http://www.mozaik.info.hu/MozaWEB/feny/p55.htm
A szín voltaképpen a látható tartományba eső elektromágneses hullámok által kiváltott érzet, amely a hullámok spektrális eloszlásán (fizikai tulajdonságain) kívül döntő mértékben függ a szem és az agy működésétől, sőt, pszichológiai jelenségektől is. A színek érzékelése tehát személyes élmény, nem mérhető objektivitás, vizsgálata emiatt a fizikától a biológián és a pszichológián át egészen a képzőművészetekig vezet.
Bár korábban többféle színlátás-elmélet volt érvényben, ma már majdnem kizárólag az úgynevezett trikromatikus (háromszín) elmélet az elfogadott. Eszerint a retinában háromféle csapsejt van, amelyek a bennük lévő különböző festékanyagoktól függően a látható fény hosszú (piros), közepes (zöld) vagy rövid (kék) hullámhosszúságú tartományába eső fényre érzékenyek. Az ingerlés hatására ezeknek a sejteknek az együttes jele "keveri ki" azt a színt, amit végül érzékelünk. Ez az elmélet Young és a már említett Helmholtz nevéhez fűződik, és olyan kísérleteken alapul, amelyeket még Newton végzett el.
Newton jól ismert kísérletében a fehér fényt prizmával színeire bontotta. Az így kapott tiszta spektrumszíneket már nem sikerült tovább bontani, a spektrumban minden színnek egy adott hullámhosszúságú elektromágneses hullám felel meg. Newton később azt is megfigyelte, hogy az emberi szem olykor nem képes különbséget tenni az egymástól távoli színek kombinációjaként előálló színek között. Ha például vörös és zöld fénysugarakat egyesített, a kapott fény egy harmadik tiszta szín, a sárga által keltett érzettel megegyező, attól megkülönböztethetetlen érzetet keltett. A két azonos színű fény fizikailag természetesen lényegesen különböző, az összetett fénysugarat nem lehet egyetlen frekvenciával jellemezni, bennünk mégis ugyanazt az érzetet keltik. Olyan furcsaság ez, mintha a Kossuth és a Danubius rádió adásából ki lehetne keverni például a Petőfi adó műsorát.
A színkeverési kísérletek során azt tapasztalták, hogy a fénykeverék színét az összetevők színe szabja meg, azok fizikai (spektrális) összetételétől teljesen függetlenül. Így például az előbb ismertetett kísérletben adódó sárga szín nem függ attól, hogy a vörös és zöld komponensek monokromatikusak-e, vagy már maguk is keverékszínek.
A legtöbb szín három alapszín segítségével kikeverhető.
A trikromatikus elmélet alapvető színhármasának a legtöbb tanulmány a vörös-zöld-kék színhármast választja, mert ezek segítségével lehet a legtöbb színt kikeverni, hogy a kombinációban a legkevesebb negatív összetevő szerepel.
A vörös-zöld-kék színhármas
A színkeverési kísérletek eredményeit standardizált színdiagramok foglalják össze. Néhány színt (például a barnát, khakit stb.) még ez a diagram sem tartalmaz, aminek az az oka, hogy ezek a színek önmagukban nem léteznek. A "barna" például egy olyan sárgásvörös keverékszín, amelyet csak bizonyos háttér előtt érzünk barnának.
Thomas Young angol orvos és fizikus - akinek híres interferenciakísérlete a fény hullámtermészetének első bizonyítéka volt - 1802-ben kifejtette, hogy a színlátás trikromatikus természetének élettani alapjai vannak, és az általunk látott színt három különböző érzékelő egység izgalmi állapotának viszonylagos erőssége határozza meg. "Aligha lehetséges, hogy a retina minden érzékeny pontja szinte végtelen számú, az összes létező hullámhosszt érzékelni képes részecskét tartalmazzon. Szükségszerű tehát az a következtetés, hogy az érzékelhető hullámhosszak száma véges, mondjuk a három fő színre korlátozódik" - írta Young.
