepassing dan ook.

Allereerst kunt u elke gewenste kleur definiëren als de "primaire kleuren" van uw kleursysteem, zodat andere kleuren worden verkregen door de primaire kleuren te mengen. Hoewel er een oneindig aantal kleursystemen kan zijn, zijn ze niet allemaal even nuttig, praktisch of effectief. Ik ben bijvoorbeeld vrij om een ​​kleurensysteem te creëren waarin ik lichtblauw, middenblauw en violet als mijn primaire kleuren definieer. Ook al ben ik vrij om definiëren mijn primaire kleuren als zodanig, is dit kleurensysteem in het algemeen niet erg bruikbaar omdat geen enkele hoeveelheid menging van deze primaire kleuren rood, oranje, geel, enz. zal produceren. Daarom moeten we een onderscheid maken tussen een kleurensysteem en een effectief kleur systeem. De effectiviteit van een kleursysteem kan het best worden gemeten als het aantal verschillende kleuren dat kan worden gecreëerd door de primaire kleuren van het systeem te mengen. Deze reeks kleuren wordt het "kleurengamma" van het systeem genoemd. Een kleursysteem met een groot kleurbereik is beter in staat om een ​​grote verscheidenheid aan afbeeldingen met verschillende kleuren effectief weer te geven.

De meest effectieve kleursystemen zijn die welke nauw aansluiten bij de fysieke werking van het menselijk oog, aangezien het uiteindelijk het menselijk oog is dat de kleur ervaart. Het menselijk oog bevat een gebogen reeks lichtgevoelige cellen in de vorm van kleine kegeltjes en staafjes. Gekleurd licht wordt gedetecteerd door de kegelcellen. De kegelcellen zijn er in drie varianten: rooddetecterend, groendetecterend en blauwdetecterend. Ze worden zo genoemd omdat de rode kegelcellen meestal rood licht detecteren, de groene kegelcellen meestal groen licht en de blauwe kegelcellen meestal blauw licht. Merk op dat hoewel een rode kegelcel voornamelijk de kleur rood detecteert, hij ook een klein beetje van sommige andere kleuren kan detecteren. Daarom kunnen we, ook al hebben mensen geen gele kegelcellen, toch geel licht zien wanneer het een rode kegelcel en een groene kegelcel activeert. Op deze manier hebben mensen een ingebouwd kleurdecoderingsmechanisme waarmee we miljoenen kleuren kunnen ervaren, hoewel we alleen zichtcellen hebben die voornamelijk rood, groen en blauw zien. Op dit punt zou het duidelijk moeten zijn dat de meest effectieve kleursystemen degene zijn die nauw aansluiten bij het menselijk oog, d.w.z. kleursystemen die rood, groen en blauw licht mengen.

Er is een kleine complicatie, want er zijn echt twee belangrijkste manieren om een ​​lichtstraal te creëren. We kunnen het licht rechtstreeks creëren met behulp van lichtbronnen of we kunnen wit licht reflecteren op een materiaal dat bepaalde kleuren absorbeert. Een systeem dat rechtstreeks licht creëert, wordt een "additief" kleurensysteem genoemd, omdat de kleuren van de verschillende lichtbronnen samen de uiteindelijke lichtstraal vormen. Voorbeelden van additieve kleursystemen zijn computerschermen. Elke beeldpixel van een computerscherm is slechts een kleine verzameling lichtbronnen die verschillende kleuren uitstralen. Als je een afbeelding van een pompoen op je computerscherm laat zien, heb je eigenlijk geen oranje-emitterende lichtbronnen in het scherm aangezet. In plaats daarvan heb je kleine rood-emitterende lichtbronnen en kleine groen-emitterende lichtbronnen in het scherm ingeschakeld, en het rode en groene licht vormen samen oranje.

In tegenstelling tot een additief systeem worden kleursystemen die kleuren verwijderen door middel van absorptie "subtractieve" kleursystemen genoemd. Ze worden zo genoemd omdat de uiteindelijke kleur wordt bereikt door te beginnen met wit licht (dat alle kleuren bevat) en vervolgens bepaalde kleuren af ​​te trekken, waardoor andere kleuren overblijven. Voorbeelden van subtractieve kleursystemen zijn verven, pigmenten en inkten. Een oranje pompoen die je in een krant ziet staan, is niet per se gemaakt door oranje inkt op het papier te spuiten. In plaats daarvan worden gele inkt en magenta inkt op het papier gespoten. De gele inkt absorbeert blauw licht en een beetje groen en rood van de witte lichtstraal, terwijl de magenta inkt groen licht en een beetje blauw en rood absorbeert, waardoor alleen oranje wordt teruggekaatst.

Er zijn dus twee even geldige methoden om kleur te creëren: additieve systemen en subtractieve systemen. Met dit in gedachten zijn er dus twee kleursystemen die het meest effectief zijn (dwz het best passen bij het menselijk oog): (1) een additief systeem dat rood, groen en blauw licht creëert en, (2) een subtractief systeem dat creëert rood, groen en blauw licht.

Bij een additief systeem wordt direct licht gecreëerd. Dit betekent dat de primaire kleuren van het meest effectieve additieve kleursysteem gewoon rood, groen en blauw (RGB) zijn. Dit is de reden waarom de meeste computerschermen, van iPods tot televisies, een raster van kleine rood-, groen- en blauw-emitterende lichtbronnen bevatten.

Voor een subtractief kleursysteem wordt een bepaalde gereflecteerde kleur verkregen door de tegenovergestelde kleur te absorberen. Daarom zijn de primaire kleuren van het meest effectieve subtractieve systeem de tegenstellingen van rood, groen en blauw, die toevallig cyaan, magenta en geel (CMY) zijn. Daarom bevatten de meeste afgedrukte afbeeldingen een raster van kleine cyaan, magenta en gele inktstippen. Cyaan is het tegenovergestelde van rood en ligt halverwege tussen groen en blauw. Magenta is het tegenovergestelde van groen en ligt halverwege tussen blauw en rood, en geel is het tegenovergestelde van blauw en ligt halverwege tussen rood en groen.

Samengevat zijn de meest effectieve kleursystemen rood-groen-blauw voor additieve kleursystemen en cyaan-magenta-geel voor subtractieve kleursystemen.

Dus waar komt het rood-geel-blauwe kleurensysteem vandaan dat ze op de basisschool onderwijzen? Meestal komen studenten voor het eerst in aanraking met kleurconcepten wanneer ze schilderen in een kunstles op de lagere school. Verf is een subtractief kleursysteem en daarom zijn de meest effectieve primaire kleuren voor schilderen cyaan, magenta en geel. Merk op dat schilderijen van hoge kwaliteit meestal Niet doen gebruik slechts drie primaire kleuren, aangezien er levendigere scènes kunnen worden bereikt met tientallen primaire kleuren. Maar bij het lesgeven in kunst is het gemakkelijker om eenvoudiger te beginnen met slechts drie primaire kleuren. Voor een kleine kleuter betekenen de woorden "cyaan" en "magenta" niet veel. Bovendien lijkt cyaan voor het oog van een onopvallende jongere erg dicht bij blauw en magenta lijkt erg dicht bij rood. Daarom wordt cyaan-magneta-geel beschadigd tot blauw-rood-geel. Leraren in het basisonderwijs houden dit minder effectieve kleurenmodel onwetend in stand (omdat ze dat als kinderen hebben geleerd), of houden het opzettelijk in stand (omdat het gewoon te moeilijk is om zesjarigen het verschil tussen cyaan en blauw te leren). Historische traditie was ook een belangrijke aanjager van het rood-geel-blauwe kleurensysteem, omdat historisch werd aangenomen dat het effectief was voordat de details van het menselijk gezichtsvermogen werden begrepen. Omdat het rood-geel-blauwe kleursysteem minder effectief is, wordt het tegenwoordig eigenlijk nergens meer gebruikt, behalve in de basisschoolkunst.


