Värien näkemisen fysiikkaa

Abstract

Tässä tutkielmassa tarkastellaan värihavaintoon johtavia tekijöitä fysiikan kannalta. Ihmisen väriaistimus syntyy monen tekijän summana; värien näkemisen edellytyksenä on valonlähde, jonka tuottama valo kulkeutuu joko suoraan tai heijastuen eri pinnoilta kohti silmää, jossa valolle herkät fotoreseptorisolut reagoivat valoärsykkeeseen ja muodostavat signaalin aivoille saadusta ärsykkeestä. Aivoissa ärsyke tulkitaan valoksi ja saadaan muodostettua käsitys sen väristä.

Tutkielmassa lähdetään liikkeelle tarkastelemalla valoa ja sen fysikaalisia ominaisuuksia, joilla on vaikutusta valon väriin. Värin näkemiseen liittyvät valon ominaisuuksien lisäksi oleellisena osana myös ihmissilmä ja -aivot, joten tutkielman lopulla käydään läpi perusperiaatteiden kautta, miten värihavainto syntyy silmän ja aivojen yhteistyön tuloksena. Koska väriaistimukseen liittyvät silmän ja aivojen toiminta, ei ole olemassa vain yhtä käsitystä siitä, mitä väri on ts. kaikki ihmiset näkevät tai kokevat värejä eri tavoilla. Eroavaisuudet värihavainnoissa, kuten erilaiset värisokeudet, johtuvat silmän tai aivojen fysiologisista eroavaisuuksista. Tässä tutkielmassa jätetään kuitenkin tarkastelematta näistä tekijöistä johtuvia eroja värihavainnoissa. Fysikaalisesti väriä voidaan pitää valon eri aallonpituuksista ja niiden välisistä voimakkuuseroista koostuvana ilmiönä.