ท่านเคยมีประสบการณ์ในการซื้อของที่ท่านคิดว่ามีสีสันสวยงามจากร้านค้า แต่พอกลับมาถึงบ้านหรือเพียงแค่นำของออกมาจากร้านค้า สีของของขึ้นนั้นกลับไม่เป็นอย่างที่คิดหรือไม่ บทความนี้จะช่วยให้ท่านเข้าใจว่าทำไมสีของของที่ท่านคิดว่าสวยงามเมื่อเห็นในร้านค้าจึงไม่สวยงามเหมือนที่ท่านคิดเมื่ออยู่นอกร้านค้า

แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

            แสงที่จะกล่าวถึงในบทนี้ คือ แสงที่มนุษย์สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า (visible light) หรือที่เรียกว่า "แสงขาว"(white light) แสงดังกล่าวประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ (frequency) ต่าง ๆ เรียงกันเป็นแถบ เรียก "สเปกตรัม" (ดูรูปที่ 1 ส่วนที่วงด้วยเส้นประ) ในทางวิทยาศาสตร์นิยมกำหนดความยาวคลื่น (wavelength) ในหน่วยนาโนเมตร (nanometer)

รูปที่ 1 สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ที่มา http:/farm3.staticflickr.com/2690/4209533360 517efecd6br_o.jpg

            แสงขาวมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 400- 700 นาโนเมตร ประกอบด้วยแสงสีต่าง ๆ ได้แก่ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสดและแดง หรือสีรุ้งที่เราเห็นแสงสีต่าง ๆ เหล่านี้สามารถแยกได้ด้วยปริ่ซึม  เรียก "การกระจายแสงู" (light dispersion) หรือด้วย เกรตติ้งโดยอาศัย "การเลี้ยวเบน" (diffraction) (ดูรูปที่ 2) แสงขาวปริซึม

รูปที่ 2 การแยกแสงสีต่าง ๆ ออกจากแสงขาวโดยใช้ปริซึม
ที่มา http://www.thaigoodview.com/fles/u2693/spectr 1 jpg

แผ่นซีดีซึ่งมีคุณสมบัติเป็นเกรตติ้ง
ที่มา http:/ww.gjiangrandi.ch/optics/spectrumn/spectrum-on-a-cd.jpg

            แหล่งกำเนิดแสงขาวที่สำคัญ คือ ดวงอาทิตย์ส่วนแสงที่เปล่งออกมาจากหลอดฟลูออเรสเซนซ์หรือหลอดไส้ที่เราใช้ในชีวิตประจำวันถือเป็นแสงขาวเช่นกัน

ดวงตากับการรับรู้สี

            การรับรู้ (perception) คือ กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนการเลือกสิ่งเร้า (selection) การประมวลสิ่งเร้า (organization)  และการแปลผลตีความสิ่งเร้า (interpretation) การรับรู้มีความเกี่ยวโยงกับผัสสะ (sensation) หรือขั้นตอนที่สิ่งเร้ากระทบประสาทสัมผัส (อายตนะ) ซึ่งเป็นการรับข้อมูลจากภายนอกเข้าสู่ตัว นอกจากนี้การรับรู้ยังเป็นกระบวนการที่มีส่วนเกี่ยวโยงกับความจำ (memory) กล่าวคือการแปลผลตีความสิ่งเร้าจะต้องเทียบเคียงกับประสบการณ์เดิมที่บันทึกไว้ หรืออาจกล่าวได้ว่า การรับรู้เป็นสิ่งที่ต้องเรียนรู้เพราะหากขาดการเรียนรู้หรือประสบการณ์ จะเป็นเพียงการรับสัมผัสเท่านั้น

            ตัวอย่างเช่น การที่มนุษย์ได้ยินคำว่า "แม่" กระบวนการที่ช้อนอยู่เบื้องหลังประกอบด้วย การที่หูได้รับข้อมูลที่อยู่ในรูปของชุดความถี่ จากนั้นทำการเปลี่ยนเป็นกระแสประสาทส่งไปยังสมองเพื่อตีความ หากมนุษย์ผู้นั้นไม่เคยมีประสบการณ์เกี่ยวกับคำว่า "แม่" มาก่อนก็ไม่สามารถเข้าใจความหมายได้เปรียบเหมือนเวลาที่มีคนต่างชาติมาพูดกับเราด้วยภาษาของเขาซึ่งเราไม่รู้จัก เราก็ไม่เข้าใจว่าคนต่างชาติผู้นั้นต้องการจะสื่อสารเรื่องอะไรกับเรา หรืออาจกล่าวได้ว่าเราไม่ได้รับรู้สิ่งที่คนต่างชาติพูด เป็นเพียงการรับสัมผัสทางหูเท่านั้น