Wat maakt dingen gekleurd - de fysica erachter?

Het is moeilijk om je een wereld zonder kleuren voor te stellen, simpelweg omdat ze overal om ons heen zijn. Heb je je echter ooit afgevraagd waar kleuren vandaan komen? Om deze vraag te beantwoorden, moeten we eerst begrijpen hoe de menselijke kleurwaarneming werkt en hoe materie fysiek interageert met licht.

Wat geeft kleur?

Afbeelding: Voedselnavigator

Wit licht is een mengsel van alle kleuren, ook de kleuren die het menselijk oog niet kan zien. Als we zeggen dat iets kleur heeft, bedoelen we eigenlijk dat licht van een bepaald golflengtebereik sterker wordt gereflecteerd dan het licht van andere golflengten. Hoe materie zich gedraagt ​​in de aanwezigheid van licht, en dus voor ons mensen gekleurd lijkt, hangt af van een aantal belangrijke factoren. Allereerst — alles bestaat uit elektronen en atomen, maar elke stof heeft een ander aantal atomen en een andere elektronenconfiguratie. Op deze manier gebeuren, wanneer licht erop valt, een of meer van de volgende verschijnselen:

  • reflectie en verstrooiing. De meeste objecten reflecteren licht, maar sommige reflecteren meer dan andere, zoals metalen. Dit houdt direct verband met het aantal vrije elektronen dat gemakkelijk van atoom naar atoom kan gaan. In plaats van energie van het licht te absorberen, trillen de vrije elektronen en wordt de lichtenergie uit het materiaal gestuurd met dezelfde frequentie als het oorspronkelijke licht dat binnenkomt.
  • absorptie. Als er geen reflectie is (het object is ondoorzichtig), dan is de frequentie van de binnenkomende lichtbron hetzelfde als, of heel dicht bij, de trillingsfrequentie van de elektronen in het gegeven materiaal. De elektronen absorberen dus het grootste deel van de binnenkomende energie, met weinig of geen reflectie.
  • overdragen. Als de binnenkomende lichtenergie veel lager of veel hoger is dan die nodig is om de elektronen waaruit een object bestaat te laten trillen, dan zal de lichtbron onveranderd door het materiaal gaan. Zo zal de zaak eruit zien transparant voor het menselijk oog, zoals in het geval van glas.
  • breking. Als de energie van het invallende licht gelijk is aan de trillingsfrequentie van de elektronen in het materiaal, kan licht diep in het materiaal doordringen en kleine trillingen in de elektronen veroorzaken. De trillingen worden dan doorgegeven van atoom naar atoom, elk trillend op dezelfde frequentie als de binnenkomende lichtbron. Hierdoor lijkt het licht in het materiaal gebogen. Voorbeeld: een rietje in een glas water.

Licht en materie

Het menselijk oog en brein vertalen licht in kleur. Lichtreceptoren in het oog zenden berichten naar de hersenen, waardoor het bekende kleurgevoel ontstaat. Het netvlies wordt bedekt door miljoenen lichtgevoelige cellen, sommige in de vorm van staafjes en andere als kegeltjes, en het zijn deze receptoren die het licht verwerken en deze informatie vervolgens naar de visuele cortex sturen. Staafjes zijn meestal geconcentreerd rond de rand van het netvlies en zenden voornamelijk zwart-wit informatie uit. Kegels zenden de hogere niveaus van lichtintensiteit uit die het gevoel van kleur en visuele scherpte creëren. Deze cellen, in combinatie met verbindende zenuwcellen, geven de hersenen voldoende informatie om kleuren te interpreteren en te benoemen.

Denk aan atomen zoals bakstenen in een muur (chemische verbinding). Stel je voor dat je een bal in de muur gooit. Als de muur glad is of scherpe hoeken heeft, kan de bal in verschillende richtingen terugspringen. Als de muur echter is gevuld met gaten, kan de bal respectievelijk door de muur gaan of vast komen te zitten in een van de lastige hoeken. Hetzelfde geldt voor elk oppervlak als er licht op valt. Het oppervlak kan het licht terugkaatsen, het kan licht absorberen of gewoon doorlaten (transparante dingen).

Deze analogie is echter verre van perfect, want licht is niet als een bal. Het licht dat we te zien krijgen, zichtbaar licht genoemd, is bijvoorbeeld slechts een fractie van het volledige frequentiebereik. Een molecuul kan overal in het hele elektromagnetische spectrum fotonen absorberen, van radiogolven tot röntgenstralen, maar het zal alleen kleurrijk zijn als er een verschil is in hoe sterk het de ene zichtbare golflengte absorbeert ten opzichte van de andere. Het blijkt dat dit vrij ongebruikelijk is, aangezien de meeste moleculen licht absorberen boven het zichtbare spectrum, in het ultraviolette bereik. Dus, omdat elektronen in de meeste moleculen heel stevig zijn gebonden, de meeste verbindingen zijn wit!

Chemische formule of de organische kleurstof indigo. Afbeelding: ABC.net.au

Sommige stoffen hebben elektronen in het juiste bereik van bindingssterkte, waardoor ze geschikt zijn om als kleurstof te gebruiken. Een van de eerste natuurlijke kleurstoffen is indigo, dat vaak wordt gebruikt om jeans te kleuren. Het ontleent zijn kleur aan een set van drie dubbele bindingen in het midden (O=C, C=C, C=O). Het probleem met indigo en andere organische kleurstoffen is dat het na verloop van tijd vervaagt omdat het energie absorbeert, in plaats van het te weerkaatsen. Na verloop van tijd breken banden door de beschadiging. Anorganische kleurstoffen zoals puur ijzeroxide of roest (oker) zijn echter lichtecht en kunnen duizenden jaren meegaan. Dit is de reden waarom grotschilderingen vandaag nog steeds zichtbaar zijn!

Lycopeen is een felrood carotenoïdepigment, een fytochemische stof die niet alleen in tomaten, maar ook in ander rood fruit wordt aangetroffen.
Lycopeen absorbeert het grootste deel van het zichtbare lichtspectrum en reflecteert voornamelijk rood terug naar de kijker, dus een rijpe tomaat lijkt rood. Afbeelding: genezing van kleurentherapie

Als conclusie hebben dingen van zichzelf geen kleur - alleen wanneer licht (energie) ze raakt, kunnen we kleuren zien. Dit is precies waarom je omgeving grijzig of ronduit zwart lijkt als je in het donker bent. Onthoud ook dat onze ogen maar een beperkt aantal kleuren kunnen zien. Maar honden, katten, muizen, ratten en konijnen hebben een zeer slecht kleurenzicht. In feite zien ze voornamelijk grijstinten en wat blauw en geel, terwijl bijen en vlinders kleuren kunnen zien die wij niet kunnen zien. Hun bereik van kleurenwaarneming strekt zich uit tot in het ultraviolet, en in feite hadden ze het anders niet kunnen overleven. Evolutie bracht bijen ertoe om het ultraviolette zicht aan te passen omdat bloemen verstrooide ultraviolette patronen achterlaten, waardoor de insecten gemakkelijk doelen kunnen identificeren en bestuiven. Maar hoewel mensen geen kleuren kunnen zien buiten ons zichtbare spectrum, kunnen de machines die we bouwen dat wel. Daar zijn spectrometers voor.


