作者HuangJC (吹笛牧童)
看板ask-why
标题Re: [请益] 白光的波长
时间Wed Jun 17 00:55:56 2009
google '锥状体与杆状体'
看这篇好了
http://www.csie.mcu.edu.tw/~wangch/video/video4.ppt
这些我大概都学过
但不代表没有疑问 :P
;;
我们回头到前面我举声波为例的问题 (先谈耳朵,再谈眼睛)
什麽是声波?
虽然我用 sin 波及其合成来谈声波,推导出几个有趣的结论
(比如拍音,它真的可以用波的合成来证明)
但不代表只要是波,就可以相加
举例来说,你举一个红色手电筒,我举一个黄色手电筒
射出两道光在空中相交,穿越
这光会做红+黄的加法吗? XD
如果我在相交处放个白色挡板,是可以看到光的加法
但如果不放挡板,光是要穿越的
那为什麽声音的音波可以相加?
说起来,sin 波有波峰,有波谷,画在纸上虽然有方向(纸的上方为波峰)
但在空间不是这样的;声波应该是疏密波,指空气中空气分子的密度
所以两道完全相同但相位相反的声波可以对消
其对消方式在数学上是'我的波峰和你的波谷相加,回到平均值'
而在物理上是'我压得最紧的空气团和你最松的空气团相加,回到平均值'
空气团可以理解 :P
因为喇叭就是这样做的,喇叭是用声波波型的电压去推动电磁铁
电磁铁和另一个永久磁铁交互作用後,就会把电压波型化为电磁铁的座标
(比如高电压时电磁铁最远,低电压时最近)
而电磁铁就附在喇叭鼓膜上,鼓膜因此推动空气
因此我可以说,声波的波型变成推动空气的疏密程度(但详细来说,直流成份无用)
两个相位相反的声波对消後,剩下什麽?
倒也不是没有,也许空气中有互相摩擦的声波剩下的热能吧 XD
;;
回头讲到光,光是电磁波,那这电磁波可以做波的相加吗?
f1 = A*sin(x1*t) , 设 x1 = 红光频率
f2 = A*sin(x2*t) , 设 x2 = 黄光频率
那麽,f1+f2=?
变另一个完整的 sin 波?
f3 = B*sin(x3*t) , 设 x3 = 橙光频率
我们真能算出 f3=f1+f2 ? (或许振幅有争议,所以我改用 B)
这...我可迷糊了
把我上面提供的 ppt 档看完,我不是没学过
里面有提到,人眼中有对应的色彩细胞
红光加黄光,其实是红黄两组细胞都动起来,我可以理解
那要怎麽解释 x3 的橙光频率能让两组细胞都动起来?
是不是要我毛起来去查这些光谱的频率,再好好复习三角函数加法
(才怪,我会写个程式来做 XD)
看看能不能加出橙光频率?
我很难相信,很难解释呀 ~^_^~
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 61.59.179.152
1F:推 void:所以你没看懂 06/17 01:10
2F:→ void:每种颜色的感应范围都是一个"波段" 不是单一波长 06/17 01:11
3F:→ void:所以橙光可以同时刺激两种颜色受体 跟用两种色光分别刺激 06/17 01:11
4F:→ void:会达到一样的效果 06/17 01:11
5F:推 jaw109:光对感光细胞的刺激, 与声音对耳朵的刺激是不一样的 06/17 01:29
6F:推 YAHO0:光受器是直接接受化学刺激 声音受器是接受机械刺激再转成 06/17 01:31
7F:→ YAHO0:化学(神经)讯号 两者不可相互比较 06/17 01:32
8F:→ HuangJC:其实..化学或机械,微观下去就没有界限了 06/17 01:33
9F:→ HuangJC:先问光怎麽做加法吧,毕竟真的可以加,比如加个灯罩.. 06/17 01:35
10F:→ HuangJC:这不用人眼,而是灯罩上的光会合成一个光;就好像以前在学反 06/17 01:35
11F:→ HuangJC:射,折射,计算折射率,泡泡的颜色等等;但我忘了两道光怎麽加 06/17 01:36
12F:推 daze:最後被相加的是神经的电讯号,不是光波。一个苹果跟一个橘子 06/17 01:40
13F:→ daze:不能相加,但抽象出1跟1的话,就可以1+1=2。 06/17 01:41
14F:→ YAHO0:楼上得到它了 XD 06/17 01:42
15F:→ HuangJC:不..两道光射入眼睛,当然是神经电讯号的相加;但如果是两道 06/17 01:53
16F:→ HuangJC:光射在灯罩上,灯会变一个颜色,我就在问这个计算 06/17 01:53
17F:推 mpcb:普通光线基本上不讨论波的相加 因为不同调 06/17 02:08
