為什么光的三原色是紅綠藍(lán)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

三原色的本質(zhì)是三原色具有獨立性,三原色中任何一色都不能用其余兩種色彩合成。另外,三原色具有最大的混合色域,其它色彩可由三原色按一定的比例混合出來,并且混合后得到的顏色數(shù)目最多。

在色彩感覺形成的過程中,光源色與光源、眼睛和大腦三個要素有關(guān),因此對于色光三原色的選擇,涉及到光源的波長及能量、人眼的光譜響應(yīng)區(qū)間等因素。

從能量的觀點來看,色光混合是亮度的疊加,混合后的色光必然要亮于混合前的各個色光,只有明亮度低的色光作為原色才能混合出數(shù)目比較多的色彩,否則,用明亮度高的色光作為原色,其相加則更亮,這樣就永遠(yuǎn)不能混合出那些明亮度低的色光。同時,三原色應(yīng)具有獨立性,三原色不能集中在可見光光譜的某一段區(qū)域內(nèi),否則,不僅不能混合出其它區(qū)域的色光,而且所選的原色也可能由其它兩色混合得到,失去其獨立性,而不是真正的原色。

在白光的色散試驗中,我們可以觀察到紅、綠、藍(lán)三色比較均勻地分布在整個可見光譜上,而且占據(jù)較寬的區(qū)域。如果適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)動三棱鏡,使光譜有寬變窄,就會發(fā)現(xiàn):其中色光所占據(jù)的區(qū)域有所改變。在變窄的光譜上,紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三色

光的顏色最顯著,其余色光顏色逐漸減退,有的差不多已消失。得到的這三種色光的波長范圍分別為:R(600~700nm),G(500~570nm),B(400~470nm)。在色彩學(xué)中,一般將整個可見光譜分成藍(lán)光區(qū),綠光區(qū)和紅光區(qū)進行研究。

當(dāng)用紅光、綠光、藍(lán)光三色光進行混合時,可分別得到黃光、青光和品紅光。品紅光是光譜上沒有的,我們稱之為譜外色。如果我們將此三色光等比例混合,可得到白光;而將此三色光以不同比例混合,就可得到多種不同色光。

從人的視覺生理特性來看,人眼的視網(wǎng)膜上有三種感色視錐細(xì)胞--感紅細(xì)胞、感綠細(xì)胞、感藍(lán)細(xì)胞,這三種細(xì)胞分別對紅光、綠光、藍(lán)光敏感。當(dāng)其中一種感色細(xì)胞受到較強的刺激,就會引起該感色細(xì)胞的興奮,則產(chǎn)生該色彩的感覺。人眼的三種感色細(xì)胞,具有合色的能力。當(dāng)一復(fù)色光刺激人眼時,人眼感色細(xì)胞可將其分解為紅、綠、藍(lán)三種單色光,然后混合成一種顏色。正是由于這種合色能力,我們才能識別除紅、綠、藍(lán)三色之外的更大范圍的顏色。

綜上所述,我們可以確定:色光中存在三種最基本的色光,它們的顏色分別為紅色、綠色和藍(lán)色。這三種色光既是白光分解后得到的主要色光,又是混合色光的主要成分,并且能與人眼視網(wǎng)膜細(xì)胞的光譜響應(yīng)區(qū)間相匹配,符合人眼的視覺生理效應(yīng)。這三種色光以不同比例混合,幾乎可以得到自然界中的一切色光,混合色域最大;而且這三種色光具有獨立性,其中一種原色不能由另外的原色光混合而成,由此,我們稱紅、綠、藍(lán)為色光三原色。為了統(tǒng)一認(rèn)識,1931年國際照明委員會(CIE)規(guī)定了三原色的波長λR=700.0nm,λG=546.1nm,λB=435.8nm。在色彩學(xué)研究中,為了便于定性分析,常將白光看成是由紅、綠、藍(lán)三原色等量相加而合成的。


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