Hoe de hersenen kleuren waarnemen?

Kleurenzien is het vermogen om verschillende golflengten van elektromagnetische straling te onderscheiden. Kleurvisie is gebaseerd op een hersenperceptiemechanisme dat licht met verschillende golflengten behandelt als verschillende visuele stimuli (bijvoorbeeld kleuren). Gebruikelijke kleurongevoelige fotoreceptoren (de staafjes in het menselijk oog) reageren alleen op de aan- of afwezigheid van licht en maken geen onderscheid tussen specifieke golflengten.

We kunnen stellen dat kleuren niet echt zijn - ze worden door onze hersenen "gesynthetiseerd" om licht met verschillende golflengten te onderscheiden. Terwijl staafjes ons de mogelijkheid geven om de aanwezigheid en intensiteit van licht te detecteren (en zo onze hersenen in staat stellen het beeld van de wereld om ons heen te construeren), geeft specifieke detectie van verschillende golflengten via onafhankelijke kanalen onze kijk op de wereld een extra hoge resolutie. Rode en groene kleuren zien er bijvoorbeeld uit als bijna identieke grijstinten in zwart-witfoto's.

Een dier met alleen zwart-witzicht kan geen onderscheid maken tussen, laten we zeggen, een groene en rode appel, en zal niet weten welke beter smaakt voordat hij ze allebei op kleur probeert. Evolutionaire biologen geloven dat menselijke voorouders kleurenvisie ontwikkelden om de identificatie van rijpe vruchten te vergemakkelijken, wat duidelijk een voordeel zou zijn in de competitieve natuurlijke wereld.

Waarom bepaalde golflengten gepaard gaan met bepaalde kleuren blijft een mysterie. Technisch gezien is kleur een illusie die door onze hersenen wordt gecreëerd. Daarom is het niet duidelijk of andere dieren kleuren zien zoals wij ze zien. Het is waarschijnlijk dat, vanwege de gedeelde evolutionaire geschiedenis, andere gewervelde dieren de wereld zien gekleurd op dezelfde manier als wij hem zien. Maar kleuren zien is vrij gebruikelijk in het enorme dierenrijk: insecten, spinachtigen en koppotigen kunnen kleuren onderscheiden.

Welke kleuren zien deze dieren?

Het menselijk kleurenzien is afhankelijk van drie fotoreceptoren die primaire kleuren detecteren: rood, groen en blauw. Sommige mensen hebben echter geen rode fotoreceptoren (ze zijn "bichromaten") of hebben een extra fotoreceptor die ergens tussen rode en groene kleuren detecteert ("tetrachromaten"). Het is duidelijk dat het hebben van slechts 3 fotoreceptoren ons vermogen om andere kleuren te onderscheiden niet beperkt.

Elke fotoreceptor kan een vrij breed bereik van golflengten van licht absorberen. Om een ​​specifieke kleur te onderscheiden, vergelijken en analyseren de hersenen de gegevens van alle drie de fotoreceptoren. En ons brein doet dit opmerkelijk succesvol - sommige onderzoeken wijzen uit dat we kleuren kunnen onderscheiden die overeenkomen met golflengteverschillen van slechts 1 nanometer.

Dit schema werkt grotendeels op dezelfde manier bij de meeste hogere gewervelde dieren die kleuren zien. Hoewel het vermogen om onderscheid te maken tussen specifieke tinten aanzienlijk verschilt tussen de soort, hebben mensen een van de beste kleuronderscheidende vermogens.

Ongewervelde dieren die volledig onafhankelijk van ons kleurenzien (en zien in het algemeen) hebben ontwikkeld, laten echter opmerkelijk verschillende benaderingen zien voor kleurdetectie en -verwerking. Deze dieren kunnen een uitzonderlijk groot aantal kleurreceptoren hebben. De bidsprinkhaangarnaal heeft bijvoorbeeld 12 verschillende soorten fotoreceptoren. De gewone bromvlieg heeft zelfs meer - 15 receptoren.

Betekent dit dat deze dieren extra kleuren kunnen zien die voor ons onvoorstelbaar zijn? Misschien wel. Sommige van hun fotoreceptoren werken in een vrij smal gebied van het lichtspectrum. Ze kunnen bijvoorbeeld 4-5 fotoreceptoren hebben die gevoelig zijn in het groene gebied van het visuele spectrum. Dit betekent dat voor deze dieren de verschillende tinten groen net zo verschillend kunnen lijken als blauwe en rode kleuren voor onze ogen! Nogmaals, de evolutionaire voordelen van dergelijke aanpassingen zijn duidelijk voor een dier dat leeft tussen de bomen en grassen waar de meeste objecten, zoals we ze zien, in verschillende tinten groen gekleurd zijn.

Onderzoekers probeerden te testen of een meer gecompliceerde set visuele receptoren voordelen biedt voor dieren als het gaat om het onderscheid tussen hoofdkleuren. De bevindingen tonen aan dat dit niet noodzakelijk het geval is, althans niet voor de bidsprinkhaangarnaal. Ondanks de indrukwekkende reeks receptoren die licht detecteren in een veel breder deel van het elektromagnetische spectrum in vergelijking met mensen, is het vermogen van de garnaal om onderscheid te maken tussen kleuren die geweldig zijn in vergelijking met ons. Ze bepalen echter snel de kleuren. Dit is waarschijnlijk belangrijker voor praktische doeleinden, omdat bidsprinkhaangarnalen roofdieren zijn. Een groot aantal fotoreceptoren zorgt voor een snelle activering bij specifieke golflengten van licht en communiceert zo rechtstreeks aan de hersenen welke specifieke golflengte werd gedetecteerd. Ter vergelijking: mensen moeten de signalen van alle drie de fotoreceptoren beoordelen en kwantificeren om een ​​specifieke kleur te bepalen. Dit vraagt ​​meer tijd en energie.

Afgezien van het gebruik van een ander aantal fotoreceptoren om licht van specifieke golflengten waar te nemen, kunnen sommige dieren licht detecteren dat wij mensen totaal niet kunnen zien. Veel vogels en insecten kunnen bijvoorbeeld zien in het UV-gedeelte van het spectrum. Hommels hebben bijvoorbeeld drie fotoreceptoren die absorberen in de UV-, blauwe en groene gebieden van het spectrum. Dit maakt ze trichromaten, net als mensen, maar met de spectrale gevoeligheid verschoven naar het blauwe uiteinde van het spectrum. Het vermogen om UV-licht te detecteren verklaart waarom sommige bloemen patronen hebben die alleen in dit deel van het spectrum zichtbaar zijn. Deze patronen trekken bestuivende insecten aan, die in dit spectrale gebied kunnen zien.

