Visible spectrum

🔥 Pictures used to accompany the description:

1. White light is dispersed by a glass prism into the colors of the visible spectrum

2. Laser beams are monochromatic light, thereby exhibiting spectral colors

3. CIE xy chromaticity diagram

The spectrum colors are the colors on the horseshoe-shaped curve on the outside of the diagram. All other colors are not spectral: the bottom line is the line of purples, whilst within the interior of the diagram are unsaturated colors that are various mixtures of a spectral color or a purple color with white, a grayscale color. White is in the central part of the interior of the diagram

4. A rainbow is a decomposition of white light into all of the spectral colors.

Visible spectrum

"Color spectrum" redirects here. For the music album, see The Color Spectrum.

The visible spectrum is the band of the electromagnetic spectrum that is visible to the human eye. Electromagnetic radiation in this range of wavelengths is called visible light (or simply light). The optical spectrum is sometimes considered to be the same as the visible spectrum, but some authors define the term more broadly, to include the ultraviolet and infrared parts of the electromagnetic spectrum as well, known collectively as optical radiation, A typical human eye will respond to wavelengths from about 380 to about 750 nanometers, In terms of frequency, this corresponds to a band in the vicinity of 400-790 terahertz. These boundaries are not sharply defined and may vary per individual. Under optimal conditions, these limits of human perception can extend to 310 nm (ultraviolet) and 1100 nm (near infrared).

The spectrum does not contain all the colors that the human visual system can distinguish. Unsaturated colors such as pink, or purple variations like magenta, for example, are absent because they can only be made from a mix of multiple wavelengths. Colors containing only one wavelength are also called pure colors or spectral colors, Visible wavelengths pass largely unattenuated through the Earth's atmosphere via the "optical window" region of the electromagnetic spectrum. An example of this phenomenon is when clean air scatters blue light more than red light, and so the midday sky appears blue (apart from the area around the Sun which appears white because the light is not scattered as much). The optical window is also referred to as the "visible window" because it overlaps the human visible response spectrum. The near Infrared (NIR) window lles just out of the human vision, as well as the medium wavelength Infrared (MWIR) window, and the long-wavelength or far-infrared (LWIR or FIR) window, although other animals may perceive them.

Spectral colors

A spectral color is a color that is evoked by monochromatic light, i.e. either a spectral line with a single wavelength or frequency of light in the visible spectrum, or a relatively narrow spectral band (e.g. lasers). Every wave of visible light is perceived as a spectral color; when viewed as a continuous spectrum, these colors are seen as the familiar rainbow. Non-spectral colors (or extra-spectral colors) are evoked by a combination of spectral colors

Colors that can be produced by visible light of a narrow band of wavelengths (monochromatic light) are called spectral colors. The various color ranges indicated in the illustration are an approximation: The spectrum is continuous, with no clear boundaries between one color and the next.

In color spaces

In color spaces which include all, or most spectral colors, they form a part of boundary of the set of all real colors. When considering a three-dimensional color space (which includes luminance), the spectral colors form a surface. When excluding luminance and considering a two-dimensional color space (chromaticity diagram), the spectral colors form a curve known as the spectral locus. For example, the spectral locus of the CIE xy chromaticity diagram contains all the spectral colors (to the eye of the standard observer).

A trichromatic color space is defined by three primary colors, which can theoretically be spectral colors. In this case, all other colors are inherently non-spectral. In reality, the spectral bandwidth of most primaries means that most color spaces are entirely non-spectral. Due to different chromaticity properties of different spectral segments, and also due to practical limitations of light sources, the actual distance between RGB pure color wheel colors and spectral colors shows a complicated dependence on the hue. Due to the location of R and G primaries near the 'almost flat' spectral segment, RGB color space is reasonably good with approximating spectral orange, yellow, and bright (yellowish) green, but is especially poor in reproducing the visual appearance of spectral colors in the vicinity of central green, and between green and blue, as well as extreme spectral colors approaching IR or UV.

Spectral colors are universally included in scientific color spaces such as CIE 1931, but industrial and consumer color spaces/models such as sRGB, CMYK, and Pantone, do not typically include any spectral colors. Exceptions include Rec. 2020, which uses three spectral colors as primaries (and therefore only includes precisely those three spectral colors), and color spaces such as the ProPhoto RGB color space which use imaginary colors as primaries. In color spaces such as CIELUV, a spectral color has maximal saturation. In Helmholtz coordinates, this is described as 100% purity. In dichromatic color spaces

In dichromatic color vision there is no distinction between spectral and non-spectral colors. Their entire visible gamut can be represented by spectral colors.

Spectral color terms

The spectrum is often divided into color terms or names, but aligning boundaries between color terms to a specific wavelength is very subjective. The first person to decompose white light and name the spectral colors was Isaac Newton, in the 1660s. Early in the study of radiometry, Newton was not able to measure the wavelength of the light, but his experiments were repeated contemporarily to estimate wavelengths where his color term boundaries probably lay, Newton's color terms included red, orange, yellow, green, blue, indigo, and violet; this color sequence is still used to describe spectral colors colloquially and a mnemonic for it is commonly known as "Roy G. Biv'.

In modern divisions of the spectrum, indigo is often omitted and cyan is often included. Some have argued that Newton's indigo would be equivalent to modern blue, and his blue equivalent to cyan. However, a more recent explanation is that Newton was working by analogy with the musical scale. In the table below, note how wavelength is not proportional to a perceptually uniform hue scale. On the other hand, Newton's sections include five which are approximately uniform in size as they would have physically appeared in the diffracted spectrum, and two which were approximately half the size of the others, namely orange and indigo. This corresponds in size and location to the five whole tones and two semitones of the musical scale in Dorian mode. In contrast, the sections in the ISCC-NBS spectrum vary greatly in wavelength range, but are more consistent in the hue degree range. Both instances deviate from the basic color terms used in English, only some of which are spectral colors.

The table below includes several definitions where the spectral colors have been categorized in color terms. The "Approximate appearance" column displays the color with the same OKLCh hue and lightness as the corresponding spectral color for that wavelength, with maximal sRGB saturation, given a spectrum of equal radiant power and with the highest brightness as to, when projected onto sRGB, still have maximal saturation within this color gamut. Gamut mapping is necessary because displays cannot produce all, if any, spectral colors (a display with sRGB gamut and D65 whitepoint is assumed for this approximation). The colors at the ends of the spectrum are shown as dark since the cone cells in the eye are progressively less sensitive to light as the extremes of the visible spectrum are approached.

Extra-spectral colors

Among some of the colors that are not spectral colors are: Grayscale (achromatic) colors, such as white, gray, and black.

Any color obtained by mixing a gray-scale color and another real color (either spectral or not), such as pink (a mixture of a reddish color and white), or brown (a mixture of orange and black or gray)., Violet-red colors, which include colors in the line of purples (such as magenta and rose), and other variations of purple and red.

Impossible colors, which cannot be seen under normal viewing of light, such as over-saturated colors or colors that are seemingly brighter than white., Metallic colors which reflect light by effect.

History

In the 13th century, Roger Bacon theorized that rainbows were produced by a similar process to the passage of light through glass or crystal. In the 17th century, Isaac Newton discovered that prisms could disassemble and reassemble white light, and described the phenomenon in his book Opticks. He was the first to use the word spectrum (Latin for "appearance" or "apparition") in this sense in print in 1671 in describing his experiments in optics. Newton observed that, when a narrow beam of sunlight strikes the face of a glass prism at an angle, some is reflected and some of the beam passes into and through the glass, emerging as different-colored bands. Newton hypothesized light to be made up of 'corpuscles" (particles) of different colors, with the different colors of light moving at different speeds in transparent matter, red light moving more quickly than violet in glass. The result is that red light is bent (refracted) less sharply than violet as it passes through the prism, creating a spectrum of colors.

