有紅綠藍三條光線,相互複合被眼睛感知為白色,此時是複合為一條光線嗎?
01-23
如果是,那麼通過三稜鏡會發生色散嗎?如果不是,這是不是違反了光波可以疊加的規律?
有回答說干涉,平行光均勻介質傳播干涉個什麼.....
中學物理雙縫干涉實驗為什麼要有縫?就是為了用寬度要小於入射光的波長的縫讓平行的光產生衍射,產生一個衍射角,光線相交,才產生干涉現象。通常所說的光的的混合併不會產生新波長頻率的光線,紅綠藍三條光線複合成白色的光,只是單純的 3 個光線位置重疊罷了。
同過 3 稜鏡只是不同頻率的光折射角不同,位置被分來了罷了。
沒有一個哪個波長的光是「白色」的,白色是都是混合光,也就是在人眼視覺無法分辨紅綠藍光線間的距離了,紅綠藍光線同時刺激相應的三種視錐細胞。
題主問 「如果a,b兩條光波,疊加可以合成e,c,d兩條光波疊加也可以合成e,那麼,e通過三稜鏡,是分解成ab還是cd呢?」
舉個例子,紅色光和綠色光混合的橙色光通過稜角就會被分開成紅色光和綠色光了,而 610nm 波長的光譜光或者說單色光橙色,通過稜角還是橙色光...光線是光傳播路徑的抽象,如果紅綠藍三色在相同方向上傳播,那麼這三條直線當然重合為一條。而通過三稜鏡,由於折射率與波長相關,不同波長(頻率)即不同顏色的光有不同的折射角,從而產生傳播路徑的偏差造成色散。
考慮另一種情況(光路可逆),三種光原本不在一條線上傳播,但經過三稜鏡重合為一條直線。那麼通過三稜鏡之前的光可否被人眼視為白色呢?這取決於人眼在時間和空間上的分辨極限,如果三色光的空間距離或時間差在這極限之下,那麼由於人眼無法分辨從而混色,同樣可以得到白色的感知。謝 @北斗星河 邀。題主實際上問了兩個問題,一是光的複合和分解,這是物理層面的問題;二是人對複合光的感受,這是色視覺的問題。下面分別簡要回答一下:
- 物理層面。光是一種電磁波。一束電磁波可以看作是一系列不同頻率、相位、振幅的正弦/餘弦波疊加的結果,對這束波所對應的函數進行傅立葉變換,即可還原出這些分量。由於傅立葉變換多是可逆的,因此,波的合成與分解也是可逆的。具體到光來說,不同振動頻率(波長)的單色光疊加,形成了複合光。複合光在合適的角度通過三稜鏡後會分解為單色光,假如存在第二個稜鏡,這些單色光又會重新組合為複合光,雙向可逆。一個相似的例子是,用於通信的無線電波,頻率從幾赫茲到幾百吉赫茲,在空中交織、疊加,而在接收端,只有所需頻率上的信號才會被選擇並分離出來。這正是通信技術中頻分復用、波分復用的基礎。
- 色覺層面。人眼可以簡單地理解為一個加權積分器,在可見光範圍內的每一個頻率(波長)上都有對應的權重,這個權重與人眼的各種膜及晶體的光譜特性有關,不過主要取決於視細胞的光譜特性。目前已知大部分人眼視網膜上有三種類型的視錐細胞,因此,人眼的加權積分將入射光的光譜轉換為三個數值,這一轉換是不可逆的,僅憑這三個數值只能對光譜組成有大致的判斷,但無法還原出原始光譜,因此會出現同色異譜(metamerism)現象。而正是因為同色異譜現象,才出現了繪畫、印刷、攝影、電影、電視等用三種基色、原色混合出萬千色彩的應用,而不必真的去重現光譜。
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