Een aantal dieren kan infrarood licht (de lange golflengte straling) detecteren dat wordt uitgezonden door verwarmde objecten en lichamen. Dit vermogen vergemakkelijkt de jacht op slangen die meestal op zoek zijn naar kleine warmbloedige prooien aanzienlijk. Ze zien via IR-detectiereceptoren is dus een geweldig hulpmiddel voor langzaam bewegende reptielen. De fotoreceptoren die bij slangen gevoelig zijn voor IR-straling, bevinden zich niet in hun oog, maar in "putorganen" tussen de ogen en de neusgaten. Het resultaat is nog steeds hetzelfde: slangen kunnen objecten kleuren op basis van hun oppervlaktetemperatuur.

Zoals dit korte artikel laat zien, kunnen wij mensen slechts een klein deel van de visuele informatie die beschikbaar is voor andere wezens zien en analyseren. De volgende keer dat je een nederige vlieg ziet, bedenk dan hoe verschillend hij dezelfde dingen waarneemt waar jullie allebei naar kijken!

Skorupski P, Chittka L (2010) Spectrale gevoeligheid van fotoreceptoren in de hommel, Bombus impatiens (Hymenoptera: Apidae). PLoS ONE 5(8): e12049. doi: 10.1371/journal.pone.0012049

Thoen HH, How MJ, Chiou TH, Marshall J. (2014) Een andere vorm van kleurenvisie bij bidsprinkhaangarnalen. Wetenschap 343(6169):411-3. doi: 10.1126/wetenschap.1245824

Chen PJ, Awata H, Matsushita A, Yang EC en Arikawa K (2016) Extreme spectrale rijkdom in het oog van de gewone bromvlieg, Grafium sarpedon. Voorkant. Ecol. Evol. 4:18. doi: 10.3389/fevo.2016.00018

Arikawa, K., Iwanaga, T., Wakakuwa, M., & Kinoshita, M. (2017) Unieke tijdelijke expressie van drievoudige lange-golflengte-opsins bij het ontwikkelen van vlinderogen. Grenzen in neurale circuits, 11, 96. doi: 10.3389/fncir.2017.00096


Visie en kunst: de biologie van het zien

Onverwacht is het meest fascinerende kunstboek dat ik ooit heb gelezen, geschreven door een professor neurofysiologie van de Harvard Medical School. "Dit boek gaat over visie - het proces van het ontvangen en interpreteren van licht dat wordt gereflecteerd door objecten - en wat kunst onthult over hoe we zien."

Het boek begint met een uitleg van licht en de basisstructuur van onze visie. Kegels worden bij daglicht gebruikt. Staven worden gebruikt bij weinig licht. “Soms wordt ten onrechte gezegd dat staafjes voor het onderscheiden van helderheid zijn en kegeltjes voor kleur. Het feit is dat luminantie (of waarde) en kleur niet worden onderscheiden langs de staaf/kegel-dichotomie. Het onderscheid wordt gemaakt door de volgende cellen in de hiërarchie, de retinale ganglioncellen…. Kortom, we zien kleur door de verschillende kegelreacties van elkaar af te trekken, en we zien helderheid door de verschillende kegelreacties en de staafreacties bij elkaar op te tellen.”

De auteur labelt twee categorieën hersenfuncties als het Wat-systeem en het Waar-systeem. Het What-systeem houdt zich bezig met objectherkenning, gezichtsherkenning en kleurperceptie. Het Where-systeem houdt zich bezig met "bewegingsperceptie, dieptewaarneming, figuur / grondscheiding en het waarnemen van positionele informatie."

Het boek bevat een wilde illusie die de effecten van equiluminantie aantoont. Het Wat-systeem kan de grenzen tussen de concentrische cirkels onderscheiden omdat ze verschillende kleuren hebben. Omdat de cirkels echter dezelfde luminantie (of waarde) hebben, doet het Where-systeem dat niet. “Je zou een streaming-effect moeten zien in de gekleurde cirkels. De streaming beweegt loodrecht op de contrastrijke lijnen, die het induceren.”

Claude Monet gebruikte ook een laag luminantiecontrast om een ​​illusie van beweging te creëren. De kunstenaar gebruikte equiluminante kleuren in Papaver veld om de bloemen "lijken te stromen en te zwaaien in een briesje". In De spoorbrugEvenwichtige kleuren geven de rivier een gevoel van illusoire beweging. In Impressie: Zonsopgang, de zon staat gelijk aan de hemel. Hoewel deze effecten veel subtieler zijn dan de concentrische cirkels, heeft de auteur gewijzigd zonsopkomst met een helderdere, vermoedelijk meer realistische, zon om het effect te vergelijken. "Het lijkt paradoxaal genoeg minder levendig."

Monet experimenteerde ook met het lage luminantiecontrast met weinig of geen kleurcontrast in Vetheuil in de mist, wat het tegenovergestelde effect heeft. "Iets dat wordt gedefinieerd door contouren met een zeer laag contrast, wordt gezien door het Where-systeem, maar niet door het What-systeem en lijkt misschien diepte en ruimtelijke organisatie te hebben, maar geen duidelijke vorm of identiteit."

"Schilders die aquarellen of pastels gebruiken... maken vaak gebruik van de lage resolutie van ons kleursysteem door hun kleur losser of vager toe te passen dan de contrastrijke omtrekken van de objecten. De kleur lijkt overeen te komen met de omtreklijnen, zelfs als dat werkelijk zo is niet... We denken dat het visuele systeem de randen van objecten definieert met behulp van een formuliersysteem met een hoge resolutie, en vervolgens een kleurensysteem met een lagere resolutie gebruikt om kleur aan het object toe te kennen... Dus, kleurspreidingen om gebieden te vullen die zijn gedefinieerd door het formuliersysteem. ” Dit is vergelijkbaar met de manier waarop een JPEG-bestand vorm- en kleurinformatie efficiënt opslaat, in vergelijking met een bitmapbestand dat veel bronnen verbruikt.

De auteur noemt kort het fauvisme. “Luminantiecontrast, geen kleur, is nodig voor dieptewaarneming. Een uitvloeisel hiervan is dat je elke gewenste tint kunt gebruiken, zolang je maar het juiste helderheidscontrast hebt, en toch een driedimensionale vorm van schaduw weergeeft. Dit komt vooral tot uiting in het werk van de Fauves.”

Welke kleur zou je verwachten als je geel en blauw mengt - wit, groen of grijs? Het antwoord hangt af van of je het hebt over additieve, subtractieve of optische menging.

  • Additief – “Als je rood en cyaan licht combineert, krijg je kleurloos wit. Blauw en geel licht vermengen zich ook om wit te maken, net als elk paar kleuren licht waarin de rood-groene en blauw-gele activiteiten van de tegenstander in evenwicht zijn. Met andere woorden, we zien alleen tint als ten minste één van de kleur-tegenstanders een ongebalanceerd signaal geeft.”
  • Subtractief - "Als blauwe en gele pigmenten worden gemengd, zie je alleen groen licht dat wordt gereflecteerd door zowel de gele als de blauwe pigmenten ... Met pigmenten combineer je wat licht absorbeert of aftrekt."
  • Optisch mengen - "Het zal je misschien verbazen te lezen dat als je gele en blauwe verf op een palet mengt, je een andere kleur krijgt dan wanneer je kleine stippen geel en blauw schildert, en dan ver genoeg weg gaat staan ​​​​dat ze samenvloeien ... Ik liep rond 25 voet van het bord en zag dat de twee stukken er allebei grijs uitzagen, niet groen. Daarna heb ik een tandenstoker gebruikt om de stippen van een van de vlakken uit te smeren en te mengen, waardoor die vlek behoorlijk groen werd ... 'Optisch mengen' betekent dat aangrenzende kleuren zich vermengen alsof het licht van de twee kleuren is gecombineerd (additieve kleurmenging) in plaats van dan als twee pigmenten die op een palet zijn gemengd (subtractieve kleurmenging)... De post-impressionisten bereikten inderdaad optische menging van kleuren... De inkten bij het drukken van tijdschriften worden zowel additief als subtractief gemengd (dat wil zeggen, veel van de gekleurde stippen zijn geïsoleerd... en daarom additief combineren, maar andere worden op elkaar gedrukt... zodat ze subtractief in elkaar overlopen.”

