关于光的相加混色原理的讨论

1万 · 2014-7-21 22:19

本帖最后由 computer00 于 2014-7-22 12:01 编辑

我们知道，常用颜色按照频率由低到高排列为红橙黄绿蓝靛紫。在三原色相加混色法中，红色+绿色就可以混出
橙色或黄色，这很容易理解。因为一个低频加上一个高频，混出来的中间色就是橙色或黄色。但怪就怪在，
为什么红色+蓝色会得到频率比它们都高的紫色呢？并且紫色光的能量更高，它是怎么来的？

圈圈认为这其中的原因是因为红光的二次谐波引起的。我们知道红光的最低频率大约在385 THz（即780nm），
而紫光的最高频率大约在790 THz（380nm）。也就是说，最紫的紫色频率大约是最红的红色频率的两倍（略多一点）。
当用最紫的紫色（即红光的二次谐波）和跟它接近的蓝色相加时，就得到了中间的紫色。另外圈圈还有一些
成语来从侧面验证，例如红得发紫，大红大紫等，紫红色等。似乎红色和紫色天然就在一块儿，所以圈圈认为
人眼的红色受体在感应红色的基频外，还能感应到它的二次谐波——紫色。这样红色+蓝色混出紫色就讲得通了，
并且刚刚提到的成语也就顺理成章了。

另外一个巧合（有时我在想，这真的是巧合吗？），在我们能够感知的可见光范围，基本上在一个八度范围内。
而我们又刚好分出七种颜色，这跟音律中的一个八度有七个自然音阶是多么的相似。还有为什么一周是七天？
（关于音阶的巧妙，请参看我之前的帖子：https://bbs.21ic.com/forum.php?mod=viewthread&tid=662436）

（看上去选项二和选项五有些类似）

4万 · 2014-7-21 22:58

如果用三棱镜对红蓝混合的紫色分光，得到的仍然是红光和蓝光，可见，这里不存在谐波问题，谐波的感觉是人眼的错觉。事实上，红绿蓝混色得到的彩色都是人眼的错觉。

3万 · 2014-7-21 23:02

“圈圈认为这其中的原因是因为红光的二次谐波引起的”
非也。
自然界中确实有光的非线性介质，一束光通过后产生二倍频的光，但这种物质非常稀少。以致于成为专门的一门学科“非线性光学”。
红色和蓝色光同时到达人眼产生紫色感觉，但这种混合起来产生紫色感觉的光若通过分光镜，仍然是红色和蓝色。

至于红色和蓝色光同时到达人的视网膜后在神经细胞里面产生了什么，我不知道，也不敢说。
所以我没法投票。

1万 · 2014-7-21 23:15

maychang 发表于 2014-7-21 23:02
“圈圈认为这其中的原因是因为红光的二次谐波引起的”
非也。
自然界中确实有光的非线性介质，一束光通过后 ...

另外一个推论，那就是倒过来看，即紫色光在到达人眼后，会有一种类似欠采样（频率减半）的过程，让红色受体能感应到。

另外，红色的二次谐波可能不是在眼睛内产生的，而是光源本来就有。我的意思是说，拿光谱仪去看大部分的自然红色，可能就有二次谐波。

这个问题我在网上找了一些资料，暂时还没发现哪个能让我信服的。

1万 · 2014-7-21 23:19

chunyang 发表于 2014-7-21 22:58
如果用三棱镜对红蓝混合的紫色分光，得到的仍然是红光和蓝光，可见，这里不存在谐波问题，谐波的感觉是人眼 ...

我的意思是，不是产生了新的紫光，只是本身就存在的红光的二次谐波和蓝光混合后，人眼有紫光的感受。
这和红光和绿光合成黄光是一样的道理，实际上没有产生新的黄光，只是因为红光和绿光受体同时受到了刺激。
而对于真实的单色黄光，它也能让红光受体和绿光受体产生刺激，或者说达到同样的电位水平。

1万 · 2014-7-21 23:25

那如果拿没有谐波只有基波的红光和篮光混合呢？会是什么效果？
我有一点更相信“欠采样”的说法，
怎么设计一个试验证明这几种猜想呢？

1万 · 2014-7-21 23:35

manbo789 发表于 2014-7-21 23:25
那如果拿没有谐波只有基波的红光和篮光混合呢？会是什么效果？
我有一点更相信“欠采样”的说法，
怎么设计 ...

