Dovezi experimentale pentru teoria duplicităţii

Dacă bastonaşele sunt cele care răspund la o lumină foarte slabă, o astfel de lumină nu ar trebui să provoace nici un răspuns de la fovea care ar fi oarbă pe întuneric la toate persoanele. Pentru a testa această predicție, ochiul este adaptat la întuneric și o lumină slabă este proiectată doar pe fovee. Este necesară o fixare foarte exactă; în caz contrar, lumina va cădea în afara foveei și va ajunge la unele bastonaşe. În loc de un singur punct de fixare, se utilizează un inel de puncte slab luminoase. Dacă inelul are un diametru de 3° și este fixat în ansamblu, centrul  inelului va corespunde foveei. Lumina test este dată în centrul inelului. Prin astfel de experimente, pragul foveal, în timpul adaptării la întuneric, se constată a fi mult mai mare decât cel al regiunii parafoveale. Se poate vedea o stea slabă, mai bine fiind văzută puțin într-o parte. Aceasta a fost o informație importantă pentru cei care trebuiau să vadă lucrurile noaptea în timpul războiului.

Un spectru foarte slab nu are nici un spectru vizibil de culoare, ci numai o gradație de luminozitate. Luminozitatea sa maximă se situează la o lungime de undă de 500 mµ în loc de la 560 cum este cazul într-un spectru luminos. Curba de luminozitate a spectrului este aceeași pentru ochiul normal adaptat la întuneric, cu iluminare slabă, așa este pentru ochiul orb la culoare sub orice iluminare (Fig. 1) Aparatul bastonaşului este reglat în mod evident la o lungime de undă mai mică  decât conurile.

Un fapt conex a fost mult timp cunoscut sub numele de fenomenul Purkinje. Dacă o hârtie roșie și o hârtie verde (sau albastră) sunt potrivite pentru strălucire sub iluminare bună și sunt apoi puse în lumină mult mai slabă, verde (sau albastru) apare mai luminos. În lumină bună conurile, în lumină slabă bastonaşele, contribuie în cea mai mare parte la senzație. În consecință, roșiile sunt relativ luminoase în light puternic și verde și albastru în luminăslabă. Verdele și albastrul în lumină slabă nu sunt doar relativ luminoase, ci şi albicioase din cauza contribuției incolore a bastonaşelor. Se spune că fenomenul Purkinje eșuează atunci când stimulul se limitează strict la regiunea fără bastonaşe și, de asemenea, în cazurile de orbire nocturnă.

Fig. 1. Sensibilitatea ochiului la diferite lungimi de undă. Cele trei curbe reprezintă sensibilitatea bastonaşelor, conurilor periferice și respectiv, conurilor foveale. Sensibilitatea este definită ca 1/prag, cu pragul foveal la o lungime de 555 mµ luată ca unitate. Ordonata din stânga oferă sensibilitatea în unităţi logaritmice. Este de reţinut că bastonaşele sunt considerabil mai sensibile la lungimi de unde scurte, spre capătul violet al spectrului.

Răspunsul ochiului adaptat la întuneric faţă de lumina slabă se numește vedere „scotopică” (vedere în întuneric); este aproape pură vedere cu bastonaşe. Vederea „fotopică” este răspunsul la o lumină mai puternică, dominată de conuri.

Senzația cromatică

Nuanța și saturația corespund compoziției spectrale a luminii care ajunge la ochi. Datorită transmiterii selective a unui filtru sau a reflexiei selective ansuprafeței, energia care ajunge la ochi poate fi distribuită inegal între diferitele  lungimi de undă cu o anumită bandă de valori predominante. Lungimea predominantă a undelor din amestec este cea care determină nuanța pe care o experimentăm. Distribuțiile spectrale reprezentate pentru anumite părți ale stimulului sunt atinse la anumite  lungimi de undă. Vârful la cele mai înalte lungimi de undă vizibile determină senzația de roșu, în timp ce vârful de la aproximativ 450 mµ  dă naștere albastrului.  Culorile  spectrului corespund unor benzi de lungimi de undă. Nuanțele familiare, roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, violet, sunt aranjate în ordine de la cea mai lungă la cea mai scurtă lungime de undă.

Cercul de culori

Dacă am spația aceste nuanțe în mod corespunzător în jurul perimetrului unui  cerc am putea obține un aranjament cunoscut sub numele de cerc de culoare,  o schemă potrivită pentru a descrie anumite fapte despre culori. Figura 2 prezintă un cerc de culori reprezentând toate nuanțele spectrale plus o nuanță nespectrală, purpurie. De asemenea, în regiunea nonspectral este roșu, de obicei, considerat psihologic "pur." Cea mai mare saturație de orice nuanță poate fi considerată ca se află pe circumferința cercului.

Fig. 2 – Cercul culorilor

Pe măsură ce înaintăm de-a lungul oricărei raze întâlnim continuu aceeași nuanță, dar în saturaţii în continuă scădere. Acest lucru este ilustrat de locațiile de roz închis și roz pal în interiorul cercului. Când se ajunge la centrul  cercului, desaturația este completă, astfel încât doar un gri sau alb acromatic este reprezentat acolo. Un cerc de culori include toate nuanţele tuturor gradelor de saturație, dar este considerat în mod convențional a reprezenta doar un singur nivel de luminozitate. Pentru a încorpora toată experiența cromatică în schema noastră, trebuie doar să considerăm că un număr mare de cercuri de culori sunt stivuite unul deasupra celuilalt, variind în sus de la cea mai mică la cea mai mare luminozitate.