O efeito de Purkinje (às vezes chamado de mudança de Purkinje ou adaptação ao escuro) é a tendência de que a sensibilidade de pico de luminância do olho humano se desloque em direção à extremidade azul do espectro de cores em níveis baixos de iluminação. O efeito é nomeado após o anatomista tcheco Jan Evangelista Purkyně.

Este efeito introduz uma diferença no contraste da cor sob diferentes níveis de iluminação. Por exemplo, sob a luz solar intensa, as flores de gerânio aparecem vermelho brilhante contra o verde opaco de suas folhas ou flores azuis adjacentes, mas na mesma cena vista ao entardecer, o contraste é invertido, com as pétalas vermelhas aparecendo um vermelho escuro ou preto, e as folhas e pétalas azuis parecendo relativamente brilhantes.

A sensibilidade à luz na visão escotópica varia com o comprimento de onda, embora a percepção seja essencialmente em preto e branco. O desvio de Purkinje é a relação entre o máximo de absorção da rodopsina, atingindo um máximo de cerca de 500 nm, e o das opsinas nos cones de comprimento de onda longo e comprimento de onda médio que dominam a visão fotópica, cerca de 555 nm.

Na astronomia visual, o deslocamento de Purkinje pode afetar as estimativas visuais de estrelas variáveis ​​ao usar estrelas de comparação de cores diferentes, especialmente se uma das estrelas estiver vermelha.

Fisiologia
O efeito ocorre porque os cones sensíveis à cor na retina são mais sensíveis à luz verde, enquanto os bastonetes, que são mais sensíveis à luz (e, portanto, mais importantes com pouca luz), mas não distinguem cores, respondem melhor a verde luz azul. É por isso que os seres humanos tornam-se virtualmente cegos à cor sob baixos níveis de iluminação, por exemplo, o luar.

O efeito Purkinje ocorre na transição entre o uso primário dos sistemas fotópico (baseado em cone) e escotópico (baseado em bastonete), isto é, no estado mesópico: à medida que a intensidade diminui, as varetas assumem e antes que a cor desapareça completamente, ela muda para a sensibilidade superior das hastes.

A sensibilidade da haste melhora consideravelmente após 5 a 10 minutos no escuro, mas as hastes levam cerca de 30 minutos de escuridão para regenerar os fotorreceptores e alcançar a sensibilidade total.

Uso de luzes vermelhas
A insensibilidade das hastes à luz de longo comprimento de onda levou ao uso de luzes vermelhas sob certas circunstâncias especiais – por exemplo, nas salas de controle de submarinos, em laboratórios de pesquisa, aeronaves ou durante astronomia a olho nu.

Sob condições onde é desejável ter ambos os sistemas fotópico e escotópico ativos, luzes vermelhas fornecem uma solução. Os submarinos são bem iluminados para facilitar a visão dos membros da tripulação que trabalham lá, mas a sala de controle deve ser iluminada de forma diferente para permitir que os membros da tripulação leiam painéis de instrumentos e permaneçam com ajuste escuro. Usando luzes vermelhas ou usando óculos vermelhos, os cones podem receber luz suficiente para fornecer visão fotópica (ou seja, a visão de alta acuidade necessária para a leitura). As hastes não estão saturadas pela luz vermelha brilhante porque elas não são sensíveis à luz de comprimento de onda longo, então os membros da tripulação permanecem escuros adaptados. Da mesma forma, os cockpits de avião usam luzes vermelhas para que os pilotos possam ler seus instrumentos e mapas enquanto mantêm a visão noturna para ver fora da aeronave.

As luzes vermelhas também são usadas frequentemente em ambientes de pesquisa. Muitos animais de pesquisa (como ratos e camundongos) têm visão fotópica limitada, pois possuem muito menos fotorreceptores de cones. Usando luzes vermelhas, os animais são mantidos “no escuro” (o período ativo para animais noturnos), mas os pesquisadores humanos, que têm um tipo de cone (o “cone L”) que é sensível a comprimentos de onda longos, são capaz de ler instrumentos ou realizar procedimentos que seriam impraticáveis ​​mesmo com visão escotópica completamente adaptada (mas com baixa acuidade). Pela mesma razão, exibições em zoológicos de animais noturnos geralmente são iluminadas com luz vermelha.

História
O efeito foi descoberto em 1819 por Jan Evangelista Purkyně. Purkyně era um polímata que costumava meditar ao amanhecer durante longas caminhadas nos campos boêmios florescidos. Purkyně notou que suas flores favoritas pareciam vermelhas em uma tarde ensolarada, enquanto ao amanhecer pareciam muito escuras. Ele argumentou que o olho não tem um, mas dois sistemas adaptados para ver as cores, um para a intensidade luminosa global e o outro para o anoitecer e o amanhecer.

Purkyně escreveu em sua Neue Beiträge:

Objetivamente, o grau de iluminação tem uma grande influência na intensidade da qualidade das cores. Para provar isso de forma mais vívida, tome algumas cores antes do amanhecer, quando começa lentamente a ficar mais leve. Inicialmente, só se vê preto e cinza. Particularmente as cores mais brilhantes, vermelho e verde, aparecem mais escuras. Amarelo não pode ser distinguido de um vermelho rosado. Blue se tornou perceptível para mim primeiro. Nuances de vermelho, que de outro modo ardem mais intensamente à luz do dia, a saber, carmim, cinábrio e laranja, mostram-se mais escuras por um bom tempo, em contraste com seu brilho médio. O verde parece mais azulado para mim, e seu tom amarelo se desenvolve apenas com o aumento da luz do dia.