18F:→ mpcb:你的状况会看到R1+R2 G1+G2 B1+B2 的flux相加效果 06/17 02:09
19F:→ mpcb:更正 眼睛是用SML 不是BGR 06/17 02:10
20F:→ HuangJC:还记得入射角,反射角,折射率等计算吧;灯罩上的两道光使灯 06/17 02:10
21F:→ HuangJC:变一个颜色,这是真的会有;当然别给我用全透明的灯罩 06/17 02:11
22F:→ HuangJC:至於纯RGB的相加,或者色度亮度的讨论,RGB转CMYK我也都用过 06/17 02:12
23F:→ mpcb:ps.光相加不一定是波段 数条发射线叠加也同效 (日光灯) 06/17 02:13
24F:→ mpcb:跟反/折射定律有什麽关系..... 06/17 02:14
25F:→ HuangJC:我不是说相加得用反射折射..这沟通怎麽愈来愈难了 *_* 06/17 02:15
26F:→ HuangJC:我是说,在学反射折射时,就能好好的计算它.现在把两道光射 06/17 02:16
27F:→ HuangJC:在灯罩上,灯真的会变一个颜色;而不是眼睛收到两个电讯号 06/17 02:16
28F:→ YAHO0:原PO还是跳不出窠臼..你看到的颜色是先分别刺激三种不同 06/17 02:16
29F:→ HuangJC:而反射折射的计算里,有用到波的特性 06/17 02:17
30F:→ YAHO0:感光细胞 再经由神经讯号汇集及大脑视觉区判断才形成 06/17 02:17
31F:→ YAHO0:不论是何种色光都是如此 06/17 02:18
32F:→ HuangJC:灯罩上面没有我的神经细胞;我在问灯罩上面的颜色,不是感知 06/17 02:18
33F:→ HuangJC:到的颜色 06/17 02:18
34F:→ HuangJC:又或者你要证明,没有橙色光的单独存在,橙光一定是两种光混 06/17 02:19
35F:→ mpcb:颜色跟波性质无关 跟各波段强度比有关 06/17 02:19
36F:→ HuangJC:合?世界上的光一定由三原色组成? 06/17 02:19
37F:→ mpcb:橙光有啊 抓个波长600nm左右的发射线就是橙光 06/17 02:21
38F:→ HuangJC:事实上三原色是为了制造电视机而选定,也可以另选三色 06/17 02:21
39F:→ HuangJC:而这三色也未必和人眼上的三种感知细胞相同 06/17 02:21
40F:→ HuangJC:对,就是因为有橙光的单独存在,所以别一直和我谈'感知'了 06/17 02:22
41F:→ HuangJC:灯罩上面,没有我的视觉细胞 06/17 02:22
42F:→ HuangJC:我要问的就是,两道光怎麽相加出另一道不同色的光 06/17 02:22
43F:→ HuangJC:或者我们证明,相加的光和单独的光永不相同;只是感知相同 06/17 02:23
44F:→ mpcb:单色发射线 和 叠加後的光线对"观测物"有相同的流量比 结果同 06/17 02:23
45F:→ HuangJC:'只是感知相同'这部份,就可以和我大谈神经电效应的相同 06/17 02:24
46F:→ HuangJC:但如果灯罩上两光相加,能加出和纯光一样的电磁波,那它就必 06/17 02:26
47F:→ HuangJC:需有像折射反射一样的,和波有关的公式可以算 06/17 02:26
48F:→ mpcb:在谱线上完全不一样 只是"看起来"一样 06/17 02:27
49F:→ HuangJC:当然,颜色的加法我会(有一个三原色平面的表,还有色度,饱和 06/17 02:28
50F:→ HuangJC:度),但这是数学上算颜色的公式,无法在'波'的特性上解释 06/17 02:29
51F:→ mpcb:mpcb:颜色跟波性质无关 跟各波段强度比有关 06/17 02:19 06/17 02:31
52F:→ YAHO0:原PO应该反过来想 为什麽白光经过三棱镜可以分出不同色光 06/17 02:32
53F:→ HuangJC:嘿..02:27,这一句说在谱线上不一样,那是不是三棱镜也会看 06/17 02:33
54F:→ mpcb:给我3组滤镜+光源 我可以给你所有颜色 要看波性质 给我同调光 06/17 02:34
55F:→ HuangJC:到差别?把橙光通过三棱镜,和把我用灯罩合成的橙光通过三棱 06/17 02:34
56F:→ HuangJC:镜,有不同的结果? 06/17 02:35