Newton originally divided the spectrum into six named colors: red, orange, yellow, green, blue, and violet. He later added indigo as the seventh color since he believed that seven was a perfect number as derived from the ancient Greek sophists, of there being a connection between the colors, the musical notes, the known objects in the Solar System, and the days of the week. The human eye is relatively insensitive to indigo's frequencies, and some people who have otherwise-good vision cannot distinguish indigo from blue and violet. For this reason, some later commentators, including Isaac Asimov, have suggested that indigo should not be regarded as a color in its own right but merely as a shade of blue or violet. Evidence indicates that what Newton meant by "indigo" and 'blue' does not correspond to the modern meanings of those color words. Comparing Newton's observation of prismatic colors with a color image of the visible light spectrum shows that "indigo" corresponds to what is today called blue, whereas his "blue" corresponds to cyan. In the 18th century, Johann Wolfgang von Goethe wrote about optical spectra in his Theory of Colours. Goethe used the word spectrum (Spektrum) to designate a ghostly optical afterimage, as did Schopenhauer in On Vision and Colors. Goethe argued that the continuous spectrum was a compound phenomenon. Where Newton narrowed the beam of light to isolate the phenomenon, Goethe observed that a wider aperture produces not a spectrum but rather reddish-yellow and blue-cyan edges with white between them. The spectrum appears only when these edges are close enough to overlap.

In the early 19th century, the concept of the visible spectrum became more definite, as light outside the visible range was discovered and characterized by William Herschel (Infrared) and Johann Wilhelm Ritter (ultraviolet), Thomas Young, Thomas Johann Seebeck, and others. Young was the first to measure the wavelengths of different colors of light, in 1802

The connection between the visible spectrum and color vision was explored by Thomas Young and Hermann von Helmholtz in the early 19th century. Their theory of color vision correctly proposed that the eye uses three distinct receptors to perceive color.

Limits to visible range

The visible spectrum is limited to wavelengths that can both reach the retina and trigger visual phototransduction (excite a visual opsin). Insensitivity to UV light is generally limited by transmission through the lens. Insensitivity to IR light is limited by the spectral sensitivity functions of the visual opsins. The range is defined psychometrically by the luminous efficiency function, which accounts for all of these factors. In humans, there is a separate function for each of two visual systems, one for photopic vision, used in daylight, which is mediated by cone cells, and one for scotopic vision, used in dim light, which is mediated by rod cells. Each of these functions have different visible ranges. However, discussion on the visible range generally assumes photopic vision.

Atmospheric transmission

The visible range of most animals evolved to match the optical window, which is the range of light that can pass through the atmosphere. The ozone layer absorbs almost all UV light (below 315 nm). However, this only affects cosmic light (e.g. sunlight), not terrestrial light (e.g. Bioluminescence).

Ocular transmission

Before reaching the retina, light must first transmit through the cornea and lens. UVB light (< 315 nm) is filtered mostly by the cornea, and UVA light (315-400 nm) is filtered mostly by the lens. The lens also yellows with age, attenuating transmission most strongly at the blue part of the spectrum. This can cause xanthopsia as well as a slight truncation of the short-wave (blue) limit of the visible spectrum. Subjects with aphakia are missing a lens, so UVA light can reach the retina and excite the visual opsins; this expands the visible range and may also lead to cyanopsia.

Opsin absorption

Each opsin has a spectral sensitivity function, which defines how likely it is to absorb a photon of each wavelength. The luminous efficiency function is approximately the superposition of the contributing visual opsins. Variance in the position of the individual opsin spectral sensitivity functions therefore affects the luminous efficiency function and the visible range. For example, the long-wave (red) limit changes proportionally to the position of the L-opsin. The positions are defined by the peak wavelength (wavelength of highest sensitivity), so as the L-opsin peak wavelength blue shifts by 10 nm, the long-wave limit of the visible spectrum also shifts 10 nm. Large deviations of the L-opsin peak wavelength lead to a form of color blindness called protanomaly and a missing L-opsin (protanopia) shortens the visible spectrum by about 30 nm at the long-wave limit. Forms of color blindness affecting the M-opsin and S-opsin do not significantly affect the luminous efficiency function nor the limits of the visible spectrum.

Different definitions

Regardless of actual physical and biological variance, the definition of the limits is not standard and will change depending on the industry. For example, some industries may be concerned with practical limits, so would conservatively report 420-680 nm, while others may be concerned with psychometrics and achieving the broadest spectrum would liberally report 380-750, or even 380-800 nm. The luminous efficiency function in the NIR does not have a hard cutoff, but rather an exponential decay, such that the function's value (or vision sensitivity) at 1,050 nm is about 109 times weaker than at 700 nm; much higher intensity is therefore required to perceive 1,050 nm light than 700 nm light.

Vision outside the visible spectrum

Under Ideal laboratory conditions, subjects may perceive Infrared light up to at least 1,064 nm. While 1,050 nm NIR light can evoke red, suggesting direct absorption by the L-opsin, there are also reports that pulsed NIR lasers can evoke green, which suggests two-photon absorption may be enabling extended NIR sensitivity, Similarly, young subjects may perceive ultraviolet wavelengths down to about 310-313 nm, but detection of light below 380 nm may be due to fluorescence of the ocular media, rather than direct absorption of UV light by the opsins. As UVA light is absorbed by the ocular media (lens and cornea), it may fluoresce and be released at a lower energy (longer wavelength) that can then be absorbed by the opsins. For example, when the lens absorbs 350 nm light, the fluorescence emission spectrum is centered on 440 nm.

Non-visual light detection

In addition to the photopic and scotopic systems, humans have other systems for detecting light that do not contribute to the primary visual system. For example, melanopsin has an absorption range of 420-540 nm and regulates circadian rhythm and other reflexive processes. Since the melanopsin system does not form images, it is not strictly considered vision and does not contribute to the visible range.

In non-humans

The visible spectrum is defined as that visible to humans, but the varlance between species is large. Not only can cone opsins be spectrally shifted to alter the visible range, but vertebrates with 4 cones (tetrachromatic) or 2 cones (dichromatic) relative to humans' 3 (trichromatic) will also tend to have a wider or narrower visible spectrum than humans, respectively.

Vertebrates tend to have 1-4 different opsin classes:

- longwave sensitive (LWS) with peak sensitivity between 500-570 nm,

- middlewave sensitive (MWS) with peak sensitivity between 480-520 nm,

- shortwave sensitive (SWS) with peak sensitivity between 415-470 nm, and

- violet/ultraviolet sensitive (VS/UVS) with peak sensitivity between 355-435 nm.

- Testing the visual systems of animals behaviorally is difficult, so the visible range of animals is usually estimated by comparing the peak wavelengths of opsins with those of typical humans (S-opsin at 420 nm and L-opsin at 560 nm).

Mammals

Most mammals have retained only two opsin classes (LWS and VS), due likely to the nocturnal bottleneck. However, old world primates (including humans) have since evolved two versions in the LWS class to regain trichromacy. Unlike most mammals, rodents' UVS opsins have remained at shorter wavelengths. Along with their lack of UV filters in the lens, mice have a UVS opsin that can detect down to 340 nm. While allowing UV light to reach the retina can lead to retinal damage, the short lifespan of mice compared with other mammals may minimize this disadvantage relative to the advantage of UV vision, Dogs have two cone opsins at 429 nm and 555 nm, so see almost the entire visible spectrum of humans, despite being dichromatic, Horses have two cone opsins at 428 nm and 539 nm, yielding a slightly more truncated red vision.

Birds

Most other vertebrates (birds, lizards, fish, etc.) have retained their tetrachromacy, including UVS opsins that extend further into the ultraviolet than humans' VS opsin. The sensitivity of avian UVS opsins vary greatly, from 355-425 nm, and LWS opsins from 560-570 nm. This translates to some birds with a visible spectrum on par with humans, and other birds with greatly expanded sensitivity to UV light. The LWS opsin of birds is sometimes reported to have a peak wavelength above 600 nm, but this is an effective peak wavelength that incorporates the filter of avian oil droplets, The peak wavelength of the LWS opsin alone is the better predictor of the long-wave limit. A possible benefit of avian UV vision involves sex-dependent markings on their plumage that are visible only in the ultraviolet range.

Fish

Teleosts (bony fish) are generally tetrachromatic. The sensitivity of fish UVS opsins vary from 347-383 nm, and LWS opsins from 500-570 nm, However, some fish that use altemative chromophores can extend their LWS opsin sensitivity to 625 nm. The popular belief that the common goldfish is the only animal that can see both infrared and ultraviolet light Is Incorrect, because goldfish cannot see infrared light.

Invertebrates

The visual systems of invertebrates deviate greatly from vertebrates, so direct comparisons are difficult. However, UV sensitivity has been reported in most insect species, Bees and many other insects can detect ultraviolet light, which helps them find nectar In flowers. Plant species that depend on insect pollination may owe reproductive success to their appearance in ultraviolet light rather than how colorful they appear to humans. Bees' long-wave limit is at about 590 nm. Mantis shrimp exhibit up to 14 opsins, enabling a visible range of less than 300 nm to above 700 nm.