            อวัยวะสำคัญของมนุษย์ที่ใช้ในการรับรู้สี คือ ตาทำหน้าที่รับแสงสีหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นในช่วงที่ตาสามารถมองเห็นได้ หลังจากที่แสงสีต่าง ๆ ผ่านเลนส์ตา แสงเหล่านั้นจะถูกโฟกัสให้ตกลงบนเรตินา (retina) หรือจอประสาทตา ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อที่มีความไวต่อแสงบุอยู่บนผิวด้านในของตา เชลล์ที่อยู่บนเรตินามีอยู่สองชนิดคือ เซลล์รูปกรวย (cone cell) และเซลล์รูปโคน (rod cell) (ดูรูปที่ 3) ทำหน้าที่แปลงสัญญาณแสงให้กลายเป็นสัญญาณประสาทหรือกระแสประสาทส่งต่อไปยังสมองให้ทำการแปลผล

รูปที่ 3 องค์ประกอบภายในดวงตา
ที่มา http://media.tumblr.com/tumblr Int5tBz71gc9f5v.jpg

            เซลล์รูปกรวยทำให้มนุษย์สามารถรับรู้สีต่าง ๆ ได้เซลล์รูปกรวยเริ่มทำงานได้ดีเมื่อมีความสว่างประมาณนึ่งสังเกตได้จากการที่เราไม่สามารถเห็นสีสันของวัตถุได้หากบริเวณที่วัตถุอยู่มีความสว่างน้อย เช่น ในห้องที่ปิดไฟในเวลากลางคืน เชลล์รูปกรวยมี 3 ชนิด ตอบสนองได้ดีต่อแสงที่มีช่วงความยาวคลื่นต่าง ๆ กัน (ดูรูปที่ 4) ได้แก่ เชลล์รูปกรวยที่ตอบสนองได้ดีต่อแสงสีแดง  แสงสีเขียวและแสงสีน้ำเงิน การรับรู้สีสันของมนุษย์เกิดจากการที่สมองประมวลและตีความตามปริมาณสัญญาณประสาทที่ส่งมาจากเซลล์รูปกรวยทั้ง 3 ชนิดนี้ รายละเอียดจะกล่าวถึงในหัวข้อถัดไป

รูปที่ 4 กราฟแสดงช่วงคลื่นแสงที่เซลล์รูปกรวยแต่ละชนิดสามารถตอบสนองได้
ที่มา http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/img-vis/colcon.gif

            เนื่องจากเชลล์รูปกรวยมีส่วนสำคัญในการรับรู้สีของมนุษย์ ดังนั้นหากเกิดความผิดปกติกับเซลล์รูปกรวยย่อมทำให้การรับรู้สีของมนุษย์มีความผิดเพี้ยนไปด้วยความผิดเพี้ยนดังกล่าวสามารถแสดงได้ด้วยปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ภาพติดตา (after image)" ซึ่งเป็นการทำให้ความสามารถในการตอบสนองของเซลล์รูปกรวยบกพร่องชั่วคราวแต่หากความผิดปกติในเซลล์รูปกรวยเกิดในลักษณะถาวรจะเรียกอาการที่เกิดขึ้นมีชื่อเรียกว่า "ตาบอดสี (color blindness)" เช่น คนที่มีความผิดปกติกับเซลล์รูปกรวยที่ตอบสนองต่อแสงสีแดงจะมีอาการตาบอดสีแดง กล่าวคือ คนผู้นั้นจะรับรู้สีที่มีองค์ประกอบของสีแดงผิดเพี้ยนไปจากคนธรรมดาความผิดเพี้ยนที่เกิดขึ้นมากน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณและความรุนแรงของเชลล์รูปกรวยที่ตอบสนองต่อแสงสีแดง

แสงสีปฐมภูมิกับการผสมแสงสี

            แสงสีปฐมภูมิโดยนิยาม คือ "แสงสีที่รวมกันแล้วทำให้เกิดแสงสีอื่น ๆ แต่แสงสีอื่น ๆ ไม่สามารถรวมกันแล้วเกิดเป็นแสงสีดังกล่าวได้" ประกอบด้วย แสงสีแดง แสงสีเขียวและแสงสีน้ำเงิน สอดคล้องกับแสงสีที่เซลล์รูปกรวยสามารถตอบสนองได้ดี รูปที่ 5 แสดงการผสมกันของแม่สีปฐมภูมิที่มีปริมาณเท่า ๆ กัน เกิดเป็นแสงสีม่วงแดง (แสงสีแดงผสมกับแสงสีน้ำเงิน) แสงสีฟ้าน้ำทะเล (แสงสีน้ำเงินผสมกับแสงสีเขียว)  แสงสีเหลือง (แสงสีแดงผสมกับแสงสีเขียว) และแสงสีขาว (แสงสีแดง แสงสีเขียวและแสงสีน้ำเงินผสมกัน)