Röviddel azután, hogy Young közzétette elméletét, egyik kortársa, John Dalton (az atomelmélet atyja) a normálistól eltérő színlátás problémáját is felvetette. Azt tapasztalta, hogy amit mások vörösnek tartanak, az ő számára csupán egy sötét foltnak látszott, a narancs, sárga és zöld színt pedig csupán a sárga szín különböző árnyalatainak érezte. Ma ezt a jelenséget (ha valaki a színkép vöröstől zöldig terjedő tartományának színei közötti nem képes különbséget tenni) vörös-zöld színtévesztésnek nevezzük. Ez a hiányosság a férfiak körülbelül
A vörös-zöld színtévesztők nem látják a táblán a számot és nem tudják megkülönböztetni az érett és éretlen paradicsomot
A XIX. század közepén J. C. Maxwell észrevette, hogy másféle színtévesztés is előfordul. Kísérleti személyeknek különböző színeket vetített, és azt vizsgálta, melyeket nem tudják megkülönböztetni egymástól. Young elméletéből kiindulva kiszámította a három érzéksejttípus lehetséges fényérzékenységét, és színtévesztő kísérleti alanyait két csoportba osztotta. Az egyik csoport tagjai azokat a színeket tévesztették össze, amelyek a vörösre és a kékre érzékeny érzéksejtekben azonos mértékű ingerületet keltettek. A másik csoportban lévők pedig a kékre és zöldre érzékeny sejtek által befogott színeket nem tudták megkülönböztetni. A normális színlátásúak esetén feltehetően a harmadik (a zöld, illetve a vörös) érzéksejtek jelei teszik lehetővé az színek elkülönítését. Maxwell helyesen arra következtetett, hogy az első csoportbelieknek nincsenek zöldre, a második csoportban lévőknek pedig nincsenek vörösre érzékeny sejtjeik. E két színtévesztő csoportot ma zöld-negatív, illetve vörös-negatív dikromatáknak (kétszínlátóknak) nevezzük.
A XIX. század második felében Lord Rayleigh angol matematikus és fizikus alkalmazta először az anomaloszkópot, amely manapság is a színlátás vizsgálatának fontos eszköze.
Az anomaloszkóp segítségével három monokromatikus fény vetíthető egy ernyőre. A spektrum vöröstől zöldig terjedő tartományába eső színek elkülönítésének képességét vizsgálva az ernyő egyik felére mélyvörös és zöld keverékét, a másik felére pedig sárgát vetítenek
A vizsgált személynek addig kell változtatnia a vörös és zöld szín keverékében a két szín arányát, valamint a sárga szín erősségét, amíg az ernyő két oldalán azonos színt nem lát. Ekkor a szemében lévő festékanyagok az ernyő mindkét feléről azonos mennyiségű fényt nyelnek el. (A vetített fénysugarakat jelképező ábrák alatt lévő számok az adott fény viszonylagos erősségét jelzik.) A normális színlátásúak (a) a vörös és a zöld fényt egyaránt felhasználták ahhoz, hogy a keverékszínt a sárgával azonossá tegyék (adott erősségű sárga fényt a vörös és a zöld fénynek mindig meghatározott arányával állítottak elő), a vöröst erősre, a zöldet gyengére állították be.
Akik szeméből hiányzik a vörös (b), illetve a zöld (c) festékanyag, azok bizonyos intenzitásértéknél a tiszta vörös és a tiszta zöld fényt is azonosnak látták a sárgával. (Az abszorpciós görbékből látszik, hogy mind a vörös, mind a zöld festékanyag a narancssárgánál kevésbé nyeli el a vörös, és hatékonyabban a zöld fényt.) 