Thermal vision

Some snakes can "see" radiant heat at wavelengths between 5 and 30 µm to a degree of accuracy such that a blind rattlesnake can target vulnerable body parts of the prey at which it strikes, and other snakes with the organ may detect warm bodies from a meter away, It may also be used in thermoregulation and predator detection.

Spectroscopy

Spectroscopy is the study of objects based on the spectrum of color they emit, absorb or reflect. Visible-light spectroscopy is an important tool in astronomy (as Is spectroscopy at other wavelengths), where scientists use it to analyze the properties of distant objects. Chemical elements and small molecules can be detected in astronomical objects by observing emission lines and absorption lines. For example, helium was first detected by analysis of the spectrum of the Sun. The shift in frequency of spectral lines is used to measure the Doppler shift (redshift or blueshift) of distant objects to determine their velocities towards or away from the observer. Astronomical spectroscopy uses high-dispersion diffraction gratings to observe spectra at very high spectral resolutions.

Blue light spectrum

The blue light spectrum, characterized by wavelengths between 400 and 500 nanometers, has a broad impact on human health, influencing numerous physiological processes in the human body. Although blue light is essential for regulating circadian rhythms, improving alertness, and supporting cognitive function, its widespread presence has raised worries about its possible effects on general well-being. Prolonged exposure to isolated blue light poses hazards to the well-being of the eye and may cause symptoms like dry eyes, weariness, and blurred vision. As our dependence on digital devices and artificial lighting increases, it is crucial to understand the complex pathways of the blue light spectrum that affect biological processes. To reduce the hazards of blue light exposure, effective management strategies can be implemented, Including limiting screen time before bed and using blue light filter.

The blue light spectrum is an essential part of the visible spectrum with wavelengths of about 400-480 nm. Blue light is primarily generated by Light-Emitting Diodes (LED) lighting and digital screens, it has now become prevalent in the world around us. LED lighting creates white light by combining blue light with other wavelengths, often with a yellow garnet phosphor. Blue lights from digital screens, including computers, smartphones, and tablets, emit significant amounts of blue light, contributing to constant exposure throughout the day and night., Blue light has a significant Impact on numerous physiological processes in human health. The widespread use of blue light in modern technology brings up a concern about the potential consequences of excessive blue light exposure. Such exposure has been associated with disruptions in ocular health, sleep patterns, and well-being.

Sources

Sunlight is the primary natural source of blue light, which is essential for regulating the circadian rhythm. Excessive exposure to sunlight without proper eye protection can lead to eye damage and cause vision issues.

Artificial

LED lighting, digital screens, and fluorescent bulbs are examples of common artificial blue light sources. LED lighting is widely used due to its durability and energy efficiency. It emits more blue light than traditional incandescent bulbs, potentially Impacting the quality of sleep and eye health if used excessively at night, Blue light is emitted by digital screens such as computers, tablets, smartphones, and televisions, which can lead to extended exposure in modern lives. Digital screen overuse, especially before bed, can cause dry eyes, eye strain, and irregular sleep patterns. Fluorescent lighting emits blue light and is frequently used in public areas and workplaces, 13 Long-term use of fluorescent light bulbs can cause eye strain, exhaustion, and circadian rhythm problems, especially in interior spaces with little natural light exposure.

Mechanism

The short wavelength and high energy of blue light make it highly effective in penetrating the human eye and inducing biological effects

Effects on cornea

The cornea is located at the front of the eyeball and serves as the initial point where light enters the eye. Blue light exposure to the cornea increases the production of reactive oxygen species (ROS), molecules in corneal epithelial cells. This activates a signalling pathway involving ROS, triggering inflammation in human corneal epithelial cells. Oxidative damage and potential cell death contribute to inflammation in the eye and The development of dry eyes. Blue light disrupts the balance of the tear film on the cornea. Prolonged exposure to blue light leads to an increased rate of tear evaporation, resulting in dryness of the cornea and the development of dry eye syndrome.

Doctorate Degree (Ph.D) 🇹🇭

Surveyor / Recorder

By: Ratcharinda Teachaprasarn 🇹🇭

Location: Koh Lanta Island/เกาะลันตา

Saladan Subdistrict, Koh Lanta District, Krabi

Province, Thailand 🇹🇭

Compiled articles in English, Thai 🇹🇭

By: Ratcharinda Teachaprasarn 🇹🇭

Klearmilly 8888 🇹🇭

Thailand 2026 🇹🇭

May 30, 2026, 08 : 00 a.m 🇹🇭

----------------+++

สเปกตรัมที่มองเห็นได้

(Visible spectrum)

🔥 ภาพที่ใช้ประกอบคำอธิบาย :

1. แสงสีขาวถูกแยกออกโดยปริซึมแก้ว ทำให้เกิดสีต่างๆ ในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้

2. ลำแสงเลเซอร์เป็นแสงเอกรงค์ จึงแสดงสีสเปกตรัมออกมา

3. แผนภาพความสว่างสี CIE xy

สีสเปกตรัมคือสีที่อยู่บนเส้นโค้งรูปเกือกม้าด้านนอกของแผนภาพ สีอื่นๆ ทั้งหมดไม่ใช่สีสเปกตรัม: เส้นล่างสุดคือเส้นสีม่วง ในขณะที่สีภายในแผนภาพเป็นสีที่ไม่อิ่มตัว ซึ่งเป็นส่วนผสมต่างๆ ของสีสเปกตรัมหรือสีม่วงกับสีขาว ซึ่งเป็นสีเทา สีขาวอยู่ตรงกลางของส่วนภายในแผนภาพ

4. รุ้งเกิดจากการแยกแสงสีขาวออกเป็นสีต่างๆ ในสเปกตรัม.

สเปกตรัมที่มองเห็นได้

(Visible spectrum)

"สเปกตรัมสี" จะนำมาที่นี่ สำหรับอัลบั้มเพลง โปรดดูที่ The Color Spectrum

สเปกตรัมที่มองเห็นได้ คือแถบของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่มนุษย์มองเห็นได้ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความยาวคลื่นนี้เรียกว่าแสงที่มองเห็นได้ (หรือเรียกง่ายๆ ว่าแสง) บางครั้งสเปกตรัมแสงถือว่าเหมือนกับสเปกตรัมที่มองเห็นได้ แต่ผู้เขียนบางคนกำหนดคำนี้ให้กว้างขึ้น โดยรวมถึงส่วนอัลตราไวโอเลต และอินฟราเรดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย ซึ่งเรียกรวมกันว่ารังสีแสง ดวงตาของมนุษย์ โดยทั่วไปจะตอบสนองต่อความยาวคลื่นตั้งแต่ประมาณ 380 ถึงประมาณ 750 นาโนเมตร ในแง่ของความถี่ จะสอดคล้องกับแถบในบริเวณใกล้เคียง 400-790 เทราเฮิร์ตซ์ (Terahertz) ขอบเขตเหล่านี้ไม่ได้กำหนดไว้อย่างชัดเจนและอาจแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ขีดจำกัดการรับรู้ของมนุษย์สามารถขยายไปถึง 310 นาโนเมตร (อัลตราไวโอเลต)(ultraviolet) และ 1100 นาโนเมตร (อินฟราเรดใกล้)(near infrared).

สเปกตรัมไม่ได้ประกอบด้วยสีทั้งหมด

ที่ระบบการมองเห็นของมนุษย์สามารถ

แยกแยะได้ สีที่ไม่อิ่มตัว เช่น สีชมพู หรือสีม่วงต่างๆ เช่น สีม่วงแดง เป็นต้น จะไม่มีอยู่ เพราะสีเหล่านี้

เกิดขึ้นได้จากการผสมของความยาวคลื่นหลายๆ ความยาว สีที่มีความยาวคลื่นเพียงความยาวคลื่นเดียวเรียกว่าสีบริสุทธิ์หรือสีสเปกตรัม ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ส่วนใหญ่ผ่านชั้นบรรยากาศของโลกโดยไม่ลดทอน ผ่านบริเวณ "หน้าต่างแสง" (optical window) ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างของปรากฏการณ์นี้คือเมื่ออากาศบริสุทธิ์กระจายแสงสีน้ำเงินมากกว่าแสงสีแดง ดังนั้นท้องฟ้าตอนกลางวันจึงปรากฏเป็นสีน้ำเงิน (ยกเว้นบริเวณรอบดวงอาทิตย์ซึ่งปรากฏเป็นสีขาวเพราะแสงไม่กระจายมากนัก) หน้าต่างแสงยังเรียกว่า "หน้าต่างที่มองเห็นได้" เพราะมันทับซ้อนกับหน้าต่างที่มนุษย์มองเห็นได้สเปกตรัมการตอบสนอง อินฟราเรดใกล้ (NIR) อยู่นอกเหนือการมองเห็นของมนุษย์ เช่นเดียวกับหน้าต่างอินฟราเรดความยาวคลื่นปานกลาง (MWIR) และหน้าต่างอินฟราเรดความยาวคลื่นยาวหรืออินฟราเรดไกล (LWIR หรือ FIR) แม้ว่าสัตว์อื่นๆ อาจรับรู้ได้ก็ตาม.