“Mensen beweren vaak dat zwart en wit geen kleuren zijn. Maar na de fotoreceptorfase is luminantie een van de drie assen in de kleurruimte... je kunt niet elke kleur definiëren zonder luminantie te gebruiken. Het verschil tussen bruin en geel of tussen kastanjebruin en roze is bijvoorbeeld alleen een verschil in luminantie, dat wil zeggen de positie langs de zwart-wit as. Dus zwart en wit zijn inderdaad kleuren, ze hebben gewoon geen enkele tint.”

“Als je wilt zien wat een kunstenaar zag tijdens het schilderen van een schilderij, moet je het schilderij bekijken onder hetzelfde licht waarin hij werkte. Het werkt ook andersom: als een schilder weet dat een werk bij helder daglicht zal worden getoond, zou er goed aan doen om het in helder daglicht te creëren, of hij zou verrast kunnen zijn door hoe het eruit ziet wanneer een schilderij dat in een schemerige gang hangt, verrassend helder blauw vertoont, vergeleken met het uiterlijk bij daglicht.

Verandert Mona Lisa haar gezichtsuitdrukking? "Mona Lisa's mond - [wanneer] gezien door je perifere, lage resolutie, zicht - lijkt opgewekter dan wanneer je er rechtstreeks naar kijkt, wanneer het wordt gezien door je fijne detail fovea ... De meesten van ons zijn zich niet bewust van hoe we onze ogen bewegen of dat ons perifere zicht sommige dingen beter kan zien dan ons centrale zicht... Gezichtsuitdrukkingen kunnen duidelijker zijn in de grovere beeldcomponenten dan in de fijnere, zelfs in het echte leven, omdat ze afhankelijk zijn van diepe gezichtsspieren en veranderingen in onderliggende spieractiviteit kan effectief worden vertroebeld door onderhuids vet. Daarom kan het zijn dat ons vermogen om gezichtsuitdrukkingen in het algemeen correct te interpreteren beter is in ons perifere zicht dan in het centrum van de blik.”

“Omdat onze ogen de wereld vanuit een iets andere positie bekijken, verschillen de beelden op de twee netvliezen enigszins. Stereopsis is het vermogen van het visuele systeem om de ongelijkheid tussen de twee beelden als diepte te interpreteren... Mensen wiens ogen niet goed uitgelijnd zijn, kunnen stereoscopische diepte niet zien.” De auteur suggereert dat dit een voordeel kan zijn voor een kunstenaar. "Als je visuele systeem slecht is in het extraheren van diepte, zie je de wereld misschien als platter dan ik, en heb je misschien minder moeite om het op een stuk papier te 'platten' ... Gustav Klimt zelf was waarschijnlijk stereoblind. Op zijn foto is te zien dat hij ernstig scheel was.” Ze bestudeert zelfportretten van Rembrandt en denkt dat hij ook stereoblind was. “We concluderen dat een slechte dieptewaarneming geen nadeel is voor het maken van kunst en misschien zelfs een pluspunt. Maar je hoeft geen oog uit te steken om een ​​goede artiest te zijn, aangezien je precies hetzelfde effect kunt krijgen door één oog te sluiten, wat een veelgebruikte truc is die op kunstacademies wordt geleerd om 'de scène af te vlakken'.

Enkele van de vele andere vragen die in dit boek worden beantwoord, zijn:

  • Waarom geeft een oliefilm op water regenboogkleuren?
  • Why are men more likely to be red/green colorblind than women?
  • Why do cats’ eyes appear to glow at night?
  • Why do film editors cut on motion?
  • Why is equiluminant colored text hard to read?
  • Why do we need reading glasses as we age?
  • Why should you avoid eye contact with monkeys?

Additional topics include colored shadows, countershading, facial recognition, illusory depth, illusory motion, illusory borders, how color television works, dyslexia, and some bizarre visual disabilities which result from damage to specific parts of the brain.


Primary Colors Are Red, Yellow and Blue, Right? Well, Not Exactly

Go ahead and ask Google — the knower of all things — to name the primary colors. You'll get a straightforward answer that likely aligns with everything you learned as an elementary school coloring book expert. The primary colors are red, yellow and blue.

But as with most seemingly simple concepts, the answer is actually a whole lot more complex. And while Google isn't exactly lying to you, it doesn't exactly tell the whole story, either.

What Are Primary Colors?

Here's the deal about primary colors: The players depend on the game. In other words, if you're talking about painting, then yes: Red, geel and blue are your primary colors. If you're talking about physics and light, though, your primary colors are red, groente and blue.

Dus, wat geeft? The reason for the confusing contradiction is that there are two different color theories — for "material colors" like the ones used by painters and for colored light. These two theories are known as additive and subtractive color systems.

Stephen Westland, Professor of Colour Science at the University of Leeds in England breaks things down into simple terms (before getting into the confusing complexities), in an email. "We see because light enters our eyes," he says. "Light enters our eyes in two ways: (1) directly from a light source and (2) reflected from an object. This leads to two types of colour mixing, additive and subtractive." [We have retained the British spelling of the word "colour" here.]

"Both systems are accomplishing one task," says Mark Fairchild, professor and director of the Program of Color Science/Munsell Color Science Laboratory at Rochester Institute of Technology in New York. "That is to modulate the responses of the three types of cone photoreceptors in our eyes. Those are roughly sensitive to red, green and blue light. The additive primaries do this very directly by controlling the amounts of red, green and blue light that we see and therefore almost directly map to the visual responses. The subtractive primaries also modulate red, green and blue light, but a little less directly."

Let's get into those distinctions — but fair warning: everything you know about primary colors is about to change before your eyes.

Additive Color Mixing

Let's talk about the additive system first. When he was 23 years old, Isaac Newton made a revolutionary discovery: By using prisms and mirrors, he could combine the red, green and blue (RGB) regions of a reflected rainbow to create white light. Newton deemed those three colors the "primary" colors since they were the basic ingredients needed to create clear, white light.

"Additive colors are those which make more light when they are mixed together," says Richard Raiselis, Associate Professor of Art at Boston University School of Visual Arts. "A simple way to think about additive light is to imagine three flashlights projecting individual circles of light onto a wall. The shared intersection of two flashlight circles is brighter than either of the circles, and the third flashlight circle intersection will be brighter still. With each mix, we add lightness, therefore we call this kind of mixture additive light." If you imagine each flashlight is fitted with a transparent color filter — one red, one green and one blue — Raiselis says that's the key to understanding additive color mixing.

