彩 色 世 界 光電一甲 9A1L0016 林佑星 光電一甲 9A1L0020 陳冠典
我們的 視網膜 包含三類錐形對光敏感的細胞,分別對不同波長範圍的光有反應。如圖
人的眼睛只能感受 真空中 波長範圍在 4000-7000埃 的光(電磁)波 -我們稱為可見光。 真空中波長長於 7000埃 的電磁波則稱為 紅外光。 真空中波長短於 4000埃 的電磁波則稱為 紫外光。 人眼睛主要感應(真空中)波長 約 6000 埃 約 5500 埃 約 4500 埃 人 感受顏色 紅 Red 綠 Green 藍 Blue 波長單位:埃 = 10-10公尺 不同動物的眼睛 和人的眼睛感受的波長範圍也不相同
相機底片對於 光的敏感度也不同於人的眼睛。 (圖下為人眼睛對顏色感覺的相對強度)。 這三種細胞 主要分佈在 中央區域。 另外 有一種柱狀的細胞,對光線的強度更是敏感, 但是卻無法分辨顏色(波長)。
有一種柱狀的細胞,對光線的強度更是敏感, 但是卻無法分辨顏色(波長)。 主要分佈在周邊,用於提供 夜間(暗處)的視覺。 雖然 只有三種能分辨不同波段(顏色)光的細胞。 但是配合 細胞感光的強弱,使我們能分辨 多種顏色的光。 某些光雖然能同時刺激 三種感光的細胞, 可是 每一類細胞 感受光的程度並不相同。 如果有一束 6800埃 的光線射入眼睛,只有 紅色 感光細胞感受到光的訊號, 而 藍色與綠色 感光細胞 則 對此光線不敏感(反應不良)。 因此 我們腦海中 浮現 紅色的影像。 若是有 5800埃 的光線射入眼睛,則 紅色與綠色 感光細胞對此光線 大約有相同感受。而 藍色 感光細胞 則 視若無睹。
於是腦海中 浮現 黃色的影像。但是若是同時有 6000埃 與5500埃 的光束同時進入眼中, 則 眼睛細胞 和 5800埃 光線 射入時 有類似的感受, 於是腦海中 也是出現 黃色 的影像。
紅,綠,藍 三種不同強弱的光線組合後,可產生 多種的顏色感覺。 電視或電腦螢幕 便是雖然只產生 紅,綠,藍 三種螢光小點, 卻讓我們看到 繽紛的多彩世界。
Red + Green = Yellow 紅光 + 綠光 = ? 光 Red + Blue = Magenta 紅光 + 藍光 = ? 光 Green + Blue = Cyan 綠光 + 藍光 = ? 光 Magenta + Green = ? 紫光 + 綠光 = ? 光 Yellow + Blue = ? 黃光 + 藍光 = ? 光 Magenta + Yellow = ? 紫光 + 黃光 = ? 光 紫光 + 綠光 = (紅光 + 藍光)+ 綠光 = 白光 當三種感光細胞都均勻收到 約略相等強度的色光時, 我們的腦海中便形成 白光 的感覺。 當兩種光束線組合成為 白光時(例如:紫光 +綠光 )我們稱他們為 互補光
眼睛凝視同樣一種顏色太久時,會造成 對這種顏色的刺激產生較弱的感受。 例如一直凝視著一塊藍色的圖案, 若是突然轉往注視 白色反射面時,眼睛對於藍色的刺激變成比較弱, 於是視網膜原先接收藍色圖案的區域,相對於藍色的互補光(紅色與綠色) 相對有較強的感受,於是腦海中會浮現剛才相同的圖案, 不過腦中的感覺變成為 藍光 的互補光 --- 黃光 的圖案。 從 照明強度高的地方 突然進入黑暗的地方時, 眼睛一時無法感受 物體的顏色,只覺得 黑黑暗暗的一片, 是不是類似的道理呢?
我們眼睛的三種感光細胞會 均勻接收到不同波長的刺激, 因此感覺那是 白色 的表面。 如圖 我們眼睛的三種感光細胞會 均勻接收到不同波長的刺激, 因此感覺那是 白色 的表面。 如圖
當光線由一介質進入另一介質時, 若是光線對於兩介質的折射率相差越多, 會有越多光線反射。 若是越接近, 則透過的光越多。 當兩介質 折射率一樣時, 則看不到反射光。 光在鹽巴中的折射率 和 在空氣中相差很多, 可是和光在水中的折射率 相差較少。
『白』色光 經過黃色濾光片時,絕大部份藍色光被『吃(吸收)』掉了, 剩下 紅光 + 綠光 於是眼睛感覺所見到的是 『黃光』。 『白』色光 經過黃色濾光片時,絕大部份藍色光被『吃(吸收)』掉了, 剩下 紅光 + 綠光 於是眼睛感覺所見到的是 『黃光』。
若將三種混合在一起,則所有光線都被吸收了!於是呈現 烏黑黑的一片!
各種波長的光都被吸收一點,則會顯現 灰色的感覺。 吸收量越多, 則物體會越接近黑色(當所有顏色的光都被吸收時)。 通常金屬的表面由於電子可以自由的活動。 而光線 就是電磁波---電場與磁場 在空間中交替著變換著。 於是 電子受到 電磁場的影響而 來回振盪, 也因此消耗了光 部份的能量。 光線也大多被反射回去(約70-80%)。 金屬對於所有光線都一視同仁,因此金屬屬不透光的。 光線只能深入金屬表層很短的距離。
下圖是在黑色背景布幕上塗上彩色圖案後, 用三道紅、綠、藍光線照射在螢幕上所形成的。
電磁波 頻譜:
參考文獻 http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/everydayPhysics/