Re: [請益] 白光的波長

[HuangJC (吹笛牧童)]

google '錐狀體與桿狀體'

看這篇好了
http://www.csie.mcu.edu.tw/~wangch/video/video4.ppt

這些我大概都學過

但不代表沒有疑問 :P

;;

我們回頭到前面我舉聲波為例的問題 (先談耳朵,再談眼睛)

什麼是聲波?
雖然我用 sin 波及其合成來談聲波,推導出幾個有趣的結論
(比如拍音,它真的可以用波的合成來證明)
但不代表只要是波,就可以相加

舉例來說,你舉一個紅色手電筒,我舉一個黃色手電筒
射出兩道光在空中相交,穿越
這光會做紅+黃的加法嗎? XD
如果我在相交處放個白色擋板,是可以看到光的加法
但如果不放擋板,光是要穿越的

那為什麼聲音的音波可以相加?


說起來,sin 波有波峰,有波谷,畫在紙上雖然有方向(紙的上方為波峰)
但在空間不是這樣的;聲波應該是疏密波,指空氣中空氣分子的密度
所以兩道完全相同但相位相反的聲波可以對消
其對消方式在數學上是'我的波峰和你的波谷相加,回到平均值'
而在物理上是'我壓得最緊的空氣團和你最鬆的空氣團相加,回到平均值'

空氣團可以理解 :P
因為喇叭就是這樣做的,喇叭是用聲波波型的電壓去推動電磁鐵
電磁鐵和另一個永久磁鐵交互作用後,就會把電壓波型化為電磁鐵的座標
(比如高電壓時電磁鐵最遠,低電壓時最近)
而電磁鐵就附在喇叭鼓膜上,鼓膜因此推動空氣
因此我可以說,聲波的波型變成推動空氣的疏密程度(但詳細來說,直流成份無用)

兩個相位相反的聲波對消後,剩下什麼?
倒也不是沒有,也許空氣中有互相摩擦的聲波剩下的熱能吧 XD


;;


回頭講到光,光是電磁波,那這電磁波可以做波的相加嗎?

f1 = A*sin(x1*t) , 設 x1 = 紅光頻率
f2 = A*sin(x2*t) , 設 x2 = 黃光頻率

那麼,f1+f2=?
變另一個完整的 sin 波?

f3 = B*sin(x3*t) , 設 x3 = 橙光頻率

我們真能算出 f3=f1+f2 ?  (或許振幅有爭議,所以我改用 B)

這...我可迷糊了



把我上面提供的 ppt 檔看完,我不是沒學過
裏面有提到,人眼中有對應的色彩細胞

紅光加黃光,其實是紅黃兩組細胞都動起來,我可以理解
那要怎麼解釋 x3 的橙光頻率能讓兩組細胞都動起來?

