¿Por qué la luz de la luna tiene una temperatura de color más baja?

Question

La luz de la luna tiene una temperatura de color de 4100K, mientras que la luz del sol tiene una temperatura de color más alta de más de 5000K.

Pero los objetos iluminados por la luz de la luna no parecen más amarillos a simple vista. Pueden parecer más azules. Esto ocurre tanto en interiores (como en mi pasillo) como en exteriores. Me resulta contradictorio que la luz de la luna tenga una temperatura de color más baja. Pensaba que el sol es la fuente natural de luz más amarilla que tenemos.

¿Es esto debido a la baja sensibilidad al color del ojo en condiciones de poca luz? En otras palabras, ¿la luz de la luna es en realidad más amarilla, pero nuestros ojos no pueden ver ese intenso color amarillo?

Si alguien utilizara una lente gigante para concentrar la luz de la luna y alcanzar el brillo del sol, ¿los objetos iluminados por esta luz parecerían más amarillos a simple vista que los mismos objetos bajo la luz del sol? ¿Alguien ha hecho algún experimento así? He buscado, pero no he encontrado ninguno.

Alternativamente, si tomo una foto de larga exposición de un paisaje iluminado por la luna llena y otra iluminada por la luz del sol, y igualo el balance de blancos y la exposición, ¿la foto iluminada por la luz de la luna parecerá más amarilla?

Answer 1

Te remito a la imagen a continuación, tomada de Ciocca & Wang (2013). Esto muestra claramente que el espectro de la luna (normalizado para tener una fuerza general similar a la luz solar) es más rojo que la luz solar y, por lo tanto, tiene una "temperatura de color" más baja. Esto es un hecho, no una percepción.

EDICIÓN: Solo para aclarar cierta confusión: el OP habla de "más amarillo" porque así es como el ojo percibe un espectro más rojo (en el sentido de la Física de la palabra, que significa desplazado a una longitud de onda más larga - ver imagen). En este sentido, sí, la luz de la luna es "más amarilla" que la luz solar porque tiene un espectro más rojo.

La razón del espectro más rojo es que la reflectancia de la luna aumenta en longitudes de onda más rojas, por lo que, dado que la luz de la luna es luz solar reflejada, debe ser más roja que la luz solar.

En cuanto a nuestra percepción de la luz de la luna, las opiniones varían. Si bien la luz probablemente es demasiado brillante para una visión escotópica real, es probable que no sea lo suficientemente brillante como para que la visión en color completa esté operativa, y por lo tanto la visión mesópica inferior toma el control, con células oculares más sensibles a la luz azul, también conocido como el efecto Purkinje.

Esto es exactamente lo que sugieren Ciocca & Wang en su artículo. Sin embargo, hay que señalar que la diferencia entre el espectro solar y lunar no es tan grande, especialmente considerando que el ojo funciona como un detector de intensidad logarítmica. Es completamente posible que la diferencia no sea lo suficientemente grande como para ser percibida por el ojo, por lo que el amplio espectro de la luna básicamente parece blanco y esto se ve realzado si se ve contra un cielo oscuro.

Answer 2

Además del efecto Purkinje, otra cosa que contribuye a la percepción diferente es el contraste con la luz ambiente:

• Cuando el sol está alto en el cielo, la luz ambiente es la del cielo. Azul por dispersión de Rayleigh. Contra eso, cualquier cosa directamente iluminada por el sol parece ligeramente amarilla.
• Cuando el sol está bajo, la misma dispersión actúa como un filtro, lo que significa que la luz solar es amarilla/naranja cuando llega a ti.
  • Por cierto, eso también es cierto para la luna cuando está cerca del horizonte: ¡se ve mucho más roja entonces!
  • Cuando el sol está bajo, la luz ambiente tiene una temperatura mucho más baja, lo que significa que cualquier objeto que emita luz por sí mismo parecerá más azul en comparación, incluida la luna, si está más alta en el cielo. (Lo cual generalmente necesita estar para ser visible de día.)
• Por la noche, la luz ambiente no está dominada por la luz de la luna dispersada por Rayleigh, sino por la luz de las estrellas (o, en regiones urbanas, más bien por el resplandor del cielo). Esto no es azul, por lo tanto no hace que la luna sea percibida más amarilla de lo que realmente es.

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Para probar un poco esta hipótesis, he hecho esta imagen:

Bueno... no funciona completamente de manera convincente, tengo que decir — los dos blancos se ven bastante similares. De hecho, son iguales. ¿El fondo azul hace que parezca un poco más amarillo para ti? No estoy seguro.

Pero el efecto es ciertamente mucho más pronunciado si estás realmente rodeado por el cielo azul. En particular, como acabo de recordar: esta "corrección automática del balance de blancos" funciona con un cierto retraso. Un objeto blanco en un fondo verde puede seguir pareciendo blanco, pero mira fijamente una pantalla verde durante unos minutos y todo lo demás parecerá tener un tono morado. Creo que esto tiene que ver realmente con los receptores de color en el ojo cansándose. Por la noche, tus ojos tienen mucho tiempo para adaptarse al punto blanco, y por lo tanto todo parecerá más azul, incluida la luna. A esto se añade que las fuentes tradicionales de luz artificial tienen una temperatura de color muy baja — los ojos se adaptarán a esas fuentes más que a las fuentes de luz natural remotas.

Answer 3

Tomé una foto durante el día, a las 2PM:

Tomé una foto por la noche (4AM) de la misma escena, iluminada por la luz de la luna llena. Esta es una foto de larga exposición (30 segundos) con aproximadamente la misma exposición:

Ajusté el equilibrio de color para que coincida con la foto de día (temp=5100 y tint=+3 en Lightroom). La escena iluminada por la luna tiene un fuerte color amarillento:

Esto demuestra que la luz de luna realmente tiene una temperatura de color más baja. No es una ligera diferencia en color, sino una muy grande.

Este experimento excluye el efecto de:

• El cielo azul haciendo que las cosas en el suelo se vean amarillas en comparación (porque no hay cielo en esta foto, y el equilibrio de color está ajustado de la misma manera para ambas fotos).
• El ojo incapaz de percibir colores o percibiéndolos incorrectamente (efecto Purkinje) cuando está oscuro.
• El sol o la luna en el horizonte (porque están altos en el cielo en esta foto)

Answer 4

Pensaba que el sol es la fuente natural de luz más amarilla que tenemos.

¿Qué te hizo pensar eso? Es bastante claro que, por definición, es la fuente de luz más blanca que tenemos, ya que la luz del sol es lo que usamos para juzgar todos los colores.

Ahora, la luz solar directa es bastante cercana a un espectro de emisión de un cuerpo negro. La luna, no tanto. Es luz reflejada, por lo que asignar una temperatura de color real no va a reflejar la realidad demasiado, ya que una temperatura de color implica toda una distribución espectral, y la luna tiene el espectro del sol modificado por su coeficiente de reflexión promedio dependiente de la longitud de onda. Su temperatura propia es tal que su propia radiación de cuerpo negro no va a contribuir significativamente a la parte visible del espectro.

El color rojizo de un eclipse lunar se atribuye a la luz dispersa de la atmósfera terrestre en lugar de la "resplandor" de la luna llena inmediatamente anterior.

Entonces dudo que una "temperatura de color" tenga mucho sentido para la luna.