57F:→ HuangJC:如果橙光通过後,只分出橙光;合成光通过後变两道光,那就懂 06/17 02:35
58F:→ mpcb:对 除非你的"观测仪器"精度够高 眼睛相当只有3个宽滤镜 06/17 02:36
59F:→ HuangJC:不用精度很高吧,我们选红+黄=橙,就是因为色差够大.. 06/17 02:38
60F:→ HuangJC:只要这理论对,应该很容易观测到 06/17 02:38
61F:→ HuangJC:再说到减法,滤镜;把橙光通过一个会滤除红色的滤镜,变黄光? 06/17 02:39
62F:→ mpcb:日光灯 氙灯 太阳 三个都是白的 改天你自己拿棱镜去看吧 06/17 02:40
这个我知道,但不能当证明
因为这种白是眼睛的精密度不够
事实上相当程度我也感觉它们不一样
63F:→ HuangJC:如果是合成的橙光会滤出来,那还懂;纯橙光也会滤出来? 06/17 02:40
64F:→ mpcb:no 要看原发射源和滤镜配合 结果可以完全不同 06/17 02:42
65F:→ HuangJC:...所以我得有一个纯橙光的发射器;如果我用三光枪是不能证 06/17 02:43
66F:→ HuangJC:实的,因为我的实验本身就不乾净了 06/17 02:43
67F:→ HuangJC:不过自然界里的光,在拍照时用滤镜滤,都有可猜测的效果.. 06/17 02:45
68F:→ HuangJC:难道在神的电脑里,空间中的光,仍是以三原色储存吗? 06/17 02:46
69F:→ HuangJC:(神的电脑..是一种很 KUSO 的讲法;指我们活在神的计算里) 06/17 02:46
71F:→ mpcb:有发射线或特定频谱时说"颜色"要很小心 06/17 02:49
※ 编辑: HuangJC 来自: 61.59.179.152 (06/17 02:51)
72F:→ YAHO0:我想原PO一直忽略很重要的一点 单独波长不能代表颜色 06/17 02:54
73F:→ YAHO0:颜色是经由人眼去感知後定义而成的 06/17 02:55
有个实验反差够大:用 R,G,B 三光枪合成出白光
和用 -R,-G,-B (互补色) 三光枪合成出白光
人眼看到是一样白,但如果通过三棱镜可以完整知道我当初用哪三色合成白光
那就可以理解了;也就是说,光从来没被相加过,只是被'感知'相加
至於单独波长不能代表颜色,这不成问题,我也没忽略
我说灯罩上面没有我的视觉细胞
所以在设计这种实验时,我要求要依赖仪器
就好像哲学上说有一颗苹果,当你不看它时,它变猴子
这个问题可以讨论得很有趣
我正在说灯罩上出现橙光,这不是我感知橙光,而是灯罩上确实有橙光
我也可以把一个纯橙光打上灯罩
这样才能实验,而且要看仪表;由读值,而不由人眼感知
一般在说波的相加,或傅利叶分析时,会提到'主要成份',基频
而且这个灯罩其实也不会完全无损失
因此除非有极大差异
不然黄加红发出的橙光,只要主要成份是橙光
就算它和纯橙光的读值没有完全相同,我还是认为光可相加
因此在选定实验时,我会选差异很大的互补色
也因此我会说由 R,G,B 和 -R,-G,-B 六支色枪来做实验
这样的实验应该差异就够大
如果这两组白光通过棱镜的结果很相近,都是一道彩虹
那就别一直说人眼感知之类的;光已经被相加了..
※ 编辑: HuangJC 来自: 61.59.179.152 (06/17 03:04)
74F:→ mpcb:由"观测"结果来定义 不一定是人眼啊 织女比天狼红 但都不是红 06/17 02:57
75F:→ mpcb:该死 举错例 天狼是A1 orz 织女比参宿七红才对 06/17 02:59
76F:→ YAHO0:但是观测的还是人阿 XD 今天若是一个红锥细胞缺乏的色盲 06/17 03:03
77F:→ YAHO0:那以上的讨论在他的世界中完全没有意义 06/17 03:03
78F:→ HuangJC:只要用仪器就有意义,仪器就好像三用电表,会给你数字 06/17 03:05
79F:→ HuangJC:我们人也没有电压电流磁场受器,但都发明仪器来测量了 06/17 03:05
80F:→ YAHO0:这个实验设计很有问题 你不知道测得的是光线经过灯罩反射後 06/17 03:07
81F:→ YAHO0:的光 还是两色"相加"後测得的光 06/17 03:08
82F:→ HuangJC:灯罩就算只是层泡沫,都会有折射率及色差出现;但三原色相差 06/17 03:10
83F:→ HuangJC:很大,够我承认这个结果 06/17 03:10