สีสเปกตรัม

(Spectral colors)

สีสเปกตรัม คือสีที่เกิดจากแสงโมโนโครมาติก กล่าวคือ แสงที่มีเส้นสเปกตรัมที่มีความยาวคลื่นหรือความถี่เดียวในช่วงแสงที่มองเห็นได้ หรือแสงที่มีแถบสเปกตรัมค่อนข้างแคบ เช่น เลเซอร์(e.g. lasers) คลื่นแสงที่มองเห็นได้ทุกคลื่นจะถูกรับรู้ว่าเป็นสีสเปกตรัม เมื่อมองในฐานะสเปกตรัมต่อเนื่อง สีเหล่านี้จะปรากฏให้เห็นเป็นรุ้งที่คุ้นเคย สีที่ไม่ใช่สเปกตรัม หรือสีนอกสเปกตรัม (or extra-spectral colors) เกิดจากการรวมกันของสีสเปกตรัม สีที่สามารถสร้างขึ้นได้จากแสงที่มองเห็นได้ในช่วงความยาวคลื่นแคบๆ "แสงเอกรงค์" (monochromatic light) เรียกว่าสีสเปกตรัม ช่วงสีต่างๆ ที่แสดงในภาพประกอบเป็นเพียงค่าประมาณ สเปกตรัมมีความต่อเนื่อง ไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างสีหนึ่งกับอีกสีหนึ่ง.

ในปริภูมิสี

(In color spaces)

ในปริภูมิสีที่รวมสีสเปกตรัมทั้งหมดหรือส่วนใหญ่ สีเหล่านั้นจะเป็นส่วนหนึ่งของขอบเขตของเซตสีจริงทั้งหมด เมื่อพิจารณาปริภูมิสีสามมิติ (ซึ่งรวมถึงความสว่าง) สีสเปกตรัมจะก่อตัวเป็นพื้นผิว เมื่อไม่รวมความสว่างและพิจารณาปริภูมิสีสองมิติ (แผนภาพความสว่างสี) สีสเปกตรัมจะก่อตัวเป็นเส้นโค้งที่เรียกว่าตำแหน่งสเปกตรัม ตัวอย่างเช่น ตำแหน่งสเปกตรัมของแผนภาพความสว่างสี CIE xy ประกอบด้วยสีสเปกตรัมทั้งหมด (ในสายตาของผู้สังเกตมาตรฐาน) ปริภูมิสีไตรโครมาติกถูกกำหนดโดยสีหลักสามสี ซึ่งในทางทฤษฎีแล้วสามารถเป็นสีสเปกตรัมได้ ในกรณีนี้ สีอื่นๆ ทั้งหมดจึงไม่ใช่สีสเปกตรัมโดยเนื้อแท้ ในความเป็นจริง แบนด์วิดท์สเปกตรัมของสีหลักส่วนใหญ่หมายความว่าปริภูมิสีส่วนใหญ่ไม่ใช่สีสเปกตรัมโดยสิ้นเชิง เนื่องจากความสว่างสีที่แตกต่างกัน ของส่วนสเปกตรัมต่างๆ และเนื่องจากข้อจำกัดในทางปฏิบัติของแหล่งกำเนิดแสง ระยะห่างที่แท้จริงระหว่างสีบริสุทธิ์ของวงล้อสี RGB และสีสเปกตรัมจึงแสดงความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนกับเฉดสี เนื่องจากตำแหน่งของสีหลัก R และ G อยู่ใกล้กับส่วนสเปกตรัมที่ 'เกือบแบน' ปริภูมิสี RGB จึงค่อนข้างดีในการประมาณสีส้ม สีเหลือง และสีเขียวสดใส (เหลืองอมเขียว) แบบสเปกตรัม แต่แย่เป็นพิเศษในการสร้างลักษณะที่ปรากฏของสีสเปกตรัมในบริเวณใกล้เคียงกับสีเขียวตรงกลาง และระหว่างสีเขียวกับสีน้ำเงิน รวมถึงสีสเปกตรัมสุดขั้วที่เข้าใกล้รังสีอินฟราเรดหรือรังสีอัลตราไวโอเลต

สีสเปกตรัมนั้นถูกรวมอยู่ในระบบสีทางวิทยาศาสตร์ เช่น CIE 1931 อย่างแพร่หลาย แต่ระบบสี/แบบจำลองสีสำหรับอุตสาหกรรมและผู้บริโภค เช่น sRGB, CMYK และ Pantone โดยทั่วไปจะไม่รวมสีสเปกตรัมใดๆ

ข้อยกเว้น ได้แก่ Rec. 2020 ซึ่งใช้สีสเปกตรัมสามสีเป็นสีหลัก (และดังนั้นจึงรวมเฉพาะสีสเปกตรัมสามสีนั้นเท่านั้น) และพื้นที่สีเช่นพื้นที่สี ProPhoto RGB ซึ่งใช้สีสมมุติเป็นสีหลัก ในพื้นที่สีเช่น CIELUV สีสเปกตรัมมีความอิ่มตัวสูงสุด ในพิกัดเฮล์มโฮลทซ์ สิ่งนี้อธิบายว่ามีความบริสุทธิ์ 100% ในพื้นที่สีแบบไดโครมาติก ในการมองเห็นสีแบบไดโครมาติก ไม่มีการแยกความแตกต่างระหว่างสีสเปกตรัมและสีที่ไม่ใช่สเปกตรัม ขอบเขตสีที่มองเห็นได้ทั้งหมดสามารถแสดงได้ด้วยสีสเปกตรัม.

เงื่อนไขสีสเปกตรัม

(Spectral color terms)

โดยทั่วไปแล้ว สเปกตรัมจะถูกแบ่งออกเป็นคำหรือชื่อสีต่างๆ แต่การกำหนดขอบเขตระหว่างคำสีต่างๆ ให้ตรงกับความยาวคลื่นเฉพาะนั้นเป็นเรื่องที่ขึ้นอยู่กับดุลพินิจส่วนบุคคล

บุคคลแรกที่แยกแสงขาว และตั้งชื่อสีสเปกตรัมคือ ไอแซค นิวตัน (Isaac Newton) ในช่วงทศวรรษ 1660 ในช่วงต้นของการศึกษาด้านรังสีวิทยา นิวตันไม่สามารถวัดความยาวคลื่นของแสงได้ แต่การทดลองของเขาได้รับการทำซ้ำในยุคเดียวกันเพื่อประมาณความยาวคลื่นที่ขอบเขตของคำเรียกสีของเขาน่าจะอยู่ คำเรียกสีที่นิวตันใช้ ได้แก่ แดง ส้ม เหลือง เขียว น้ำเงิน คราม และม่วง ลำดับสีนี้ยังคงใช้ในการอธิบายสีสเปกตรัมในภาษาพูด และมีคำช่วยจำที่รู้จักกันทั่วไปว่า "Roy G. Biv

ในการแบ่งสเปกตรัมสมัยใหม่ มักจะละเว้นสีคราม และมักจะรวมสีฟ้าเข้าไปด้วย

(In modern divisions of the spectrum, indigo is often omitted and cyan is often included)

บางคนแย้งว่าสีครามของนิวตันเทียบเท่ากับสีน้ำเงินในปัจจุบัน และสีน้ำเงินของนิวตันเทียบเท่ากับสีฟ้าอมเขียว อย่างไรก็ตาม คำอธิบายที่ใหม่กว่าคือ นิวตันทำงานโดยการเปรียบเทียบกับบันไดเสียงดนตรี โปรดสังเกตว่าความยาวคลื่นไม่ได้เป็นสัดส่วนกับมาตราส่วนสีที่สม่ำเสมอในเชิงการรับรู้ ในทางกลับกัน ส่วนต่างๆ ของนิวตันประกอบด้วยห้าส่วนที่มีขนาดใกล้เคียงกันตามที่ปรากฏในสเปกตรัมการเลี้ยวเบน และอีกสองส่วนที่มีขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของส่วนอื่นๆ ได้แก่ สีส้มและสีคราม ซึ่งสอดคล้องกับขนาดและตำแหน่งของโทนสีเต็มห้าโทนและโทนสีครึ่งโทนสองโทนของสีสเปกตรัม

บันไดเสียงดนตรีในโหมดดอเรียน ในทางตรงกันข้ามส่วนต่างๆ ในสเปกตรัม ISCC-NBS มีความแตกต่างกันแตกต่างกันอย่างมากในช่วงความยาวคลื่น แต่มีมากกว่านั้นมีความสม่ำเสมอในช่วงระดับเฉดสี ทั้งสองกรณีต่างๆ เบี่ยงเบนไปจากสีพื้นฐาน

คำศัพท์ที่ใช้ในภาษาอังกฤษ ซึ่งมีเพียงบางส่วนเท่านั้น.