是不是要我毛起來去查這些光譜的頻率,再好好複習三角函數加法
(才怪,我會寫個程式來做 XD)
看看能不能加出橙光頻率?
我很難相信,很難解釋呀 ~^_^~


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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 61.59.179.152
推 void:所以你沒看懂
→ void:每種顏色的感應範圍都是一個"波段" 不是單一波長
→ void:所以橙光可以同時刺激兩種顏色受體 跟用兩種色光分別刺激
→ void:會達到一樣的效果
推 jaw109:光對感光細胞的刺激, 與聲音對耳朵的刺激是不一樣的
推 YAHO0:光受器是直接接受化學刺激 聲音受器是接受機械刺激再轉成
→ YAHO0:化學(神經)訊號 兩者不可相互比較
→ HuangJC:其實..化學或機械,微觀下去就沒有界限了
→ HuangJC:先問光怎麼做加法吧,畢竟真的可以加,比如加個燈罩..
→ HuangJC:這不用人眼,而是燈罩上的光會合成一個光;就好像以前在學反
→ HuangJC:射,折射,計算折射率,泡泡的顏色等等;但我忘了兩道光怎麼加
推 daze:最後被相加的是神經的電訊號，不是光波。一個蘋果跟一個橘子
→ daze:不能相加，但抽象出1跟1的話，就可以1+1＝2。
→ YAHO0:樓上得到它了 XD
→ HuangJC:不..兩道光射入眼睛,當然是神經電訊號的相加;但如果是兩道
→ HuangJC:光射在燈罩上,燈會變一個顏色,我就在問這個計算
推 mpcb:普通光線基本上不討論波的相加 因為不同調
→ mpcb:你的狀況會看到R1+R2 G1+G2 B1+B2 的flux相加效果
→ mpcb:更正 眼睛是用SML 不是BGR
→ HuangJC:還記得入射角,反射角,折射率等計算吧;燈罩上的兩道光使燈
→ HuangJC:變一個顏色,這是真的會有;當然別給我用全透明的燈罩
→ HuangJC:至於純RGB的相加,或者色度亮度的討論,RGB轉CMYK我也都用過
→ mpcb:ps.光相加不一定是波段 數條發射線疊加也同效 (日光燈)
→ mpcb:跟反/折射定律有什麼關係.....
→ HuangJC:我不是說相加得用反射折射..這溝通怎麼愈來愈難了 *_*
→ HuangJC:我是說,在學反射折射時,就能好好的計算它.現在把兩道光射
→ HuangJC:在燈罩上,燈真的會變一個顏色;而不是眼睛收到兩個電訊號
→ YAHO0:原PO還是跳不出窠臼..你看到的顏色是先分別刺激三種不同
→ HuangJC:而反射折射的計算裏,有用到波的特性
→ YAHO0:感光細胞 再經由神經訊號匯集及大腦視覺區判斷才形成
→ YAHO0:不論是何種色光都是如此
→ HuangJC:燈罩上面沒有我的神經細胞;我在問燈罩上面的顏色,不是感知
→ HuangJC:到的顏色
→ HuangJC:又或者你要證明,沒有橙色光的單獨存在,橙光一定是兩種光混
→ mpcb:顏色跟波性質無關 跟各波段強度比有關
→ HuangJC:合?世界上的光一定由三原色組成?
→ mpcb:橙光有啊 抓個波長600nm左右的發射線就是橙光
→ HuangJC:事實上三原色是為了製造電視機而選定,也可以另選三色
→ HuangJC:而這三色也未必和人眼上的三種感知細胞相同
→ HuangJC:對,就是因為有橙光的單獨存在,所以別一直和我談'感知'了
→ HuangJC:燈罩上面,沒有我的視覺細胞
→ HuangJC:我要問的就是,兩道光怎麼相加出另一道不同色的光
→ HuangJC:或者我們證明,相加的光和單獨的光永不相同;只是感知相同
→ mpcb:單色發射線 和 疊加後的光線對"觀測物"有相同的流量比 結果同
→ HuangJC:'只是感知相同'這部份,就可以和我大談神經電效應的相同
→ HuangJC:但如果燈罩上兩光相加,能加出和純光一樣的電磁波,那它就必
→ HuangJC:需有像折射反射一樣的,和波有關的公式可以算
→ mpcb:在譜線上完全不一樣 只是"看起來"一樣
→ HuangJC:當然,顏色的加法我會(有一個三原色平面的表,還有色度,飽和
→ HuangJC:度),但這是數學上算顏色的公式,無法在'波'的特性上解釋
→ mpcb:mpcb:顏色跟波性質無關 跟各波段強度比有關      06/17 02:19
→ YAHO0:原PO應該反過來想 為什麼白光經過三稜鏡可以分出不同色光
→ HuangJC:嘿..02:27,這一句說在譜線上不一樣,那是不是三稜鏡也會看
→ mpcb:給我3組濾鏡+光源 我可以給你所有顏色 要看波性質 給我同調光
→ HuangJC:到差別?把橙光通過三稜鏡,和把我用燈罩合成的橙光通過三稜
→ HuangJC:鏡,有不同的結果?
→ HuangJC:如果橙光通過後,只分出橙光;合成光通過後變兩道光,那就懂
→ mpcb:對 除非你的"觀測儀器"精度夠高 眼睛相當只有3個寬濾鏡
→ HuangJC:不用精度很高吧,我們選紅+黃=橙,就是因為色差夠大..
→ HuangJC:只要這理論對,應該很容易觀測到
→ HuangJC:再說到減法,濾鏡;把橙光通過一個會濾除紅色的濾鏡,變黄光?
→ mpcb:日光燈 氙燈 太陽 三個都是白的 改天你自己拿稜鏡去看吧
這個我知道,但不能當證明
因為這種白是眼睛的精密度不夠
事實上相當程度我也感覺它們不一樣