"When the blue flashlight circle intersects the green one, there is a lighter blue-green shape," he says. "It's cyan. The red and blue mix is lighter too, a beautiful magenta. And the red and green also make a lighter color — and a surprise to nearly everyone who sees it – yellow! So red, green and blue are additive primaries because they can make all other colors, even yellow. When mixed together, red, green and blue lights make white light. Your computer screen and TV work this way. And if you've been onstage, you might have looked up behind the curtain to see the red, green and blue lights that serve as theatre's additive primary colors."

"In simple terms, additive color mixing is where we have a device such as a TV or a smartphone screen that emits light," Westland says. "In most devices, three different colors of light (primaries) are emitted and as they are used they are added together." But the range — or gamut — of colors that can be produced from three additive primaries varies depending upon what the primaries are. Most sources will tell you red, green and blue are the additive primaries, as Newton originally proposed, but Westland says it's a lot more complicated than that.

"It is often mistakenly written that RGB are optimal because the visual system has receptors in the eye that respond optimally to red, green and blue light but this is a misconception," he says. "The long-wavelength sensitive cone, for example, has peak sensitivity in the yellow-green part of the spectrum, not the red part."

Subtractive Color Mixing

Enter subtractive color. "Subtractive colour mixing results when we mix together paints or inks," Westland says. "It relates to all of the colours we see of non-emissive objects, such as textiles, paints, plastics, inks, etc. "These materials are seen because they reflect the incident light that falls upon them. Take a piece of white paper this paper reflects all of the wavelengths in the visible spectrum to a very high degree. Now add a yellow ink on top of the paper. The yellow ink absorbs the blue wavelengths, leaving the others — which are seen as yellow — to be reflected. So rather than being additive, in this case we start with white (all the wavelengths being reflected) and then start to subtract light at certain wavelengths as we add the primaries."

So the distinction in color systems really comes down to the chemical makeup of the objects involved and how they reflect light. Additive theory is based on objects that emit light, while subtractive deals with material objects like books and paintings. "Subtractive colors are those which reflect less light when they are mixed together," says Raiselis. "When artists' paints are mixed together, some light is absorbed, making colors that are darker and duller than the parent colors. Painters' subtractive primary colors are red, yellow and blue. These three hues are called primary because they cannot be made with mixtures of other pigments."

So, Crayola and Google aren't wrong — in the material world, red, blue and yellow are the primary colors that can be combined to create additional colors of the rainbow. But if you're talking about anything tech-related (as most of us are these days), remember that the primary colors for TVs, computer screens, mobile devices and more, all subscribe to Newton's light-emitting system, so their primary colors are red, green and blue. Soort van. Nou niet echt.

The Distinction Between Additive and Subtractive . And Why It's Wrong

"It turns out that if we use three primaries, the best ones to use are cyan, magenta and yellow," Westland says. "Note that these are the primaries that have been identified by the large printing companies who will use CMY (and often black as well) in their commercial devices to make a large range of colors. The idea that the subtractive primaries are red, yellow and blue (RYB) is confusing and should not be taught. It would be wrong to think that cyan and magenta are just fancy names for blue and red."

It's shocking, but true: The names we've been using for our primary colors when it comes to coloring books and paint chips? Totally wrong. "The subtractive primaries are really cyan, magenta, and yellow," Fairchild says. "The names 'blue' for the 'cyan' and 'red' for the 'magenta' are typically misnomers. Other colors can be used as primaries, but they will not produce as wide a range of color mixtures."

The reason behind these inaccurate terms? Light. "The yellow primary controls the amount of blue light reaching our eyes," Fairchild says. "A small amount of yellow primary removes a small amount of blue light from the original white stimulus (e.g. white paper in printing or a white canvas), while a larger amount of yellow removes more blue light. The magenta primary controls the amount of green light and, finally, the cyan primary controls the amount of red light. The subtractive primaries do this by absorbing different amounts of red, green and blue, while the additive primaries simply emit different amounts. It's all about controlling the amounts of red, green and blue light."

Westland offers a scholastic example to illustrate the rampant misconception around primaries. "Imagine you are teaching colour science at school and you explain that the additive primaries are RGB and that the subtractive primaries are RYB," he says. "A particularly bright student asks you: 'why are two of the primaries the same in both systems (R and B) but the G in the additive system is replaced by the Y in the subtractive system?' This is a horrible question because it has no rational answer."

You have to love the candor. The reason for the lack of rationale is that, as we've discussed, red, yellow and blue aren't the real subtractive primaries at all — magenta, yellow, and cyan are. "It turns out that RYB is in fact a particularly poor choice of subtractive primaries," Westland says. "Many of the mixtures that are produced are dull and desaturated and consequently, the gamut of colours you can produce will be small. What you should teach is that there is a clear relationship between the additive and subtractive colour primaries. The optimal additive primaries are RGB. The optimal subtractive primaries are cyan (which is red absorbing), magenta (which is green absorbing), and yellow (which is blue absorbing). Now, there is no conflict between the two systems and, in fact, it can be seen that additive and subtractive primaries are almost mirror images of each other. The best subtractive primaries are CMY because the best additive primaries are RGB."

So, if cyan, magenta and yellow are the real deal primaries when it comes to tactile objects, why does just about everyone on the planet still think the honor belongs to red, blue and yellow? "Well, partly because they are incorrectly taught this from their first days at school," Westland says. "But also because it seems intuitive. It seems intuitive because people believe the following: 1) That it is possible to make all colours by mixing together three primaries, and 2) That the primaries are pure colours that cannot be made by mixing other colours."

Dus . those beliefs are wrong?

The Truth About Red and Blue

Well, yes, according to Westland, the idea that three pure primaries can create al the colors in the world is totally false. "We cannot make all colours from three primaries no matter how carefully we choose the primaries," he says. "We cannot do it with additive colour mixing and we cannot do it with subtractive colour mixing. If we use three primaries, we can make all the hues, but we cannot make all the colours we will always struggle to make really saturated (vivid) colours."

Here's the thing: even though we're taught to think of red and blue as "pure" colors, they're simply not. Here's how to prove that: open an art program on your computer and create a red patch on the screen. Then print the patch using a CMYK printer. "The printer will produce red by mixing the magenta and yellow inks that it has," Westland says. "Red can be made by mixing together magenta and yellow. If we use RYB or CMY — or, indeed, almost any other sensible set of three primaries, obviously not three reds! — then we can make all hues however, we cannot make all the colors. But we will get the biggest gamut of colours using CMY and that is why we can say that CMY are the optimal subtractive primaries just as RGB are the optimal additive primaries."

And as far as blue goes, it's not as pure as you think either. "It looks pure because it absorbs strongly in two thirds of the spectrum," Westland says. "It absorbs in the green and red parts. Red absorbs in the blue and green parts. If we mix them together, between them they are absorbing everywhere! The resultant mixture, although it may be a purple colour, will be dull and dark. The absorption spectra of these colours are too broad. It is better to use cyan than blue because cyan absorbs mainly in the red part of the spectrum and magenta absorbs mainly in the green part of the spectrum. If we add magenta and cyan together we get absorbing in the red and green parts of the spectrum but we allow the blue light to be reflected."