สีพิเศษสเปกตรัม

(Extra-spectral colors)

สีบางสีที่ไม่ใช่สีสเปกตรัม ได้แก่ สีเทา (สีไร้สี) เช่น สีขาว สีเทา และสีดำ สีใดๆ ที่ได้จากการผสมสีเทากับสีจริงอื่นๆ (ไม่ว่าจะเป็นสีสเปกตรัมหรือไม่ก็ตาม) เช่น สีชมพู (การผสมสีแดงกับสีขาว) หรือสีน้ำตาล (การผสมสีส้มกับสีดำหรือสีเทา)

สีม่วงแดง ซึ่งรวมถึงสีในโทนสีม่วง (เช่น สีม่วงแดงและสีชมพู) และเฉดสีม่วงแดงอื่นๆ

สีที่เป็นไปไม่ได้ ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้ภายใต้แสงสว่างปกติ เช่น สีที่อิ่มตัวมากเกินไป หรือสีที่ดูสว่างกว่าสีขาว สีเมทัลลิกที่สะท้อนแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

ประวัติศาสตร์

(History)

ในศตวรรษที่ 13 โรเจอร์ เบคอน ตั้งทฤษฎีว่ารุ้งเกิดขึ้นจากกระบวนการที่คล้ายคลึงกับการที่แสงผ่านแก้วหรือคริสตัล ในศตวรรษที่ 17 ไอแซค นิวตัน ค้นพบว่าปริซึมสามารถแยกและประกอบแสงสีขาวได้ และได้อธิบายปรากฏการณ์นี้ในหนังสือ Opticks ของเขา เขาเป็นคนแรกที่ใช้คำว่าสเปกตรัม (ภาษาละตินแปลว่า "ลักษณะ"(Appearance) หรือ "การปรากฏ" (Apparition) ในความหมายนี้ในงานเขียนเมื่อปี ค.ศ. 1671 ในการอธิบายการทดลองทางด้านทัศนศาสตร์ของเขา นิวตันสังเกตว่า เมื่อลำแสงอาทิตย์แคบๆ ตกกระทบหน้าปริซึมแก้วในมุมหนึ่ง แสงบางส่วนจะสะท้อนกลับ และบางส่วนจะผ่านเข้าไปในแก้วและปรากฏออกมาเป็นแถบสีต่างๆ นิวตันตั้งสมมติฐานว่าแสงประกอบด้วย "อนุภาค" (Corpuscles)

ที่มีสีต่างกัน โดยแสงสีต่างๆ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ต่างกันในสสารโปร่งใส แสงสีแดงเคลื่อนที่เร็วกว่าแสงสีม่วงในแก้ว ผลก็คือ แสงสีแดงจะหักเห "เบี่ยงเบน " (refracted) น้อยกว่าแสงสีม่วงเมื่อผ่านปริซึม ทำให้เกิดสเปกตรัมของสีต่างๆ.

เดิมทีนิวตันแบ่งสเปกตรัมออกเป็นหกสี ได้แก่ แดง ส้ม เหลือง เขียว น้ำเงิน และม่วง ต่อมาเขาได้เพิ่มสีครามเป็นสีที่เจ็ด เนื่องจากเขาเชื่อว่าเจ็ดเป็นเลขที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งได้มาจากแนวคิดของนักปรัชญากรีกโบราณที่เชื่อว่ามีความเชื่อมโยงระหว่างสี โน้ตดนตรี วัตถุต่างๆ ในระบบสุริยะ และวันในสัปดาห์

ดวงตาของมนุษย์ ค่อนข้างไม่ไวต่อความถี่ของสีคราม และบางคนที่มีสายตาดีก็ไม่สามารถแยกแยะสีครามออกจากสีน้ำเงินและสีม่วงได้ ด้วยเหตุนี้ นักวิจารณ์รุ่นหลังบางคน รวมถึงไอแซค อสิมอฟ จึงเสนอแนะว่าสีครามไม่ควรถูกมองว่าเป็นสีที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว แต่เป็นเพียงเฉดสีของสีน้ำเงินหรือสีม่วงเท่านั้น หลักฐานบ่งชี้ว่าสิ่งที่นิวตันหมายถึงด้วยคำว่า "สีคราม" (Indigo) และ "สีน้ำเงิน" (Blue)

นั้นไม่ตรงกับความหมายสมัยใหม่ของคำเหล่านั้น การเปรียบเทียบการสังเกตสีของปริซึมของนิวตันกับภาพสีของสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้แสดงให้เห็นว่า "สีคราม" ตรงกับสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่าสีน้ำเงิน ในขณะที่ "สีน้ำเงิน" ของเขาตรงกับสีฟ้าอมเขียว

ในศตวรรษที่ 18 โยฮันน์ โวล์ฟกัง ฟอน เกอเธ่

(Johann Wolfgang von Goethe)

ได้เขียนเกี่ยวกับสเปกตรัมทางแสงในทฤษฎีสีของเขา เกอเธ่ใช้คำว่าสเปกตรัม (Spektrum) เพื่อกำหนดภาพติดตาทางแสงที่เลือนราง เช่นเดียวกับที่ชอเพนฮาวเออร์ใช้ในหนังสือว่าด้วยการมองเห็นและสี เกอเธ่โต้แย้งว่าสเปกตรัมต่อเนื่องเป็นปรากฏการณ์ที่ซับซ้อน ในขณะที่นิวตันจำกัดลำแสงเพื่อแยกปรากฏการณ์ เกอเธ่สังเกตว่าช่องรับแสงที่กว้างขึ้นไม่ได้สร้างสเปกตรัม แต่กลับสร้างขอบสีแดงอมเหลือง (Reddish-yellow) และสีน้ำเงินอมเขียว (blue-cyan edges) โดยมีสีขาวอยู่ระหว่างนั้น สเปกตรัมปรากฏขึ้น สเปกตรัมจะปรากฏขึ้นก็ต่อเมื่อขอบเหล่านี้อยู่ใกล้กันมากพอที่จะทับซ้อนกันได้.

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19

(In the early 19th)

แนวคิดเกี่ยวกับสเปกตรัมที่มองเห็นได้เริ่มมีความชัดเจนมากขึ้น เมื่อมีการค้นพบและจำแนกลักษณะของแสงที่อยู่นอกช่วงที่มองเห็นได้โดย วิลเลียม เฮอร์เชล (William Herschel) (อินฟราเรด)(Infrared) และ โยฮันน์ วิลเฮล์ม ริตเตอร์ (Johann Wilhelm Ritter),(อัลตราไวโอเลต) (Iltraviolet)

โทมัส ยัง โทมัส โยฮันน์ ซีเบค

(Thomas Young, Thomas Johann Seebeck)

และคนอื่นๆ ยังเป็นคนแรกที่วัดความยาวคลื่นของแสงสีต่างๆ ในปี 1802 ความเชื่อมโยงระหว่างสเปกตรัมที่มองเห็นได้กับการมองเห็นสีได้รับการสำรวจโดยโทมัส ยัง และเฮอร์มันน์ ฟอน เฮล์มโฮลทซ์ (Hermann von Helmholtz)

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ทฤษฎีการมองเห็นสีของพวกเขาเสนออย่างถูกต้องว่า ดวงตาใช้ตัวรับแสงที่แตกต่างกันสามชนิดในการรับรู้สี.