รูปที่ 5 ภาพแสดงการผสมกันของแสงสีปฐมภูมิ
ที่มา http://www.ladyada.net/ear/proj1/AdditiveColorMixing.png

            แสงสีที่เกิดจากการผสมกันของแสงสีปฐมภูมิเรียกว่า "ระดับคล้ำสี (shades) หรือ เฉดสีที่เราคุ้นเคย" สีของแสงที่เกิดขึ้น ขึ้นกับสีและความเข้มของแสงที่นำมาผสมกัน ดังที่เราสามารถสร้างสีต่าง ๆ บนหน้าจอคอมพิวเตอร์ด้วยการปรับค่าของ Red, Green และ Blue ในโปรแกรมตัวอย่างเช่น ถ้ากำหนดค่าสีของตัวอักษรในโปรแกรมไมโครชอฟต์เวิร์ด (ดูรูปที่ 6) โดยให้ Bed มีค่ามากกว่า Green และ Blue สีที่ท่านจะได้ คือ ช่วงสีแดง แสด ส้ม เหลือง

รูปที่ 6 ภาพแสดงการเปลี่ยนสีตัวอักษรบนหน้าจอคอมพิวเตอร์
โดยการปรับคำความสว่างของแสงสีแดง (Bed) แสงสีเขียว (Green) และแสงสีน้ำเงิน (Blue)

            สรุปว่าสีของวัตถุที่เราเห็นหรือรับรู้ ขึ้นกับสีและความเข้มของแสงที่อยู่ ณ บริเวณนั้น กล่าวคือ สีของวัตถุที่เรารับรู้เมื่ออยู่ภายใต้แสงขาว (แสงแดด)ย่อมต่างจากสีของวัตถุที่เรารับรู้เมื่ออยู่ภายใต้แสงสีอื่น ๆ เช่น แสงสีเหลือง (แสงเทียนหรือแสงจากหลอดไฟที่นิยมใช้ในห้องจัดงานของโรงแรม) เนื่องจากความเข้มของแสงสีที่ตกกระทบวัตถุและสะท้อนเข้าตาเรามีค่าต่างกันท่านสามารถนำความรู้เรื่องนี้ไปใช้ในการเลือกสรรสิ่งต่าง " ที่มีสีสันตรงความต้องการของท่าน ไม่เช่นนั้นท่านอาจจะต้องบอกกับตัวเองว่า "ทำไมสีของสิ่งของที่ร้านตอนที่เลือกซื้อ ถึงไม่เป็นอย่างที่คิด เมื่อกลับมาบ้าน"

คำถามชวนคิด ทราบหรือไม่ ทำไมคนขายปลาคาร์ฟจึงเลือกใช้หลอดไฟที่ให้แสงสีน้ำเงินในบริเวณร้าน

เฉลย  สีของปลาคาร์ฟภายใต้แสงสีน้ำเงินจะดูเข้มกว่าสีของปลาคาร์ฟที่อยู่ภายใต้แสงปกติ เนื่องจากปริมาณแสงสีแดงและแสงสีน้ำเงินที่ตกกระทบที่ตัวปลาแล้วสะท้อนเข้าตาเราได้ลดลง

            บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://magazine.ipst.ac.th/

บรรณานุกรม

Light. (2013, October 22). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved October 30, 2013, from http://en.wikipedia.org/w/index.php?tittle=Light&oldid=578211282

Nopparatjamjomras, S., Nopparatjamjomras, T. R., & Chitaree, R. (2011). Using hidden messages created byMicrosoft@ Word to teach studentsabout colour filters.Teaching Science: The journal of Australian Science Teachers Association,574), 49-50.

เรตินา. สืบค้นเมื่อ 30 ตุลาคม 2558, จาก http://www.ramamental.com/psychiatrist/sensation-and-perception/ware/SSC231/Psychology/Chapter5/Ch5.pdf

เรตินา. สืบคันเมื่อ 30 ตุลาคม 2558, จาก http://th.wikipedia.org/wiki/เรตินา