To break it down, Westland offers this handy dandy guide:

If this in-depth explanation busted every color myth that's been ingrained in your brain since childhood and you're feeling a bit panicked, take heart: coloring books are reportedly great stress busters. And if you're desperate to learn more, check out Westland's two-minute video series on the subject and his blog. Fairchild also created a great resource that he says is for kids, but honestly — every adult should be required to study it.

If you feel like every person you've dated has cited blue as their favorite color, you're probably not mistaken – apparently, 40 percent of the worldwide population says it's their fave (purple is a close second at 14 percent).


De Leeuwenkoning

Researchers in Rochester, New York have found that feeling sad can impact on your ability to identify colours. Participants were shown swatches which had most, but not all, of the colour removed from them and were then asked to identify what colour they were looking at it.

A group who had watched the death of Mufasa in The Lion King found it harder to pick out blue and yellow than others who had not seen the film. Psychologists believe that dopamine – which controls our brain’s reward and pleasure centres – has an impact on how we distinguish these colours.

So while colour might seem to be one of the most straightforward things in our world, it is actually a mystery scientists are only just beginning to unravel.


Chromatography: Be a Color Detective

Invoering
Do you love to use bright and vibrant colored art supplies such as markers or paints? Do you ever wonder how these colors are made?

The variety of colors comes from colored molecules. These are mixed into the material&mdashwhether ink or paint&mdashto make the product. Some colored molecules are synthetic (or man-made), such as "Yellow No. 5" found in some food dyes. Others are extracted from natural sources, such as carotenoid (pronounced kuh-RAH-tuh-noid) molecules. These are molecules that make your carrot orange. They can be extracted from concentrated natural products, such as saffron.

But there is more to making a color look the way it does in your homemade artwork. You might have learned that many colors, such as orange and green, are made by blending other, "primary" colors. So even though our eyes see a single color, the color of a marker, for instance, might be the result of one type of color molecule or it might be a mix of color molecules responsible. This science activity will help you discover the hidden colors in water-soluble markers.

Achtergrond
We see objects because they reflect light into our eyes. Some molecules only reflect specific colors it is this reflected, colored light that reaches our eyes and tells our brains that we are seeing a certain color.

Often the colors that we see are a combination of the light reflected by a mixture of different-color molecules. Even though our brains perceive the result as one color, each of the separate types of color molecules stays true to its own color in the mixture. One way to see this is to find a way to separate out the individual types of color molecules from the mixture&mdashto reveal their unique colors.

Paper chromatography is a method used by chemists to separate the constituents (or parts) of a solution. The components of the solution start out in one place on a strip of special paper. A solvent (such as water, oil or isopropyl alcohol) is allowed to absorb up the paper strip. As it does so, it takes part of the mixture with it. Different molecules run up the paper at different rates. As a result, components of the solution separate and, in this case, become visible as strips of color on the chromatography paper. Will your marker ink show different colors as you put it to the test?

  • Two white coffee filters
  • Schaar
  • Heerser
  • Drawing markers (not permanent): brown, yellow and any other colors you would like to test
  • At least two pencils (one for each color you will be testing)
  • At least two tall water glasses (one for each color you will be testing), four inches or taller
  • Water
  • Two binder clips or clothespins
  • Drying rack or at least two additional tall water glasses (one for each color you will be testing)
  • Pencil or pen and paper for taking notes

Preparation

  • Carefully cut the coffee filters into strips that are each about one inch wide and at least four inches long. Cut at least two strips, one to test brown and one to test yellow. Cut an extra strip for each additional color you would like to test. How do you expect each of the different colors to behave when you test it with the paper strip?
  • Draw a pencil line across the width of each paper strip, about one centimeter from the bottom end.
  • Take the brown marker and a paper strip and draw a short line (about one centimeter) on the middle section of the pencil line. Your marker line should not touch the sides of your strip.
  • Use a pencil to write the color of the marker you just used on the top end of the strip. Note: Do not use the colored marker or pen to write on the strips, as the color or ink will run during the test.
  • Repeat the previous three steps with a yellow marker and then all the additional colors you would like to test.
  • Hold a paper strip next to one of the tall glasses (on the outside of it), aligning the top of the strip with the rim of the glass, then slowly add water to the glass until the level just reaches the bottom end of the paper strip. Repeat with the other glass(es), keeping the strips still on the outside and away from the water. What role do you think the water will play?
  • Fasten the top of a strip (the side farthest from the marker line) to the pencil with a binder clip or clothespin. Pause for a moment. Do you expect this color to be the result of a mixture of colors or the result of one color molecule? If you like, you can make a note of your prediction now.
  • Hang the strip in one of the glasses that is partially filled with water by letting the pencil rest on the glass rim. The bottom end of the strip should just touch the water level. If needed, add water to the glass until it is just touching the paper. Note: It is important that the water level stays below the marker line on the strip.
  • Leave the first strip in its glass as you repeat the previous two steps with the second strip and the second glass. Repeat with any additional colors you are testing.
  • Watch as the water rises up the strips. What happens to the colored lines on the strips? Does the color run up as well? Do you see any color separation?
  • When the water level reaches about one centimeter from the top (this may take up to 10 minutes), remove the pencils with the strips attached from the glasses. If you let the strips run too long, the water can reach the top of the strips and distort your results.
  • Write down your observations. Did the colors run? Did they separate in different colors? Which colors can you detect? Which colors are on the top (meaning they ran quickly) and which are on the bottom (meaning they ran more slowly)?
  • Hang your strips to dry in the empty glasses or on a drying rack. Note that some colors might keep running after you remove the strips from the water. You might need longer strips to see the full spectrum of these colors. The notes you took in the previous step will help you remember what you could see in case the colors run off the paper strip. Look at your strips. How many color components does each marker color have? Can you identify which colors are the result of a mixture of color components and which ones are the result of one hue of color molecule? Are individual color components brightly colored or dull in color? How many different colors can you detect in total?
  • Extra: Most watercolor marker inks are colored with synthetic color molecules. Artists often like to work with natural dyes. It is fairly easy to make your own dye from colorful plants such as blueberries, red beets or turmeric. To make your own dye, have an adult help you finely chop the plant material and place it in a saucepan. And add just enough water to cover the plant material. Let the mixture simmer covered on the stove for approximately 10 to 15 minutes. If, at this point, the color of your liquid is too faint, you might want to remove the lid of the saucepan and continue boiling until some liquid has evaporated and a more concentrated color is obtained. Let it cool and strain when needed. Now you have natural dye. (Handle with caution, as it can stain surfaces and materials.) To investigate the color components of this dye, repeat the previous procedure but replace the marker line with a drop of natural dye. A dropper will help create a nice drop. Let the drop of dye dry before running the paper strip. Would the color of your natural dye be the result of a mixture of color molecules or one specific color molecule? Does the marker of the same color as your natural dye run in a similar way as your natural dye does?
  • Extra: In this activity you used water-soluble markers in combination with water as a solvent. You can test permanent markers using isopropyl rubbing alcohol as a solvent. Do you think similar combinations of color molecules are used to color similar-colored permanent markers?
  • Extra: You can investigate other art supplies, including paints, pastels or inks in a similar way. Be sure to always choose a solvent that dissolves the material that is being tested to run the chromatography test. Isopropyl rubbing alcohol, vegetable oil and salt water are some examples of solvents used to perform paper chromatography tests for different substances.


Observations and results
Did you find that brown is made up of several types of color molecules, whereas yellow only showed a single yellow color band?