ขีดจำกัดช่วงที่มองเห็นได้

(Limits to visible range)

ช่วงแสงที่มองเห็นได้นั้นจำกัดอยู่ที่ความยาวคลื่นที่สามารถเข้าถึงเรตินาและกระตุ้นการแปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณภาพ (กระตุ้นออปซินในการมองเห็น) ความไม่ไวต่อแสงยูวีโดยทั่วไปถูกจำกัดด้วยการส่งผ่านของเลนส์ ส่วนความไม่ไวต่อแสงอินฟราเรดนั้นถูกจำกัดด้วยฟังก์ชันความไวต่อสเปกตรัมของออปซินในการมองเห็น ช่วงแสงถูกกำหนดโดยทางจิตวิทยาด้วยฟังก์ชันประสิทธิภาพการส่องสว่าง ซึ่งคำนึงถึงปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ ในมนุษย์ มีฟังก์ชันแยกต่างหากสำหรับระบบการมองเห็นสองระบบ ระบบหนึ่งสำหรับการมองเห็นในเวลากลางวัน (photopic vision) ซึ่งทำงานโดยเซลล์รูปกรวย และอีกระบบหนึ่งสำหรับการมองเห็นในที่แสงน้อย (scotopic vision) ซึ่งทำงานโดยเซลล์รูปแท่ง แต่ละฟังก์ชันเหล่านี้มีช่วงแสงที่มองเห็นได้แตกต่างกัน, อย่างไรก็ตาม การอภิปรายเกี่ยวกับช่วงคลื่นแสงที่มองเห็นได้โดยทั่วไปจะถือว่าผู้พูดมีสายตาปกติ (Photopic vision).

การถ่ายทอดบรรยากาศ

(Atmospheric transmission)

ช่วงการมองเห็นของสัตว์ส่วนใหญ่ได้รับการวิวัฒนาการให้ตรงกับช่วงแสงที่สามารถผ่านชั้นบรรยากาศได้ ชั้นโอโซนดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตเกือบทั้งหมด "ต่ำกว่า 315 นาโนเมตร" (Below 315 nm). อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้มีผลเฉพาะกับแสงจากอวกาศ (เช่น แสงแดด) เท่านั้น ไม่ใช่แสงจากพื้นดิน เช่น แสงจากอวกาศ การเรืองแสงจากสิ่งมีชีวิต (e.g. Bioluminescence).

การส่งผ่านทางตา

(Ocular transmission)

ก่อนที่แสงจะไปถึงจอประสาทตา แสงจะต้องผ่านกระจกตาและเลนส์ก่อน แสง UVB (< 315 นาโนเมตร) ส่วนใหญ่จะถูกกรองโดยกระจกตา และแสง UVA (315-400 นาโนเมตร) ส่วนใหญ่จะถูกกรองโดยเลนส์ เลนส์จะเหลืองขึ้นตามอายุ ทำให้การส่งผ่านแสงลดลงอย่างมาก โดยเฉพาะแสงสีน้ำเงิน ซึ่งอาจทำให้เกิดอาการมองเห็นเป็นสีเหลือง (xanthopsia) รวมถึงการลดขอบเขตของช่วงคลื่นสั้น (สีน้ำเงิน) ในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ผู้ที่มีภาวะไม่มีเลนส์ตา (aphakia) จะได้รับแสง UVA ซึ่งสามารถไปถึงจอประสาทตาและกระตุ้นออปซินในระบบการมองเห็นได้ ทำให้ช่วงการมองเห็นกว้างขึ้น และอาจนำไปสู่ภาวะมองเห็นเป็นสีฟ้า (cyanopsia) ได้เช่นกัน.

การดูดซึมออปซิน

(Opsin absorption)

ออปซินแต่ละตัวมีความไวต่อสเปกตรัม

(Each opsin has a spectral sensitivity function)

ฟังก์ชันนี้กำหนดความน่าจะเป็นในการดูดซับโฟตอนของแต่ละความยาวคลื่น ฟังก์ชันประสิทธิภาพการส่องสว่างโดยประมาณคือการซ้อนทับกันของออปซินการมองเห็นที่เกี่ยวข้อง ความแปรปรวนในตำแหน่งของฟังก์ชันความไวต่อสเปกตรัมของออปซินแต่ละตัวจึงส่งผลต่อฟังก์ชันประสิทธิภาพการส่องสว่างและช่วงแสงที่มองเห็นได้ ตัวอย่างเช่น ขีดจำกัดคลื่นยาว (สีแดง) เปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของตำแหน่งของ L-opsin ตำแหน่งเหล่านี้ถูกกำหนดโดยความยาวคลื่นสูงสุด "ความยาวคลื่นที่มีความไวสูงสุด" (Wavelength of highest sensitivity),

ดังนั้นเมื่อความยาวคลื่นสูงสุดของ L-opsin เลื่อนไปทางสีน้ำเงิน 10 นาโนเมตร ขีดจำกัดคลื่นยาวของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ก็จะเลื่อนไป 10 นาโนเมตรเช่นกัน การเบี่ยงเบนอย่างมากของความยาวคลื่นสูงสุดของ L-opsin นำไปสู่รูปแบบของภาวะตาบอดสีที่เรียกว่า protanomaly และ การขาด L-opsin (protanopia) จะทำให้สเปกตรัมที่มองเห็นได้สั้นลงประมาณ 30 นาโนเมตรที่ขีดจำกัดคลื่นยาว ภาวะตาบอดสีที่ส่งผลต่อ M-opsin และ S-opsin จะไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อฟังก์ชันประสิทธิภาพการส่องสว่างหรือขีดจำกัดของสเปกตรัมที่มองเห็นได้.

คำจำกัดความที่แตกต่างกัน

(Different definitions)

ไม่ว่าความแปรปรวนทางกายภาพและชีวภาพที่แท้จริงจะเป็นอย่างไรก็ตาม นิยามของขีดจำกัดนั้นไม่มีมาตรฐานและจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น บางอุตสาหกรรมอาจกังวลเกี่ยวกับขีดจำกัดในทางปฏิบัติ ดังนั้นจึงรายงานอย่างระมัดระวังที่ 420-680 นาโนเมตร ในขณะที่บางอุตสาหกรรมอาจกังวลเกี่ยวกับคุณสมบัติทางจิตวิทยา และเพื่อให้ได้สเปกตรัมที่กว้างที่สุด จึงรายงานอย่างเสรีที่ 380-750 หรือแม้แต่ 380-800 นาโนเมตร ฟังก์ชันประสิทธิภาพการส่องสว่างในย่านอินฟราเรดใกล้ไม่มีจุดตัดที่ชัดเจน แต่เป็นการลดลงแบบเอกซ์โปเนนเชียล ดังนั้นค่าของฟังก์ชัน (หรือความไวในการมองเห็น) ที่ 1,050 นาโนเมตรจึงอ่อนกว่าที่ 700 นาโนเมตรประมาณ 109 เท่า ดังนั้นจึงต้องใช้ความเข้มสูงกว่ามากในการรับรู้แสงที่ 1,050 นาโนเมตรมากกว่าแสงที่ 700 นาโนเมตร.

การมองเห็นนอกสเปกตรัมที่มองเห็นได้

(Vision outside the visible spectrum)

ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการที่เหมาะสม ผู้ถูกทดลองอาจรับรู้แสงอินฟราเรดได้ถึงอย่างน้อย 1,064 นาโนเมตร ในขณะที่แสง NIR ที่ 1,050 นาโนเมตรสามารถกระตุ้นให้เห็นสีแดง ซึ่งบ่งชี้ว่ามีการดูดซับโดยตรงโดย L-opsin แต่ก็มีรายงานว่าเลเซอร์ NIR แบบพัลส์สามารถกระตุ้นให้เห็นสีเขียว ซึ่งบ่งชี้ว่าการดูดซับแบบสองโฟตอนอาจช่วยให้มีความไวต่อแสง NIR มากขึ้น ในทำนองเดียวกัน ผู้ถูกทดลองอายุน้อยอาจรับรู้ความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตได้ถึงประมาณ 310-313 นาโนเมตร แต่การตรวจจับแสงที่ต่ำกว่า 380 นาโนเมตรอาจเกิดจากการเรืองแสงของสื่อในดวงตามากกว่าการดูดซับแสง UV โดยตรงโดยออปซิน เมื่อแสง UVA ถูกดูดซับโดยสื่อในดวงตา (เลนส์และกระจกตา) มันอาจเรืองแสงและถูกปล่อยออกมาที่พลังงานต่ำกว่า (ความยาวคลื่นที่ยาวกว่า) ซึ่งสามารถถูกดูดซับโดยออปซินได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อเลนส์ดูดซับแสง 350 นาโนเมตร

สเปกตรัมการปล่อยแสงเรืองแสงจะอยู่ตรงกลางที่ 440 นาโนเมตร.