→ HuangJC:如果是合成的橙光會濾出來,那還懂;純橙光也會濾出來?
→ mpcb:no 要看原發射源和濾鏡配合 結果可以完全不同
→ HuangJC:...所以我得有一個純橙光的發射器;如果我用三光槍是不能證
→ HuangJC:實的,因為我的實驗本身就不乾淨了
→ HuangJC:不過自然界裏的光,在拍照時用濾鏡濾,都有可猜測的效果..
→ HuangJC:難道在神的電腦裏,空間中的光,仍是以三原色儲存嗎?
→ HuangJC:(神的電腦..是一種很 KUSO 的講法;指我們活在神的計算裏)
→ mpcb:http://www.astrosurf.com/joseribeiro/ngc2437.jpg
→ mpcb:有發射線或特定頻譜時說"顏色"要很小心
※ 編輯: HuangJC         來自: 61.59.179.152        (06/17 02:51)
→ YAHO0:我想原PO一直忽略很重要的一點 單獨波長不能代表顏色
→ YAHO0:顏色是經由人眼去感知後定義而成的
有個實驗反差夠大:用 R,G,B 三光槍合成出白光
和用 -R,-G,-B (互補色) 三光槍合成出白光
人眼看到是一樣白,但如果通過三稜鏡可以完整知道我當初用哪三色合成白光
那就可以理解了;也就是說,光從來沒被相加過,只是被'感知'相加
至於單獨波長不能代表顏色,這不成問題,我也沒忽略
我說燈罩上面沒有我的視覺細胞
所以在設計這種實驗時,我要求要依賴儀器

就好像哲學上說有一顆蘋果,當你不看它時,它變猴子
這個問題可以討論得很有趣

我正在說燈罩上出現橙光,這不是我感知橙光,而是燈罩上確實有橙光
我也可以把一個純橙光打上燈罩
這樣才能實驗,而且要看儀表;由讀值,而不由人眼感知

一般在說波的相加,或傅利葉分析時,會提到'主要成份',基頻
而且這個燈罩其實也不會完全無損失
因此除非有極大差異
不然黃加紅發出的橙光,只要主要成份是橙光
就算它和純橙光的讀值沒有完全相同,我還是認為光可相加
因此在選定實驗時,我會選差異很大的互補色

也因此我會說由 R,G,B 和 -R,-G,-B 六支色槍來做實驗
這樣的實驗應該差異就夠大

如果這兩組白光通過稜鏡的結果很相近,都是一道彩虹
那就別一直說人眼感知之類的;光已經被相加了..







※ 編輯: HuangJC         來自: 61.59.179.152        (06/17 03:04)
→ mpcb:由"觀測"結果來定義 不一定是人眼啊 織女比天狼紅 但都不是紅
→ mpcb:該死 舉錯例 天狼是A1 orz 織女比參宿七紅才對
→ YAHO0:但是觀測的還是人阿 XD 今天若是一個紅錐細胞缺乏的色盲
→ YAHO0:那以上的討論在他的世界中完全沒有意義
→ HuangJC:只要用儀器就有意義,儀器就好像三用電表,會給你數字
→ HuangJC:我們人也沒有電壓電流磁場受器,但都發明儀器來測量了
→ YAHO0:這個實驗設計很有問題 你不知道測得的是光線經過燈罩反射後
→ YAHO0:的光 還是兩色"相加"後測得的光
→ HuangJC:燈罩就算只是層泡沫,都會有折射率及色差出現;但三原色相差
→ HuangJC:很大,夠我承認這個結果
→ sneak: 光受器是直接接受化學刺 https://daxiv.com