Marker companies combine a small subset of color molecules to make a wide range of colors, much like you can mix paints to make different colors. But nature provides an even wider range of color molecules and also mixes them in interesting ways. As an example, natural yellow color in turmeric is the result of several curcuminoid molecules. The brown pigment umber (obtained from a dark brown clay) is caused by the combination of two color molecules: iron oxides (which have a rusty red-brown color) and manganese oxides (which add a darker black-brown color).

In this activity you investigated the color components using coffee filters as chromatography paper. Your color bands might be quite wide and artistic, whereas scientific chromatography paper would yield narrow bands and more-exact results.

Cleanup
Throw away the paper strips and wash the glasses.

This activity brought to you in partnership with Science Buddies


Why do we see a different color when we mix two colors? - Biologie

Imagine the two of us, arm in arm, looking at a sunset, where the horizon is fretted with golden fire and the deep blue night encroaches from the opposite side of the sky. "What beautiful colours", I say, and you agree.

And then, in the space of the following silence, I am struck by a worry. I can point at the sky and say it is blue, and you will concur. But are you Echt seeing that blue the way I am seeing it? Perhaps you have just learnt to call what you see "blue", but in actual experience you are seeing nothing like the vivid, rich, blue I see. You are an imposter, calling my blue by the same name as yours, but not really seeing it the way I do. Or, even worse, perhaps I am the one seeing a pale imitation blue, while jij see a blue that is infinitely richer and more splendid than mine.

Now I admit that this worry lies in the realm of philosophy, not neuroscience. You might even ask me why I am worrying about this when we could be enjoying the glorious sunset. But when you think about it, it is not clear that I could ever have direct access to what it is like to be you, and you could never have direct access to what it is like to be me, or someone else, or someding else, such as a bat. My worry seems more plausible when you consider colour blindness, which affects around 8% of men and half of one percent of women. Many people do not even realise they are colour blind. They live among the colour-seeing, getting by on the fact that there is usually some other difference between things of different colours that they can use to tell them apart, such as differences in shade or texture.

How green is my valley?

Our colour vision starts with the sensors in the back of the eye that turn light information into electrical signals in the brain – neuroscientists call them photoreceptors. We have a number of different kinds of these, and most people have three different photoreceptors for coloured light. These are sensitive to blues, greens and reds respectively, and the information is combined to allow us to perceive the full range of colours. Most colour blind men have a weakness in the photoreceptors for green, so they lose a corresponding sensitivity to the shades of green that this variety helps to distinguish.

At the other end of the scale, some people have a particularly heightenedsensitivity to colour. Scientists call these people tetrachromats, meaning “four colours”, after the four – rather than three – colour photoreceptors they possess. Birds and reptiles are tetrachromatic, and this is what allows them to see into the infrared and ultraviolet spectra. Human tetrachromats cannot see beyond the normal visible light spectrum, but instead have an extra photoreceptor that is most sensitive to colour in the scale between red and green, making them more sensitive to all colours within the normal human range. To these individuals, it is the rest of us who are colour blind, as while most of us would be unable to easily distinguish an exact shade of summer-grass-green from Spanish-lime-green, to a tetrachromat it would seem obvious.

So yes, as we share this sunset, perhaps I am seeing something you cannot see, or you are seeing something I cannot see. If our colour vision is wired differently, the information going in could be more or less the same between us. But as you tell me this, with the sun sinking slowly below the horizon, you can sense that it has not really helped with my true worry. I am worried – and perhaps you are too – that although we both have the same machinery in our eyes and we are both able to see the green of the trees, the red of the sun and the blue of the sky, that when I say "blue", it creates an inner experience that differs from yours when you say "blue".

Behind blue eyes

My worry about your inner perception of the colour blue is a facet of the basic isolation that is part of the human condition. Even if we think we can really know other people, we cannot be certain of that knowledge. Historically, psychologists have adopted a stance called behaviourism, which acts as if questions about inner experience are irrelevant. This approach states that if you call my blue "blue", and you can always tell it from red, and if we both know it is the correct colour for the sky, my eyes and the Smurfs, then who cares what the inner experience is?

There is a lot of mileage in this perspective, but maybe there is also some wisdom in trying to convince ourselves that the difference between our inner experiences is real, and does matter – and, in fact, that some difference is inevitable. We use common words, and use them to refer to shared experiences, but nobody can see the same sunset, merely because perception is a property of the person, not of the sunset. Because there is something that it is like to be you, and your “you-ness” is unique, we are certainly seeing different things when we talk about looking at something blue, if only because the act of seeing incorporates feelings and memories, as well as the raw light information arriving at our eyes.

In any case, the sun has set and we walk away. You might be seeing a richer blue in the sunset than me, but you will not have the same memories of the other sunsets I have seen and the people I have watched them with. We could get our vision tested and find out who was better at perceiving colours, but we would never know what it was like to be the other person seeing a particular colour. As long as we can both say that it is a beautiful sunset, we can agree and be secure in the knowledge that I see my blue, and you see your blue, and although we may not see the exact same thing, we have shared it. And that sharing is itself unique to you and me, because no two other people in the world have the same two minds.

If you’d like to comment on this story or anything else you have seen on Future, head over to our Facebook page or message us on Twitter.


Why do we see a different color when we mix two colors? - Biologie

If you mix red, green, and blue light, you get white light. Red, green, and blue (RGB) are referred to as the primary colors of light. Mixing the colors generates new colors, as shown on the color wheel or circle on the right. Dit is additive color. As more colors are added, the result becomes lighter, heading towards white. RGB is used to generate color on a computer screen, a TV, and any colored electronic display device.

When you mix colors using paint, or through the printing process, you are using the subtractief color method. The primary colors of light are red, green, and blue. If you subtract these from white you get cyan, magenta, and yellow. Mixing the colors generates new colors as shown on the color wheel, or the circle on the right. Mixing these three primary colors generates black. As you mix colors, they tend to get darker, ending up as black. The CMYK color system (cyan, magenta, yellow, and black) is the color system used for printing.

Experiment with this RGB color mixer to get a feel for the effect of mixing the three different additive primary colors. The test box beside each slider shows the relative proportions of red, blue and green on a scale from 1 to 255. The sliders themselves show the appearance of the individual colors for your selected color. Notice how the resulting color compares with pigment-based mixing – the effects are very different.

Mixing colors of light and mixing colors of paint produce very different results.


Night Vision And Humans: Why Can't We See Color?

When we are in a fairly dark room, or outside at night away from lights, we can still see, but we can't see the colors of things very well. Waarom is dat?

Sensing Light

There are two kinds of light-sensitive organs located in the backs of our eyes: rod-shaped and cone-shaped. Both rods and cones are sensitive to light. The difference between them is that the rods allow us to see in very dim light but don't permit detection of color, while the cones let us see color but they don't work in dim light.

When it gets dark the cones lose their ability to respond to light. The rods continue to respond to available light, but since they cannot see color, so to speak, everything appears to be various shades of black and white and gray.

Dim Light

A curious thing is that in dim light you can see more clearly out of the side of your eye, because the light-sensitive rods are more highly concentrated off to the side in the back of your eye.

So, next time you're out on a clear night, notice how little color you can see, and how you can see objects like dim stars better out of the corner of your eye than from the center.


Bekijk de video: 3 KLEURZONES IN HET GEZICHT Door Ben Lustenhouwer (December 2021).