การตรวจจับแสงที่ไม่ใช่ภาพ

(Non-visual light detection)

นอกจากระบบการมองเห็นในที่สว่างและในที่มืดแล้ว มนุษย์ยังมีระบบอื่นๆ ในการตรวจจับแสงที่ไม่เกี่ยวข้องกับระบบการมองเห็นหลัก ตัวอย่างเช่น เมลาโนปซินมีช่วงการดูดซับแสงที่ 420-540 นาโนเมตร และควบคุมจังหวะชีวิตประจำวันและกระบวนการตอบสนองอัตโนมัติอื่นๆ เนื่องจากระบบเมลาโนปซินไม่ได้สร้างภาพ จึงไม่ถือว่าเป็นระบบการมองเห็นอย่างแท้จริงและไม่เกี่ยวข้องกับช่วงแสงที่มองเห็นได้.

ในสัตว์ที่ไม่ใช่ มนุษย์

(In non-humans)

สเปกตรัมที่มองเห็นได้ถูกกำหนดให้เป็นสเปกตรัมที่มนุษย์มองเห็นได้ แต่ความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์มีมาก ไม่เพียงแต่คอนออปซินจะสามารถเลื่อนสเปกตรัมเพื่อเปลี่ยนแปลงช่วงที่มองเห็นได้เท่านั้น แต่สัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีคอน 4 ตัว (เทตราโครมาติก) หรือ 2 ตัว (ไดโครมาติก) เมื่อเทียบกับมนุษย์ที่มี 3 ตัว (ไตรโครมาติก) ก็มักจะมีสเปกตรัมที่มองเห็นได้กว้างหรือแคบกว่ามนุษย์ตามลำดับ

สัตว์มีกระดูกสันหลังมักจะมีออปซิน 1-4 คลาสที่แตกต่างกัน:

- ออปซินชนิดไวต่อคลื่นยาว (LWS) มีความไวสูงสุดระหว่าง 500-570 นาโนเมตร - ออปซินชนิดไวต่อคลื่นกลาง (MWS) มีความไวสูงสุดระหว่าง 480-520 นาโนเมตร - ออปซินชนิดไวต่อคลื่นสั้น (SWS) มีความไวสูงสุดระหว่าง 415-470 นาโนเมตร และออปซินชนิดไวต่อรังสีไวโอเลต/อัลตราไวโอเลต (VS/UVS) มีความไวสูงสุดระหว่าง 355-435 นาโนเมตร - การทดสอบระบบการมองเห็นของสัตว์โดยวิธีทางพฤติกรรมนั้นทำได้ยาก ดังนั้นช่วงการมองเห็นของสัตว์จึงมักถูกประมาณโดยการเปรียบเทียบความยาวคลื่นสูงสุดของออปซินกับความยาวคลื่นสูงสุดของมนุษย์ทั่วไป (S-opsin ที่ 420 นาโนเมตร และ L-opsin ที่ 560 นาโนเมตร).

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

(Mammals)

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ยังคงมีออปซินเพียงสองคลาส (LWS และ VS) ซึ่งอาจเป็นผลมาจากช่วงที่วิวัฒนาการในเวลากลางคืนค่อนข้างจำกัด อย่างไรก็ตาม ไพรเมตในโลกเก่า (รวมถึงมนุษย์) ได้วิวัฒนาการออปซินคลาส LWS สองเวอร์ชันเพื่อฟื้นฟูการมองเห็นสีสามสี แตกต่างจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ ออปซิน UVS ของหนูยังคงอยู่ที่ความยาวคลื่นที่สั้นกว่า ประกอบกับการที่ไม่มีตัวกรองรังสียูวีในเลนส์ หนูจึงมีออปซิน UVS ที่สามารถตรวจจับได้ถึง 340 นาโนเมตร แม้ว่าการปล่อยให้รังสียูวีเข้าถึงเรตินาอาจนำไปสู่ความเสียหายของเรตินา แต่ช่วงอายุขัยที่สั้นของหนูเมื่อเทียบกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นอาจช่วยลดข้อเสียนี้เมื่อเทียบกับข้อดีของการมองเห็นรังสียูวี สุนัขมีออปซินรูปกรวยสองชนิดที่ 429 นาโนเมตรและ 555 นาโนเมตร ดังนั้นจึงมองเห็นสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้เกือบทั้งหมดของมนุษย์ แม้ว่าจะมีการมองเห็นสีสองสีก็ตาม ม้ามีออปซินรูปกรวยสองชนิดที่ 428 นาโนเมตรและ 539 นาโนเมตร ทำให้การมองเห็นสีแดงลดลงเล็กน้อย.

นก (Birds)

สัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ ส่วนใหญ่ (นก กิ้งก่า ปลา ฯลฯ) ยังคงรักษาความสามารถในการแยกสีได้สี่สี รวมถึงออปซิน UVS ที่แผ่ขยายไปไกลกว่าออปซิน VS ของมนุษย์ในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลต

ความไวของออปซิน UVS ในนกแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่ 355-425 นาโนเมตร และออปซิน LWS ตั้งแต่ 560-570 นาโนเมตร นี่หมายความว่านกบางชนิดมีช่วงการมองเห็นที่เทียบเท่ากับมนุษย์ ในขณะที่นกบางชนิดมีความไวต่อแสง UV สูงขึ้นมาก บางครั้งมีการรายงานว่าออปซิน LWS ของนกมีช่วงความยาวคลื่นสูงสุดมากกว่า 600 นาโนเมตร แต่เป็นช่วงความยาวคลื่นสูงสุดที่มีประสิทธิภาพซึ่งรวมถึงตัวกรองของหยดน้ำมันในนกด้วย ช่วงความยาวคลื่นสูงสุดของออปซิน LWS เพียงอย่างเดียวเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีกว่าสำหรับขีดจำกัดคลื่นยาว ประโยชน์ที่เป็นไปได้ของการมองเห็น UV ในนกเกี่ยวข้องกับลวดลายบนขนที่แตกต่างกันไปตามเพศ ซึ่งมองเห็นได้เฉพาะในช่วงอัลตราไวโอเลตเท่านั้น.

ปลา (Fish)

โดยทั่วไปแล้วปลากระดูกแข็ง (Teleosts) เป็นปลาที่มีการมองเห็นสีสี่สี ความไวของออปซิน UVS ในปลาจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 347-383 นาโนเมตร และออปซิน LWS ตั้งแต่ 500-570 นาโนเมตร อย่างไรก็ตาม ปลาบางชนิดที่ใช้โครโมฟอร์ทางเลือกสามารถขยายความไวของออปซิน LWS ได้ถึง 625 นาโนเมตร ความเชื่อที่แพร่หลายว่าปลาทองเป็นสัตว์เพียงชนิดเดียวที่สามารถมองเห็นทั้งแสงอินฟราเรดและแสงอัลตราไวโอเลต นั้นไม่ถูกต้อง เพราะปลาทองไม่สามารถมองเห็นแสงอินฟราเรดได้.

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

(Invertebrates)

ระบบการมองเห็นของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังแตกต่างจากสัตว์มีกระดูกสันหลังอย่างมาก ดังนั้นการเปรียบเทียบโดยตรงจึงทำได้ยาก อย่างไรก็ตาม มีรายงานว่าแมลงส่วนใหญ่มีความไวต่อรังสียูวี ผึ้งและแมลงอื่นๆ อีกหลายชนิดสามารถตรวจจับแสงอัลตราไวโอเลตได้ ซึ่งช่วยให้พวกมันหาน้ำหวานในดอกไม้ได้ พืชที่ต้องพึ่งพาการผสมเกสรโดยแมลงอาจประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์เนื่องจากรูปลักษณ์ของพวกมันในแสงอัลตราไวโอเลตมากกว่าสีสันที่มนุษย์มองเห็น ขีดจำกัดคลื่นยาวของผึ้งอยู่ที่ประมาณ 590 นาโนเมตร กุ้งแมนติสมีออปซินมากถึง 14 ชนิด ทำให้สามารถมองเห็นได้ในช่วงคลื่นตั้งแต่ต่ำกว่า 300 นาโนเมตรถึงมากกว่า 700 นาโนเมตร.