Rayleigh a kísérletei során két újabb típusú színtévesztést is felismert. Ezek a normális színlátásúakhoz hasonlóan (de a dikromatáktól eltérően) csak a vörös és a zöld keverékét látták azonosnak a sárgával, de a keveréskor mindig valamilyen szokatlan arányú keveréket állítottak elő. Az ún. vörös anomáliás trikromaták (d) a normális színlátásúaknál több vörös, a zöld anomáliás trikromaták több zöldet használtak. Rayleigh ebből arra következtetett, hogy e vörös- és zöld-anomáliás, de mindhárom alapszínt látó személyek vörösre, illetve zöldre érzékeny sejtjeinek spektrális érzékenysége eltér a normálistól.
A XX. század közepére a kísérleti személyek ítéletén alapuló pszichofizikai vizsgálatok már erősen alátámasztották Young elméletét, vagyis a háromféle érzéksejt létét. Más irányú kutatásokból pedig kiderült, hogy a szóban forgó érzéksejtek a retina csapsejtjei. A közvetlen bizonyítékok felkutatása azonban technikai nehézségekbe ütközött. A legtöbb gondot a pálcikasejtek között elszórtan elhelyezkedő csapsejtek elkülönítése jelentette.
Az első eredményes eljárást a hatvanas években alkalmazták amerikai kutatók. Olyan eszközt szerkesztettek, amellyel már egyetlen fényérzékelő sejt fényelnyelő képességét is meg lehetett mérni. A berendezés változtatható hullámhosszúságú fényt bocsát át a csapsejt színérzékelésben részt vevő darabján, miközben egy ugyanolyan fénysugár halad át a sejt valamely más részletén. A hullámhosszat változtatva a teljes látható fénytartomány vizsgálható. A kilépő fénysugarak intenzitásának különbsége utal arra, hogy a csapsejt színérzékelő darabja mennyit nyelt el az adott fényből. Az emberi retinából boncolás útján nyert csapsejtek mikro-spektrofotométeres vizsgálata elárulta, hogy a csapsejteket három különböző elnyelési színkép valamelyike jellemzi. Ezek a színképek jól egyeztek a pszichofizikai vizsgálatok által kimutatott érzékenységi tartományokkal. 
Ha az egyes csapsejtfajták által másodpercenként elnyelt fotonok számát a fény hullámhosszának függvényében ábrázoljuk, három harang alakú görbét kapunk.A kék csapsejtek fényelnyelése a 370-530 nm-es tartományt fogja át, az érzékenység maximum 420 nm-nél van. A hosszabb (450-620 nm-es) hullámhossz-tartományokban csak a zöld és a vörös csapsejtek működőképesek; a zöldek az
(A közeli infravörös fényt a látópigment-molekulák nem képesek elnyelni, a közeli ultraibolya fényt elnyelnék ugyan, de az nem éri el a retinát, mert a szaruhártyában és a szemlencsében elnyelődik.)
A hetvenes években további bizonyítékokat sikerült találni arra, hogy a kétszínlátók retinájából valamelyik típusú csapsejt hiányzik. Kétszínlátó kísérleti személyek szemébe különféle fénysugarakat vetítettek, majd megmérték a retináról visszaverődő, vagyis az ott el nem nyelődött fény hullámhosszát. Kimutatták, hogy a kétszínlátóknál bizonyos hullámhosszú fénysugarak a rendestől eltérő módon nyelődnek el. Később más kutatók kísérletekkel igazolták, hogy a zöld-negatív kétszínlátók szeméből hiányoznak a zöldre érzékeny csapsejtek. Az anomáliás háromszínlátók esetében pszichofizikai vizsgálatokkal azt mutatták ki, hogy vörös és zöld csapsejtjeik érzékenységi görbéi a normális sejtek esetén felvett érzékenységi görbék között futnak
Bár magukat az egyes festékanyagokat még (a nyolcvanas évek végéig) nem sikerült kivonni a különböző csapsejtekből, DNS-hibridizációval sikerült az emberi rodopszin, és a vele rokonságban álló "színes" festékanyagok génjeit azonosítani. A genetikai vizsgálatok jól magyarázták az egyes színlátási rendellenességek létét, sőt az egyes festékanyagok evolúciós kialakulására vonatkoztatható adatok is felmerültek.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése