Dlaczego widzimy barwy?

Aby mówić o fizjologii widzenia, musimy na początku zwrócić uwagę, że przedmioty, które nas otaczają same w sobie nie mają koloru. Abyśmy widzieli barwy potrzebne jest światło. To właśnie dzięki światłu nasz mózg interpretuje odbite strumienie światła, a przedmioty nie są już pozbawione koloru. Widzimy, ponieważ światło, które dociera do siatkówki zostaje przetworzone przez miliony fotoreceptorów w impuls, który następnie jest przesyłany przez nerw wzrokowy do naszego mózgu.

Co to jest światło widzialne?

Światło widzialne to widzialna część promieniowania elektromagnetycznego, czyli promieniowanie widzialne odbierane przez siatkówkę ludzkiego oka. Długości fal promieniowania widzialnego to jakieś 380-780 nm. Światło białe jest to mieszanina fal o różnych długościach. Fale o różnej długości załamują się na różne sposoby, np. w pryzmacie, co sprawia, że światło może rozszczepiać się widmo, w którym barwy zmieniają się w sposób stały. Dla fal najkrótszych będzie to barwa fioletowa, powoli przechodząc w niebieską, żółtą, zieloną, pomarańczową aż do czerwonej. Jeżeli wyjdziemy poza spektrum widzialne, będzie to promieniowanie ultrafioletowe z falą krótszą niż 380nm lub promieniowanie podczerwone z falą o długości powyżej 780nm.

Barwy możemy rozróżniać dzięki siatkówce, a dokładniej dzięki fotoreceptorom (czopkom i pręcikom) jakie się na niej znajdują. Czopki są aktywne podczas widzenia dziennego. Wyróżnia się trzy rodzaje czopków, z czego każdy z nich ma odmienną charakterystykę widmową, tzn., że reaguje na światło z innego zakresu barw.

Pierwszy reaguje na światło czerwone, czyli fale długie – ok 720 nm, drugi reaguje na światło zielone, czyli fale o średniej długości – 530 nm, z kolei trzeci na światło niebieskie czyli fale krótkie – ok. 420 nm. Czopki powalają widzieć w dobrych warunkach oświetleniowych i właśnie w takich warunkach najbardziej wrażliwe są na promieniowanie o długości 555 nm, czyli światło o barwie żółtozielonej.

Widzenie zmierzchowe (skotopowe albo pręcikowe) uaktywnia się, kiedy jest ciemno. Pracujące wysoce światłoczułe pręciki umożliwiają wykrywanie kształtu, ruchu i poznawanie małych szczegółów. Są bardziej wrażliwe od czopków i pomagają dostrzec konturów w ciężkich warunkach. Mogą oddawać różne stopnie szarości, ale nie potrafią za to rozróżniać barw. W pręcikach umieszczony jest barwnik nazwany rodopsyną, która jest bardziej czuła na kolor niebieski i kolor zielony, natomiast mało czuła na kolor czerwony, który nocą wydaje się być prawie czarny.

Czopki znajdują się głównie w środku siatkówki, dookoła tzw. osi optycznej oka, gdzie mieści się plamka żółta, miejsce najwyraźniejszego widzenia. Dlatego w ciągu dnia najlepiej widzimy patrząc na wprost. Natomiast pręciki umieszczone są poza plamką żółtą, dlatego w nocy lepiej widzimy kątem oka. Wtedy obraz tworzy się w obszarze największego skupienia pręcików.