การมองเห็นด้วยความร้อน

(Thermal vision)

งูบางชนิดสามารถ "มองเห็น" ความร้อนที่แผ่รังสีในช่วงความยาวคลื่นระหว่าง 5 ถึง 30 ไมโครเมตรได้อย่างแม่นยำในระดับที่งูหางกระดิ่งตาบอดสามารถเล็งเป้าหมายไปยังส่วนที่อ่อนแอของร่างกายเหยื่อเพื่อโจมตีได้ และงูชนิดอื่นที่มีอวัยวะนี้อาจตรวจจับร่างกายที่อบอุ่นได้จากระยะห่างหนึ่งเมตร นอกจากนี้ยังอาจใช้ในการควบคุมอุณหภูมิร่างกายและการตรวจจับผู้ล่าอีกด้วย.

สเปกโทรสโกปี

(Spectroscopy)

สเปกโทรสโกปีคือการศึกษาวัตถุโดยอาศัยสเปกตรัมของสีที่วัตถุนั้นปล่อยออกมา ดูดซับ หรือสะท้อน สเปกโทรสโกปีแสงที่มองเห็นได้เป็นเครื่องมือสำคัญในทางดาราศาสตร์ (เช่นเดียวกับสเปกโทรสโกปีที่ความยาวคลื่นอื่นๆ) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ใช้ในการวิเคราะห์คุณสมบัติของวัตถุที่อยู่ไกลออกไป สามารถตรวจจับธาตุเคมีและโมเลกุลขนาดเล็กในวัตถุทางดาราศาสตร์ได้โดยการสังเกตเส้นการปล่อยและการดูดกลืน ตัวอย่างเช่น ฮีเลียมถูกตรวจพบครั้งแรกโดยการวิเคราะห์สเปกตรัมของดวงอาทิตย์ การเปลี่ยนแปลงความถี่ของเส้นสเปกตรัมใช้ในการวัดการเลื่อนดอปเปลอร์ (การเลื่อนไปทางแดงหรือการเลื่อนไปทางน้ำเงิน) ของวัตถุที่อยู่ไกลออกไปเพื่อกำหนดความเร็วของวัตถุนั้นว่าเคลื่อนที่เข้าหาหรือออกจากผู้สังเกต สเปกโทรสโกปีทางดาราศาสตร์ใช้ตะแกรงเลี้ยวเบนที่มีความละเอียดสูงในการสังเกตสเปกตรัมที่ความละเอียดสเปกตรัมสูงมาก.

สเปกตรัมแสงสีฟ้า

(Blue light spectrum)

แสงสีฟ้า ซึ่งมีช่วงความยาวคลื่นระหว่าง 400 ถึง 500 นาโนเมตร มีผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างกว้างขวาง โดยมีอิทธิพลต่อกระบวนการทางสรีรวิทยาหลายอย่างในร่างกายมนุษย์ แม้ว่าแสงสีฟ้าจะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมจังหวะการนอนหลับ การเพิ่มความตื่นตัว และการสนับสนุนการทำงานของสมอง แต่การมีอยู่ของแสงสีฟ้าอย่างแพร่หลายได้ก่อให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อสุขภาพโดยรวม การสัมผัสกับแสงสีฟ้าเป็นเวลานานเป็นอันตรายต่อสุขภาพของดวงตาและอาจทำให้เกิดอาการต่างๆ เช่น ตาแห้ง อ่อนเพลีย และมองเห็นไม่ชัด เนื่องจากเราพึ่งพาอุปกรณ์ดิจิทัลและแสงประดิษฐ์มากขึ้น จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจเส้นทางที่ซับซ้อนของสเปกตรัมแสงสีฟ้าที่ส่งผลต่อกระบวนการทางชีวภาพ เพื่อลดอันตรายจากแสงสีฟ้า สามารถนำกลยุทธ์การจัดการที่มีประสิทธิภาพมาใช้ได้ รวมถึงการจำกัดเวลาการใช้หน้าจอก่อนนอนและการใช้ตัวกรองแสงสีฟ้า.

แสงสีฟ้าเป็นส่วนสำคัญของสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ โดยมีช่วงความยาวคลื่นประมาณ 400-480 นาโนเมตร แสงสีฟ้าส่วนใหญ่เกิดจากหลอดไฟ LED และหน้าจอดิจิทัล ซึ่งปัจจุบันพบเห็นได้ทั่วไปในโลกของเราแสงไฟ LED สร้างแสงสีขาวโดยการผสมแสงสีฟ้ากับความยาวคลื่นอื่นๆ ซึ่งมักใช้สารเรืองแสงสีเหลืองอย่างการ์เนต แสงสีฟ้าจากหน้าจอดิจิทัล เช่น คอมพิวเตอร์ สมาร์ทโฟน และแท็บเล็ต ปล่อยแสงสีฟ้าในปริมาณมาก ทำให้เราได้รับแสงสีฟ้าอย่างต่อเนื่องตลอดทั้งวันและคืน แสงสีฟ้ามีผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการทางสรีรวิทยาหลายอย่างในสุขภาพของมนุษย์

การใช้แสงสีฟ้าอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสแสงสีฟ้ามากเกินไป การสัมผัสแสงสีฟ้ามากเกินไปนั้นมีความเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของสุขภาพดวงตา รูปแบบการนอนหลับ และความเป็นอยู่ที่ดี.

แสงประดิษฐ์

(Artificial)

แสงไฟ LED, หน้าจอดิจิทัล และหลอดฟลูออเรสเซนต์ เป็นตัวอย่างของแหล่งกำเนิดแสงสีฟ้าประดิษฐ์ทั่วไป แสงไฟ LED ถูกใช้อย่างแพร่หลายเนื่องจากความทนทานและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ปล่อยแสงสีฟ้ามากกว่าหลอดไฟไส้แบบดั้งเดิม ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพการนอนหลับและสุขภาพตาหากใช้มากเกินไปในเวลากลางคืน แสงสีฟ้าถูกปล่อยออกมาจากหน้าจอดิจิทัล เช่น คอมพิวเตอร์ แท็บเล็ต สมาร์ทโฟน และโทรทัศน์ ซึ่งอาจนำไปสู่การสัมผัสเป็นเวลานานในชีวิตสมัยใหม่

การใช้หน้าจอดิจิทัลมากเกินไป โดยเฉพาะก่อน

นอน อาจทำให้ตาแห้ง ปวดตา และ

รูปแบบการนอนหลับไม่ปกติ หลอดฟลูออเรสเซนต์

ปล่อยแสงสีฟ้าและมักใช้ในพื้นที่สาธารณะและสถานที่ทำงานการใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นเวลานานอาจทำให้ปวดตา อ่อนล้า และปัญหาจังหวะการนอนหลับ โดยเฉพาะในพื้นที่ภายในอาคารที่มีแสงธรรมชาติส่องถึงน้อย.

กลไก

(Mechanism)

แสงสีฟ้ามีคลื่นความยาวสั้นและมีพลังงานสูง ทำให้มีประสิทธิภาพสูงในการทะลุทะลวงเข้าสู่ดวงตาของมนุษย์และก่อให้เกิดผลทางชีวภาพ.

ปริญญาเอก (Ph.D) 🇹🇭

ผู้ทำการสำรวจ / บันทึกภาพ

โดย : น.ส รัชรินทร์ดา เตชะประสาน 🇹🇭

พิกัด : เกาะลันตา 🇹🇭

ตำบลศาลาด่าน อำเภอเกาะลันตา จังหวัดกระบี่

ประเทศไทย 🇹🇭

เรียบเรียงบทความ ภาษาอังกฤษ, ไทย 🇹🇭

โดย : น.ส รัชรินทร์ดา เตชะประสาน 🇹🇭

เคลียร์มิลลี่ 8888 🇹🇭

ประเทศไทย 2569 🇹🇭

วันที่ 30 เดือน พฤษภาคม พ.ศ 2569 🇹🇭

เวลา 08 : 00 น. 🇹🇭

#LongLiveTheKingThailand👑🇹🇭

#KingThailandKingRama10👑🇹🇭

#ThailandBrandKingRama10👑🇹🇭

#KingRama10NumberOneInTheWorld👑🇹🇭

#KingRamaXOfThailand👑🇹🇭

https://www.facebook.com/share/1Fmd5ScNNs/

https://www.facebook.com/share/1cP1HPR3SR/

https://www.facebook.com/share/18KBjnXFDq/