各种色光都是由三原色光合成的吗

作者: 杨大卫

来源: 现代物理知识杂志

发布日期: 2023-11-07 13:34:52

本文讨论了关于色光合成的误解,指出红、绿、蓝三种色光混合后产生的只是视觉效果,而非物理效应。通过实验和视觉生理分析,揭示了视觉器官的生理结构和工作原理,说明了色光的“合成”实际上是光频的生理效应。

各种不同颜色的光都是由三原色(红、绿、蓝)光按一定比例混合而成的。这种说法源于初中物理课本的叙述:“红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后,可以产生各种颜色的光。”这句话应纠正为:“红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后,可以产生各种色光的视觉效果。”为了说明这一纠正,我们可以通过实验验证和视觉生理分析两方面进行。

实验证明了无论是人教版初中物理教材所写“红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后,可以产生各种颜色的光”,还是上述视频课中所说的“各种不同颜色的光都是这三种色光按一定比例混合而成的”,这两种说法都是错误的。那么,问题出在何处呢?明明看到红光与绿光混合后产生了“黄光”,难道眼见不为实吗?是的,眼见不一定为实!问题就出在视觉上。由红光与绿光混合照射后产生的视觉效果是生理效应,而不是真正的物理效应。

让我们了解一下视觉器官的生理结构及其工作原理。人眼纵截面的水平光路图显示,视觉器官感受亮度的功能叫做视觉器官的光感,辨别颜色的功能叫做视觉器官的色觉。光感与色觉是由视觉器官中两套相互独立的系统来执行的,色盲症患者虽色觉不全但光感仍可以正常,就说明了这一点。而听觉器官感受声强与辨别音调的是同一个系统。

所以,把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后,并不能产生各种颜色的光,只是产生了与某种色光相应的视觉效果。也就是说,所谓色光的“合成”并不是物理效应,它只是光频的生理效应。更进一步,揭其本质,听觉之所以不能起到类似的效果,不仅是由于听觉的传感器与视觉的传感器的构造不同,而是由于二者工作原理的不同,后者是复杂的光化学原理,而前者仅是简单的机械原理。所以,不会像“三原色”似的有“三原声”。

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