Введение

Тенденция зрения к сдвигу в сторону синих цветов при низком уровне освещения.

Эффект Пуркинье или феномен Пуркинье (; иногда называемый сдвигом Пуркинье, часто произносится /p//ər/'/k//ɪ//n//dʒ//i/) — это тенденция к смещению пиковой светочувствительности глаза к синему концу цветового спектра при низких уровнях освещенности как часть темновой адаптации. В результате, красные цвета кажутся темнее относительно других цветов по мере уменьшения уровня освещения. Эффект назван в честь чешского анатома Яна Евангелисты Пуркине. Хотя эффект часто описывается с точки зрения человеческого глаза, он хорошо установлен у многих животных под тем же названием для описания общего смещения спектральной чувствительности из-за суммирования выходных сигналов палочек и колбочек в процессе адаптации к темноте и свету. Этот эффект приводит к различию в цветовом контрасте при разных уровнях освещенности. Например, при ярком солнечном свете цветы герани выглядят ярко-красными на фоне тускло-зеленых листьев или соседних синих цветов, но в той же сцене, наблюдаемой в сумерках, контраст меняется на противоположный: красные лепестки кажутся темно-красными или черными, а листья и синие лепестки — относительно яркими. Светочувствительность в скотопическом зрении изменяется в зависимости от длины волны, хотя восприятие по сути черно-белое. Сдвиг Пуркинье — это соотношение между максимальным поглощением родопсина, достигающим максимума около , и максимальным поглощением опсинов в колбочках, чувствительных к более длинным волнам, которые преобладают в фотопическом зрении, около (зеленый). В визуальной астрономии сдвиг Пуркинье может влиять на визуальную оценку переменных звезд при использовании звезд сравнения разных цветов, особенно если одна из звезд красная.

Физиология

Эффект Пуркинье возникает на переходе между первичным использованием фотопической (основанной на колбочках) и скотопической (основанной на палочках) систем, то есть в мезопическом состоянии: по мере уменьшения интенсивности света палочки начинают преобладать, и прежде чем цвет полностью исчезнет, он смещается в сторону пиковой чувствительности палочек. Эффект объясняется тем, что в мезопических условиях сигналы от колбочек в сетчатке, которые обычно отвечают за восприятие цвета при дневном свете, суммируются с сигналами от палочек, которые более чувствительны в этих условиях и имеют максимальную чувствительность к длине волны 507 нм сине-зеленого спектра.

Использование красных фонарей

Нечувствительность палочек к длинноволновому (то есть красному) свету привела к использованию красного освещения в определенных особых случаях – например, в рубках подводных лодок, исследовательских лабораториях, самолетах и при наблюдениях невооруженным глазом. Красный свет используется в ситуациях, когда необходимо активировать как фотопическую, так и скотопическую системы. Подводные лодки хорошо освещены для облегчения зрения членов экипажа, работающих внутри, но рубка должна быть освещена иначе, чтобы экипаж мог читать приборные панели, сохраняя при этом адаптацию к темноте. Используя красное освещение или надевая красные очки (так называемые "очки для адаптации к темноте"), колбочки получают достаточно света для обеспечения фотопического зрения (а именно высокой остроты зрения, необходимой для чтения). Палочки не насыщаются ярким красным светом, поскольку они не чувствительны к длинным волнам, поэтому члены экипажа сохраняют адаптацию к темноте. Аналогично, в кабинах пилотов используется красное освещение, чтобы пилоты могли читать приборы и карты, не теряя ночного зрения для наблюдения за местностью вне самолета. Красный свет также часто применяется в исследовательских условиях. У многих лабораторных животных (таких как крысы и мыши) ограничено фотопическое зрение, поскольку у них значительно меньше колбочковых фоторецепторов. Исследуемые животные не воспринимают красный свет и, следовательно, находятся в темноте (активный период для ночных животных), в то время как исследователи-люди, обладающие одним типом колбочек (L-колбочки), чувствительных к длинным волнам, могут читать приборы или выполнять процедуры, которые были бы невозможны даже при полной адаптации к темноте (но с низкой остротой) скотопического зрения. По той же причине в вольерах ночных животных в зоопарках часто используется красное освещение.

История

Эффект был обнаружен в 1819 году Яном Эвангелистом Пуркине. Пуркине был разносторонне образованным ученым. Объективно, степень освещенности оказывает значительное влияние на восприятие насыщенности цвета. Чтобы наиболее наглядно продемонстрировать это, рассмотрите несколько цветов перед рассветом, когда начинает медленно светать. Сначала видны только черный и серый цвета. Особенно яркие цвета, красный и зеленый, кажутся наиболее темными. Желтый трудно отличить от розовато-красного. Синий стал заметен мне первым. Оттенки красного, которые обычно наиболее ярко проявляются при дневном свете, а именно кармин, киноварь и оранжевый, в течение довольно долгого времени кажутся самыми темными, в отличие от их обычной яркости. Зеленый представляется мне более голубым, а его желтоватый оттенок проявляется лишь с увеличением освещения.