普通工程师这个实验条件应该比较难具备……
如果有光谱分析仪、各种单色激光发生器、各种彩色滤光片、彩色陷波器等应该能设计一些实验来验证。
但即便排除了因为红光中的谐波这个推论，也很难真正验证到底是因为谐波引起还是“欠采样”引起。
因为人眼太复杂，还是个有机体，鬼知道它会把红光怎样了……

3万 · 2014-7-21 23:43

computer00 发表于 2014-7-21 23:15
另外一个推论，那就是倒过来看，即紫色光在到达人眼后，会有一种类似欠采样（频率减半）的过程，让红色受 ...

这些，超出我的知识范围，更不敢多说了。

1万 · 2014-7-21 23:44

本来想选4的，但是刚才只有3，

1万 · 2014-7-21 23:50

如果用耳朵试一试呢？拿一个550Hz的声音与900Hz的声音混合，看看听上去像不像1000Hz，

1万 · 2014-7-22 00:02

manbo789 发表于 2014-7-21 23:50
如果用耳朵试一试呢？拿一个550Hz的声音与900Hz的声音混合，看看听上去像不像1000Hz， ...

声音可能不太一样，人耳对声音的识别范围要宽得多，差不多达到10个八度。
并且声音没有像颜色这么鲜明的色彩感，也不能用几个基音来合成。

3万 · 2014-7-22 00:13

“谐波论”和“分频论”有个问题。
可见光频率在4X10^14～8X10^14Hz之间。
谐波最低的是二次，红色光若是频率二倍，就到紫外了。紫色光二分频，就到了红外了。

4万 · 2014-7-22 00:18

computer00 发表于 2014-7-21 23:19
我的意思是，不是产生了新的紫光，只是本身就存在的红光的二次谐波和蓝光混合后，人眼有紫光的感受。
这 ...

假如你说的为真，那么不同红光源应该含有不同强度的二次谐波，如此跟蓝光混合后就应表现为不同的紫色，显然这种现象闻所未闻，故而用反证法可以将其证伪，即说明了人眼对红蓝混合紫光的感受与红光的二次谐波无关。

1万 · 2014-7-22 00:22

computer00 发表于 2014-7-22 00:02
声音可能不太一样，人耳对声音的识别范围要宽得多，差不多达到10个八度。
并且声音没有像颜色这么鲜明的 ...

我刚用声音试过，失败了，

1万 · 2014-7-22 00:29

如果“欠采样论”或者“分频论”是正确的话，我们应该能看到红色的紫外线，但是实际看不到，所以不对，

1万 · 2014-7-22 00:49

红光最低频385 THz（即780nm），二次谐波频率为770 THz。而紫光的最高频率大约在790 THz（380nm），大于红光频率的两倍，所以应该可以感知到。

目前我能想到的只有这些，不知道大家有没有更合理的解释？

2万 · 2014-7-22 06:02

computer00 发表于 2014-7-22 00:49
红光最低频385 THz（即780nm），二次谐波频率为770 THz。而紫光的最高频率大约在790 THz（380nm），大于红 ...

另外,如果谐波论成立,又具有非线性, 那么必定有混频效果. 那么仅凭一只广谱UV灯管的光谱范围, 就能混出可见光谱, 显然这不成立, 事实上必定要经过荧光物质作能级变换才行.

支持错觉论.

2万 · 2014-7-22 07:12

我反倒是认为: 可见光可能是电磁波玻粒二象限的模糊分界带, 低于红外的主显波动性, 高于紫外的主显粒子性.

2万 · 2014-7-22 07:13

红外烤多了,仅仅是发热烫伤吧. 不大可能引起癌变. 但是紫外拷多了, 不但烫伤, 还会癌变

2万 · 2014-7-22 07:15

那么, 红外的谐波是不是就进入紫外了? 那么红外也应该可能引起癌变才对, 但好像没有这样的案例

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