ฟิสิกส์ของสี ของ สี

สี เป็นการรับรู้ทางดวงตาเมื่อมีแสงสีนั้นมากระทบ การอธิบายเรื่องสี (Color) อธิบายได้มากมายไม่ว่าจะเป็นทางด้านอารมณ์ ความรู้สึก ซึ่งมีทั้งที่เป็นวิทยาศาสตร์ และไม่ใช่วิทยาศาสตร์ แต่ที่จะกล่าวถึงในตอนนี้ ก็กล่าวเฉพาะเรื่องราวที่เป็นทางวิทยาศาสตร์ และเน้นไปที่มิติของฟิสิกส์เท่านั้นเริ่มต้นจากสมัยของนิวตัน (Newton) ในศตวรรษที่ 17 ที่ความเข้าใจเรื่องสีเป็นไปในอีกลักษณะหนึ่ง โดยเข้าใจว่าสีขาวคือ สีบริสุทธิ์ ส่วนสีอื่น ๆเป็นการแปลงร่างของสีขาว ในตอนนั้นเรารับรู้กันแล้วว่าเมื่อผ่านแสงแดดไปยังแท่งแก้วสามเหลี่ยมที่เรียกว่าปริซึม (prism) จะทำให้เกิดแสงสีต่าง ๆ ได้ นิวตันเองได้ทำการทดลองเรื่องนี้ การทดลองของนิวตันได้เผยให้เห็นว่าแท้จริงแล้ว "แสงขาว" (แสงที่มากระทบฉากขาวแล้วเกิดเป็นสีขาว) ไม่ใช่สีเดี่ยวหรืออีกนัยหนึ่งก็คือไม่ใช่สีบริสุทธิ์ เพราะเฉดสีของแสงต่าง ๆ ที่หักเหออกจากปริซึมนั้นแยกเป็นสีต่าง ๆ คือ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง เหมือนที่เห็นในแถบสีของรุ้งกินน้ำนิวตันทำการทดลองนำปริซึมมาอีกอันหนึ่งแล้วทำการผ่านแสงบางส่วน ที่มีจำนวนสีน้อยลงมาผ่านปริซึมอีกครั้ง ซึ่งครั้งนี้นิวตันได้สังเกตเห็นสีที่มีแถบสีที่ใกล้เคียงกันจำนวนน้อยลงหากพูดกันด้วยภาษาแบบฟิสิกส์ก็คือ สีที่หักเหได้ในครั้งที่สองนี้มีลักษณะเป็นแสงเดี่ยว (monochromatic) มากขึ้นความเข้าใจเกี่ยวกับสีต่าง ๆ ที่รวมเป็นแสงขาวนี่เองที่นิวตันนำมาอธิบายการมองเห็นเนื้อสี (hue) ว่าการที่เราเห็นสีต่าง ๆ จากวัตถุได้นั้นเกิดจากการที่วัตถุนั้นสะท้อนหรือดูดกลืนสีต่าง ๆ ได้แตกต่างกัน เรามองเห็นวัตถุสีเหลืองก็เพราะว่าวัตถุนั้นสะท้อนสีเหลืองได้มากกว่าสีอื่น ๆ นั่นเอง นิวตันได้แสดงให้เห็นด้วยว่าถ้าเอาแสงสีต่าง ๆ เหล่านี้มาผสมกัน ก็จะทำให้เกิดเป็นสีอื่น ๆ ได้เช่น ถ้าเอาแสงสีแดงมาผสมกับแสงสีเหลืองบนฉากสีขาวเราจะมองเห็นเป็นสีส้ม และถ้าเอาแสงสีทั้งหมดมาผสมกันมันก็จะได้สีขาวขึ้นมาอีกครั้งหนึ่งเรียกว่าความเข้าใจเกี่ยวกับเรื่องแสงสี (color) และเนื้อสีของวัตถุ (hue) นั้นมีมากขึ้นจากคำอธิบายของนิวตันถึงแม้จะมีบางข้อสรุปที่มีข้อผิดพลาดอยู่บ้าง เช่น นิวตันคิดว่าจะต้องมีสีมากกว่า 2 แสงสี มาผสมกันจึงจะทำให้เกิดเป็นแสงสีขาวได้ แต่ฮอยเกนส์ก็ได้แสดงให้เห็นว่าคู่สีบางคู่ก็สามารถทำให้เกิดแสงสีขาวได้ เช่น สีเหลือง (yellow) และสีน้ำเงิน (blue) ซึ่งภายหลังนิวตันก็ได้ยอมรับแนวความคิดที่ว่ามีคู่สีหรือจำนวนสีไม่มาก ก็สามารถทำให้เกิดแสงสีขาวได้ ซึ่งปรากฏในหนังสืออธิบายเกี่ยวกับแนวคิดของแสงสี ซึ่งเป็นรากฐานของวิชา OPTICS ในยุคต่อ ๆ มา